Способ получения длинномерных резиновых изделий Советский патент 1982 года по МПК B29H5/28 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РМННОМЕРНЫХ РЕЗИНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

1. Изобретение относится к области р зиновой промышленности , конкретно, к производству длинномерных профильных резиновых изделий. Известен способ непрерывного формования изделий, например труб, из синтетических материалов l, включающий подачу жидкого структурирующе го агента в расплавленный синтетический материал только в экструзионной головке, исключающей введение структурирующих агентов при приготовлении смеси, что позволяет избв жато скорчинга и упрощает процесс приготовления смеси. Этот способ не позволяет обеспечить равномерное рас пределение структурирующего агента по всей массе формуемого изделия. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ (и устройство) для непрерывного получения изделий из полимерных материалов 2 который состоит в экструзии резиновой CMeqM через обогреваемый канал и подаче в канал жидкой теплостойкой смазки под давлением. За время прохождения изделия по каналу происходит его вулканизация за смет вулканизующего агентаJ введенного в смесь. СНособ осуществляется устройством для непрерывного формования изделий из полимерных материалов, содержащим экструдер с головкой .и профильным обогреваемым каналом, средство для подачи в канал теплостойкой смазки под давлением и нанесения её на поверхность формуе- , мого изделия. Указанныйспособ позволяет получать изделие только при ограниченной скорости формования и вулканизации , которая равна скорости движения заготовки по каналу, определяемой по формуле: v-.- .;. : где L -„длина канала, см; - время вулканизации, мин. в связи с этим для повышения про изводительности необходимо Либо уве личить длину канала, что связано с усложнением конструкции и увеличением сопротивления движению заготов кй по нему, либо сокращать время вулканизации за счет предварительного создания на поверхности издели вулканизованного слоя, обеспечивающего сохранение заданной формы изделия и позволяющего проводить вулканизацию оставшейся массы материала в изделии вне профильного канала. Известный способ не позволяет получить такого завулканизованного слоя на поверхности .издели;я. Целью изобретения является повышение скорости формования изделий при сохранении высоких физико-механических свойств изделий. Указанная цель достигается тем, что в способе получения длинномерных резиновых изделий экструзией ре зиновой смеси через обогреваемый канал, подачей в канал жидкой теплостойкой смазки с последующей вулканизацией ,.в канал подают теплостЬ кую смазку совместно со структуриру ющим агентом в соотношении по весу 95 98:2-5 при температуре вулканиза ции смеси на расстоянии от головки экструдера, определяемом по формуле ь.|-г. . где L - расстбяние от головки до мес та подачи смазки и структурирующего агента в канал,см; Q - объемная производительность см /мин; , t - время подвулканизации резиновой смеси, мин; F средняя площадь поперечного сечения входной зоны канала, см. Это дает возможность увеличить скорость формования при высоком каг честве изделий-. Расстояние L определяется ИЗусловия предотвращения про никновения в толщу загот вки смеси смазки и структурирующего агента.. Это достигается тем, что подвулканизация завершается в кьнце входной зо ны при переходе к профильной, части канала, т.е. , ,. . где 1 - время пребывания резиновой, смеси во входной зоне; воемя подвулканизации резиновой смеси. ремя ir определяется из выражег-. . ср V pсредняя скорость движения резиновой, смеси по входной зоне канала. а исходя из условияТ ТГ . полуf V илм ьодв X РОДЬ ср ывая, что Р Q объемная производительность устройства; средняя площадь поперечного сечения входной зоны канала 4-f- o -«3 v D - диаметр канала на входе; d - диаметр канала в конце вход-. ной зоны, а входной зоны определяется слеим уравнением: . I X Т . FCP ОАе держание структурирующего агеь.смеси с теплостойкой смазкой деляется на основе следующих посылок. бщее количество структурирующего та в стенке оболочки G, стр.аг .стр.аг- П ; периметр изделия; толщина стенки оболочки обеспечивающей каркасность изделия;скорость выхода изделия; плотность резиновой смеси; К - коэффициент вулканизации а связанного структурирующего та от массы каучука ( % ). личество структурирующего агентеплостойкой смазке отр.ог Wp. толщина смазочного слоя; скорость протекания смазки между стенками канала и поверхностью изделия; iA смазки J

о. - содержание структурирующего

агента в смазке.

«Считая, что весь структурирующий агент из смазки прореагирует с резиновой смесью, можно записать:

®стр..С5г

MAW 1i:cvTk--itcrVc rc a,

а так как ,l V и сократив П, получим:С ЯГ

10 (f Гелл Примечание, Учитывая наличие вулканизующего агента в резиновой смеси, общее количество структурирующего агента в поверхностном слое не должно превышать 6% (К$6) при этом обеспечивается высокое качество вулканизата. В .таких пределах величины 5.(), где К величина коэффициента влукахи зации в исходной - смеси, достаточное увеличение скорости вулканизации поверхностного слоя достигается при . Такой способ может быть осуществлён устройством, содержащим экстру.дер с обогреваемым каналом, средством для подачи смеси смазки и струк турирующего агента, снабженным нагре вателем и узлом нанесения смеси смаз ки t- структурирующего агента на по,верхность изделия. Предлагаемый способ осуществляется следующим обра,зом. Резиновую смесь подают из головки экструдера в обогреваемый кана профиль внутреннего сечения которого соответствует форме сечения гото.вого изделия, при продвижении по каналу резиновая смесь формуется и вулканизуется за счет тепла, передаваемого из рубашки с теплоносителем

Это выражение упрстцается, если учесть что практически ,2мма(Г |0,02 мм получаем

сдл

Для обоснования процентного содер жания структурирующего агента а смазкё данные по увеличению скорости вулканизации поверхностного слоя изделия сведены в таблицу. Плотности смазки и резиновых смесей приняты широко используемые в промышленности. . ОТ нагревателей через Стенки канала, и за счет тепла от смеси теплостойкой бмазки и структурирующего аген та, нагретой до температуры вулканизации, подаваемой из специальной емкости с помощью насоса через теплообменник для нагрева смеси. Смесь теплостойкой смазки и структурирующего агента наносят на nosepXHOctb изделия и канала в виде равномерной пленки по.всему периметру его. Вход ная зона обогреваемого канала выполнена конической, в вершине ее конуса на расстоянии L от головки зкструдер наносят смесь теплоскойкой смазки и структурирующего агента. Нагретая до температуры вулканизации резиновой смеси смесь теплостойкой смаэки и структурирующего агента, с одной стороны, обеспечивает условия гидродинамического трения между заготовкой и стенкой канала, а с другой стороны, структурирующий агент,взаимодействуя с резиновой смесью при температуре вулканизации, способствует опережающей вулканизации поверхностных слоев заготовки. Таким образом по периметру заготовки образуется завулканизованная оболочка, в. то время как по остальной массе заготовки процесс вулканизации несколько отстает. При ведении процесса, так чтобы за время движения заготовки вдоль канала процесс вулканизации был бы завершен пол ноет; ью по всей ее толщине, потребуется либо снизить скорость движения заготовки по каналу, -что .повлечет снижение производительности :устройства, или значительно увеличит длину канала, что связано с большим увеличением сопротивления Движению заготовки и с значительным усложнени ем устройства, особенно для изделий сложного профиля. При ведении процесса так, чтобы первоначальнЬ на поверхности изделия создавалась обо лочка завулканизованной резины, перешедшей в упруго-эластическое состояние , обеспечиваются условия, по зволяющие сохранить форму и размеры изделия тогда, когда внутренние ее слои еще сохраняют пластическое состояние, т.е. образовавшаяся оболочка выполняет роль каркаса. Благодаря этому изделие может быть довулканизовано вне канала в любом из известных теплоносителей или тепловом аппарате. При осуществлении предлагаемого способа достигается повышение скорости формования изделий при сохране НИИ их высокого качества, что обеспечивает снижение расхода энергии и приводит к снижению капитальных затрат . Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа непрерыв ного формования и вулканизации длинномерных резиновых изделий с учетом ориентировочной потребности отрасли в указанных установках, равной 10 штукам;составит около 200 тыс.руб. Формула изобретения Способ получения длинномерных t eзиновых изделий экструзией резиновой смеси через Обогреваемый канал, подачей в канал жидкой теплостойкой смазки с пбследующей вулканизацией, отЛИмающийся тем, что, с целью повышения скорости формования изделий при сохранении высоких физико-механиМеских свойств изделий, в кгнал подают теплостойкую смазку совместно со структурирующим агентом в соотношении по весу 95 98:2-5 при температуре вулканизации смеси на расстоянии от головки экструдера, определяемом по формуле , Lfr, где L - расстояние от головки до места подачи смазки и структурирующего агента в канал, см; I О - объемная производительность, см/мин; f - время подвулканизацми резиновой смеси, мин; F - средняя площадь поперечного сечения входной зоны канала, Источники Информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции Н , кя. 8 29 О 27/00, опублик. 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2901«00/23-05, кл. В 29 Н 5/28, 1980 (прототип).