Наполнитель для производства эластомеров

(51) 08 3/04 (2011.01) 29 30/04 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ наполнителя композиционных материалов пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д. Достигаемый технический результат расширение области использования шунгитовых пород и арсенала усиливающих наполнителей для производства эластомеров,в частности,резинотехнических изделий и композиционных материалов - пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д. Новизной предлагаемого изобретения является использование шунгитового концентрата месторождения Бакырчик ВосточноКазахстанской области, с содержанием углерода 15,0 - 60,02,0, т.е. с постоянным химическим и гранулометрическим составом, при производстве РТИ и углеродного наполнителя композиционных материалов - пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д.(72) Наурызбаев Михаил Касымович Ефремов Сергей АнатольевичНечипуренко Сергей Витальевич(54) НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛАСТОМЕРОВ(57) Изобретение относится к области создания усиливающего наполнителя, получаемого из шунгитовых пород месторождения Бакырчик Восточно-Казахстанской области, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий (РТИ), а также в качестве углеродного Изобретение относится к области создания усиливающего наполнителя эластомеров,получаемого из шунгитовых пород месторождения Бакырчик Восточно-Казахстанской области(далее по тексту - шунгитовый концентрат), и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий (РТИ), а также в качестве углеродного наполнителя композиционных материалов - пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д. Известно использование шунгита в различных направлениях водохозяйственной, медицинской и других видов деятельности,например в устройствах для очистки и кондиционирования воды (Патент 2135258 РФ, МПК 6 С 02 1/42, опубл. 27.08.99, бюл. 24), для получения искусственно минерализованной воды (Патент 2140274 РФ, МПК А 61 К 35/08, С 02 1/68, 1/28, опубл.27.10.99, бюл. 30). Известно использование казахстанских шунгитовых пород в керамической массе для изготовления кирпича (Патент РК 341, МПК С 04 В 33/00, опубл. 15 марта 1994, бюл. 1). Известно, что усиливающее действие на свойства резин оказывают бинарные наполнители на основе технического углерода и тонкодисперсных природных материалов, близких по составу шунгитовым породам (Шнайдер В.И., Зыкова А.П. Усиливающая активность углерод-минеральных наполнителей // Адсорбция и хроматография макромолекул эластомеров Материалы второго Всесоюзного семинара по адсорбции и жидкостной хроматографии эластомеров, 8-10 августа, 1988 г.М., 1989. - ч.2.-с.27-33). Недостатком применения бинарных наполнителей является использование дефицитного технического углерода, содержание которого, в основном, и определяет такие показатели, как напряжение при удлинении 300, относительное удлинение, твердость и эластичность влияние же природных материалов на эти свойства резин незначительно. Известно повышение прочностных свойств саженаполненных резин за счет введения добавки грубодисперсного шлама,состав которого представлен в основном суммой оксидов фосфора,кальция, кремния и железа (Девикина Л.И.,Смирнова Л.А., Цыпкина И.М. и др. Исследование влияния добавок грубодисперсного шлама на свойства резин,наполненных техническим углеродом // Химия и технология переработки эластомеров. - Л., 1989.с.49-57). Недостатком изобретения является то, что сам грубодисперсный шлам малоактивный наполнитель, особенно в случае наполнения резин низкоактивными марками сажи. Основным из известных усиливающих наполнителей резин является технический углерод,близкий по структуре и свойствам к заявляемому(Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. - М., 1997. - с.78), главным недостатком использования технического углерода являются дороговизна и экологические проблемы,возникающие при его производстве. Наиболее близким к заявляемому является использование шунгитовых пород в качестве наполнителя резиновых смесей (предварительный патент РК 6281 МПК 6 С 08 К 3/04, В 29 Д 30/04,опубл. 15.06.1998 г., бюл. 5). В рамках изобретения предлагается использование в качестве наполнителя резиновых смесей природной шунгитовой руды, измельченной до фракции минус 30 мкм. Недостатком данного наполнителя является, то что шунгитовые породы, залегающие в рудном теле,не постоянны по своему химическому составу. Этот факт ограничивает его использование, т.к. ингредиенты, используемые в технологическом переделе, должны иметь постоянный химический и гранулометрический состав, в противном случае необходимо постоянное корректирование рецептуры и условий проведения технологического процесса. Изобретение относится к области использования нового усиливающего наполнителя в производстве эластомеров(резинотехнических изделий и композиционных материалов). Технический результат - расширение области использования шунгитовых пород и арсенала усиливающих наполнителей эластомеров,в частности резинотехнических изделий и композиционных материалов пластмасса,полиэтилен, полипропилен и т.д. Технический результат месторождения достигается применением шунгитового концентрата Бакырчик Восточно-Казахстанской области с содержанием углерода 15,0 - 60,02,0 в качестве усиливающего наполнителя эластомеров,в частности,резинотехнических изделий и композиционных материалов пластмасса,полиэтилен, полипропилен и т.д. Новизной предлагаемого изобретения является использование шунгитового концентрата с содержанием углерода 15,0 - 60,02,0, т.е. с постоянным химическим и гранулометрическим составом, при производстве эластомеров, в частности резинотехнических изделий (РТИ) и композиционных материалов пластмасса,полиэтилен, полипропилен и т.д. Структурные особенности и физико-химические свойства шунгитовых пород месторождения Бакырчик Восточно-Казахстанской области позволяют применять их в качестве усиливающего наполнителя в производстве резинотехнических изделий (РТИ) и углеродного наполнителя при производстве композиционных материалов пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д. Применение усиливающего наполнителя с постоянным химическим и гранулометрическим составом в производстве РТИ и в качестве углеродного наполнителя композиционных материалов - пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д., достигается путем замены в рецептуре активного технического углерода и инертного каолина на шунгитовый концентрат, содержание углерода в концентрате от 15 до 602,0, в зависимости от требований технологического режима и упруго-прочностных характеристик получаемых изделий. Преимущество использования шунгитового концентрата в качестве усиливающего наполнителя заключается в снижении себестоимости конечного продукта и расширении арсенала углеродных наполнителей эластомеров. Для получения усиливающего наполнителя шунгитовую породу месторождения Бакырчик Восточно-Казахстанской области измельчают до размера частиц минус 75 мкм, проводят стадию обогащения пенной флотацией по углероду, в процессе обогащения отбирают концентрат, время отбора зависит от заданного содержания углерода, концентрат измельчают до фракции минус 810 мкм, который используют в качестве усиливающего наполнителя РТИ и углеродного наполнителя композиционных материалов пластмасса,полиэтилен,полипропилен и т.д. Замена технического углерода на шунгитовый концентрат производится с учетом количественного содержания углерода в усиливающем наполнителе в зависимости от требований, предъявляемых к изделию. Использование шунгитового концентрата в качестве усиливающего наполнителя в производстве резин иллюстрируется следующими примерами. Пример 1 Резина при смешении компонентов (мас.ч. на 100 мас.ч. каучука)- шунгитовый концентрат (С-35,02,0 ) При данной рецептуре резина имеет следующие показатели- относительное удлинение при разрыве,- условную прочность при растяжении, кгс/см 2 Резина при смешении компонентов (мас.ч.)- шунгитовый концентрат (С-60,02,0) При данной рецептуре резина имеет следующие показатели- относительное удлинение при разрыве,- условную прочность при растяжении, кгс/см 2 Пример 3 Резина при смешении компонентов (мас.ч. на 100 мас.ч. каучука)-шунгитовый концентрат (С-152,0) При данной рецептуре резина имеет следующие показатели- относительное удлинение при разрыве,- условную прочность при растяжении, кгс/см 2 Технология получения резин при замене технического углерода на шунгитовый концентрат не меняется, возможны незначительные изменения в составе резиновых смесей. Использование шунгитового концентрата в качестве углеродного наполнителя композиционных материалов - пластмасса, полиэтилен, полипропилен и т.д., иллюстрируется следующими примерами. Пример 4 Полиэтилен при смешении компонентов (мас.ч. на 100 мас.ч. полиэтилена) Полиэтилен высокого давления ПВД 10803-020- пластификатор При данной рецептуре резина имеет следующие показатели Показатель текучести расплава, г/10 мин Предел текучести при растяжении, Па, не менее Прочность при разрыве, Па, не менее Относительное удлинение при разрыве, , не менее Массовая доля летучих веществ, , не более Стойкость к растрескиванию, ч., не менее Стойкость к фотоокислительному старению,ч., не менее Запах и привкус водных вытяжек, балл, не более Пластмасса при смешении компонентов (мас.ч. на 100 мас.ч. полиэтилена) ПВД - полиэтилен высокого давления низкой плотности- пластификатор При данной рецептуре резина имеет следующие показатели Показатель текучести расплава, г/10 мин Предел текучести при растяжении, Па, не менее Прочность при разрыве, Па, не менее Относительное удлинение при разрыве, , не менее Массовая доля летучих веществ, , не более Стойкость к растрескиванию, ч., не менее Стойкость к фотоокислительному старению,ч., не менее Запах и привкус водных вытяжек, балл, не более Технология получения высокомолекулярных изделий при использовании в качестве наполнителя шунгитового концентрата не меняется, возможны 4 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Применение шунгитового концентрата месторождения Бакырчик ВосточноКазахстанской области, с содержанием углерода 15,0-60,02,0,в качестве усиливающего наполнителя для производства эластомеров, в частности,резинотехнических изделий и композиционных материалов-пластмасса,полиэтилен, полипропилен и т.д.