RU2173323C2 - Композиция на основе натурального горючего сланца для производства эбонитовых изделий - Google Patents

Композиция на основе натурального горючего сланца для производства эбонитовых изделий

Info

Publication number
RU2173323C2
RU2173323C2 RU98119875A RU98119875A RU2173323C2 RU 2173323 C2 RU2173323 C2 RU 2173323C2 RU 98119875 A RU98119875 A RU 98119875A RU 98119875 A RU98119875 A RU 98119875A RU 2173323 C2 RU2173323 C2 RU 2173323C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shale
rubber
products
ebonite
natural
Prior art date
Application number
RU98119875A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98119875A (ru
Inventor
В.Г. Каширский
В.А. Решетов
В.Ф. Симонов
В.П. Удалов
С.Б. Станотина
А.В. Андреев
С.Н. Шкаровский
Original Assignee
Акционерное общество "Саратоврезинотехника"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Саратоврезинотехника" filed Critical Акционерное общество "Саратоврезинотехника"
Publication of RU98119875A publication Critical patent/RU98119875A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2173323C2 publication Critical patent/RU2173323C2/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к технологии изготовления резинотехнических эбонитовых изделий, может быть использовано в авиации, машиностроении, сельском хозяйстве, медицине и в быту. Композиция включает, мас.ч.: бутадиен-стирольный каучук СКС 30 АРКМ - 15-100, шинный регенерат РШТ - 250, серу - 72, дифенилгуанидин - 3,8, кероген -100, натуральный сланец - 190-210, парафин - 15, индустриальное масло И8-А - 10. Натуральный сланец содержит 60-70 мас. % неорганической составляющей и 30-40 мас.% органической составляющей. Технический результат изобретения состоит в повышении эксплуатационных показателей, в расширении области применения натурального сланца и в удешевлении изделий. 3 табл.

Description

Изобретение относится к технологии изготовления резинотехнических изделий (РТИ) и может быть использовано в производстве формового эбонита общего и специального назначения для авиации, машиностроения, сельского хозяйства, медицины и применения в быту.
В качестве прототипа, позволяющего раскрыть сущность изобретения, авторами был принят состав для кровли и гидроизоляции /Авт. свид. СССР N 97943 Состав для кровли и гидроизоляции /Пискарев В.А. и др./ - Заявл. 30.06.81. - Опубл. Б. И. , 1982, N 45/, включающий, мас.%: связующее (бутилкаучук) - 39,4-42,0; целевые добавки (стеарин - 2,4-2,8; парафин - 0,4-0,6; оксид цинка - 2,9-6,3; сера - 0,3-0,6; каптакс - 1,2-1,4; тиурам - 0,8-1,0; каолин - остальное) и сланцевую породу 10 - 15, состоящую из 70 - 90% карбонатной составляющей с терригенными компонентами и 10 - 30% органической составляющей. При введении в состав композиции - прототипа сланцевой породы достигаются следующие положительные эффекты: в 200 - 400 раз повышается газопроницаемость кровельных и гидроизоляционных покрытий, увеличивается их адгезия к бетонным основаниям и долговечность эксплуатации при сохранении основных физико-механических параметров.
Однако наряду с достоинствами композиция-прототип имеет существенные недостатки. Во-первых, в качестве связующего продукта используется только бутилкаучук. Возможность применения других видов эластомерных матриц в композициях со сланцевой породой авторами изобретения-прототипа не рассматривается, что ограничивает область его практического использования. Во-вторых, сланцевая порода вводится в резиновую смесь в очень узком (10 - 15 мас.%) количественном диапазоне исключительно в целях увеличения газопроницаемости покрытий, способствующем повышению и стабилизации эксплуатационных характеристик и срока службы изделий, что также снижает практическую значимость прототипа. В-третьих, сланцевая порода вводится как дополнительный компонент, что приводит к повышению себестоимости композиции. В-четвертых, вопрос о применении сланцевой породы в качестве комплексного полифункционального наполнителя резиновых смесей с целью полной или частичной замены им дефицитных и дорогостоящих штатных компонентов РТИ (керогена, каолина, мела, сажи, пемзы, парафина, стеарина, тиурама, оксида цинка, оксида магния и др.) авторами изобретения-прототипа не обсуждается, что обеспечивает его научную и экономическую значимость. В-пятых, эксплуатационные параметры кровельных и гидроизоляционных материалов существенно зависят от состава вводимой сланцевой породы и прежде всего от количества органической составляющей, которое должно заключаться, исходя из формулы изобретения-прототипа, в пределах 10-30 мас.% Повышение содержания в сланцевой породе органической составляющей более 30 мас. % приводит к резкому ухудшению определяемых физико-механических показателей покрытий. Таким образом, имеются ограничения и по качественному составу сланцевой породы.
Задачами настоящего изобретения являются:
- расширение области применения натурального сланца в производстве резинотехнических изделий, доказательство возможности его использования в качестве комплексного полифункционального наполнителя РТИ;
- удешевление изделий;
- повышение отдельных эксплуатационных параметров РТИ.
Указанные задачи решаются путем дополнительного введения в исходную композицию шинного регенератора РШТ, дифенилгуанидина ДФГ, индустриального масла И-8А, керогена, а в качестве сланцевой породы - натуральный сланец с содержанием неорганической составляющей 60-70 мас.% и органической составляющей 30-40 мас.%, а в качестве синтетического каучука - бутадиен-стирольного каучука СКС 30 АРКМ-15, при оптимальных соотношениях компонентов.
Основным объектом исследования служил высокодисперсный натуральный горючий сланец Перелюбо-Благодатовского месторождения, обладающий следующими физико-химическими свойствами:
дисперсность - не более 28 мкм,
влажность - 4,46-5,27%,
плотность - 1660-1680 кг/м3,
зольность - 56,7-61,0%,
содержание железа (III) - 1,70-2,74,
pH - 6,4-7,5,
содержание свободной серы - 0,2%,
массовая доля карбонатов кальция и магния - 19,4%,
содержание нерастворимых в соляной кислоте веществ - 3,2%.
По данным микроспектрального, рентгенографического, ИК-спектроскопического и УФ-спектроскопического, комплексного термографического и других анализов натуральный сланец Перелюбо-Благодатовского месторождения имеет следующий химический состав:
- неорганическая составляющая (60-70%) представлена кальцитом, пиритом, кварцем, сидеритом, ангидритом, рутилом, магнезитом, глинистыми и др. минералами;
- органическая составляющая (30-40%) включает предельные и непредельные, ароматические углеводороды, спирты и фенолы, простые и сложные эфиры, кетоны, кислоты, серо-, азот- и кислородсодержащие соединения, смолистые вещества и др.
Количественное соотношение компонентов в сланце может изменяться в зависимости от места добычи и глубины залегания пластов горючего сланца, наличия примесей (известняка, глины и др.). Среднестатистический вещественный состав сланцев Перелюбо-Благодатовского месторождения широко известен и представлен в справочной литературе. В качестве микропримесей, по данным лазерного микроспектрального анализа, проведенного авторами, в составе горючего сланца присутствуют труднорастворимые соединения марганца, ванадия, берилия, меди, никеля, хрома и бора.
На основании детального изучения химического и фазового состава объекта авторами настоящей заявки были разработаны теоретические представления о горючем сланце как комплексном полифункциональном наполнителе различных композиционных материалов (КМ), включая резину и эбонит, и выдвинуто предположение о необходимости поиска новых рецептур резиновых смесей, в которых сланцевый наполнитель мог бы полностью или частично заменить дефицитные и дорогостоящие штатные компоненты резинотехнических изделий.
Экономическая целесообразность замены традиционных компонентов РТИ на сланцевый наполнитель подтверждается заметной разницей их договорных цен. При этом принималось во внимание, что технология изготовления резины и эбонита со сланцевым наполнителем не изменяется. По положению на январь 1998 года стоимость волжского сланца в зависимости от способов добычи и кондиционирования составляет 540-670 руб/т (0,54-0,67 руб/кг), например кашпирский, в то время как стоимость наиболее широко используемых компонентов РТИ значительно выше, например:
кероген - 1,9-2,6 руб/кг,
каолин - 1,8-2,3 руб/кг,
известь - 0,79-1,1 руб/кг,
оксид цинка - 10,20-12,10 руб/кг,
углерод технический -14,0-16,0 руб/кг.
Экспериментальная проверка возможности применения сланцевого наполнителя и подбор конкретных рецептур композиций проводились на базе составов резиновых смесей N 368 для изготовления изделий 6СТ-60 и комплектующих изделий к ним. Изготовление смесей проводилось на лабораторных вальцах ЛВ 300 166/160 с фрикцией 1,28; температура валков 40-70oC. Режим вулканизации образцов для испытаний выбирался согласно нормативно-технической документации на указанные резиновые (эбонитовые) смеси.
Рецептуры заявляемых эбонитовых смесей представлены в табл. 1. Физико-механические характеристики формового эбонита со сланцевым наполнителем и контрольных образцов приведены в табл. 2. Сопоставление данных табл. 1 и 2 по заявляемым и контрольным образцам (К) позволяет сделать вывод о том, что полная замена каолина и извести, а также частичная замена керогена в резиновой смеси N 368, изготавливаемой на основе синтетического бутадиенстирольного каучука СКС 30 АРКМ-15, на натуральный сланец не только не ухудшает, но и по отдельным показателям улучшает эксплуатационные свойства эбонитовых образцов.
Например, при введении сланцевого наполнителя в смесь N 368 в количестве 200 мас.% вместо каолина (80 мас.%), извести (15 мас.%) и частично керогена (100 мас.% вместо 248%) одновременно происходит повышение предела прочности эбонита при статическом изгибе (35 МПа вместо 27 МПа), а также стойкости его к процессу окисления (0,07 дм32 по сравнению с 0,09 дм32 для контрольных опытов). При этом теплостойкость по Мартенсу, хрупкость и кислотостойкость эбонитовых образцов практически остаются на прежнем уровне и соответствуют требованиям ГОСТ. Плотность эбонита при замене каолина, извести и частично керогена на натуральный сланец увеличивается с 1,28 до 1,31 г/см3, что вполне закономерно, учитывая малую плотность заменяемого керогена (0,82 г/см3). Таким образом, экспериментально доказано достижение одной из целей изобретения - повышение отдельных эксплуатационных параметров.
Следует подчеркнуть, что высокие эксплуатационные показатели полученного по заявляемым рецептурам формового эбонита сохраняются только в пределах указанных в табл. 1 количественных соотношений компонентов (примеры 1-3). При выходе количественного содержания сланцевого наполнителя за указанные значения (примеры 4, 5) физико-механические свойства эбонитовых изделий, как правило, ухудшаются, а температурно-временной режим их формования не обеспечивает соответствия эксплуатационных параметров требованиям ГОСТ. Как видно из табл. 1 и 2, при одновременном присутствии сланцевого наполнителя и каолина, керогена и извести (пример 7) в полных дозировках в смеси N 368 или при отсутствии керогена вообще (пример 6) получить высококачественные образцы эбонита не удается.
Экспериментально установлено, что наилучшими эксплуатационными свойствами обладают заявляемые композиции (пример 1), содержащие 200 мас.% натурального сланца и 100 мас.% керогена, в составе которых отсутствуют каолин и известь. Таким образом, можно считать доказанными возможность и целесообразность полной замены каолина и извести, а также частичной замены керогена на натуральный сланец, представляющий собой комплексный наполнитель полифункционального действия.
Из эбонитовых смесей N 368 (пример 1, табл. 1) по существующим нормативным режимам вулканизации были изготовлены изделия: моноблоки 6СТ-60 и комплектующие детали к ним. Изделия хорошо формировались и легко снимались с пресс-форм. Указанные изделия подвергались испытаниям на соответствие требованиям ГОСТ 6980-76 "Моноблоки эбонитовые аккумуляторные для автомобилей, автобусов и тракторов", результаты которых представлены в табл. 3. На основе данных табл. 3 можно сделать вывод о том, что изделия 6СТ-60, изготовленные из рецептур N 368-2 с применением натурального сланца, по всем параметрам соответствуют техническим требованиям и чертежам ГОСТ 6980-76. Экономические расчеты показали, что себестоимость изделий, полученных из заявляемой эбонитовой смеси N 368-2, снижается на 19-26% в зависимости от степени ее наполнения сланцем. В условиях рыночной экономики столь заметное удешевление себестоимости РТИ является важным фактором скорейшего внедрения изобретения в производство.
Таким образом, на примерах образцов композиций 2-4 табл. 1 и 2 и изделий 6СТ-60 доказаны техническая новизна и целесообразность применения натурального волжского сланца в качестве комплексного полифункционального наполнителя РТИ вместо дефицитных и дорогостоящих компонентов: керогена, каолина и извести, подтверждена возможность удешевления продукции, установлено повышение отдельных эксплуатационных показателей РТИ и расширены области их применения, что свидетельствует о достижении поставленной цели изобретения.
Предложения авторов по использованию натурального сланца в производстве резины и эбонита вызвали устойчивый интерес Московского, Екатеринбургского, Тульского, Курского, Чебоксарского, Саратовского, Волжского, Балаковского и др. заводов резинотехнических изделий. В частности, имеется гарантийное письмо-заказ АО "Саратоврезинатехника" на приобретение сланцевого наполнителя в объеме 1,5-2,5 тыс. т./год по договорной цене не более 860 руб/1 т, что весьма выгодно и для предприятия-поставщика натурального сланца.

Claims (1)

  1. Композиция для изготовления резинотехнических изделий, включающая синтетический каучук, серу, парафин и сланцевую породу, отличающаяся тем, что она в качестве синтетического каучука содержит бутадиен-стирольный каучук СКС 30 АРКМ-15, в качестве сланцевой породы - натуральный сланец с содержанием 60 - 70 мас.% неорганической составляющей и 30 - 40 мас.% органической составляющей и дополнительно содержит шинный регенерат РШТ, дифенилгуанидин, индустриальное масло И8-А, кероген при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
    Бутадиен-стирольный каучук СКС 30 АРКМ-15 - 100
    Шинный регенерат РШТ - 250
    Сера - 72
    Дифенилгуанидин - 3,8
    Кероген - 100
    Натуральный сланец указанного состава - 190 - 210
    Парафин - 15
    Индустриальное масло И8-А - 10
RU98119875A 1998-11-03 Композиция на основе натурального горючего сланца для производства эбонитовых изделий RU2173323C2 (ru)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98119875A RU98119875A (ru) 1999-07-20
RU2173323C2 true RU2173323C2 (ru) 2001-09-10

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922649A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 桂林电子科技大学 一种橡胶复合材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922649A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 桂林电子科技大学 一种橡胶复合材料及其制备方法
CN110922649B (zh) * 2019-12-06 2022-02-08 桂林电子科技大学 一种橡胶复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Porto et al. Bitumen and bitumen modification: A review on latest advances
RU2303576C2 (ru) Асфальтобетонная смесь
Adesakin et al. Characterization and evaluation of mechanical properties of dolomite as filler in polyester
US3585155A (en) Fly ash-asphalt mixtures
CN102952293A (zh) 一种复合胶粉改性剂及其制备方法和应用方法
RU2173323C2 (ru) Композиция на основе натурального горючего сланца для производства эбонитовых изделий
US3243311A (en) Method of preparing improved asphalt aggregate structures comprising pretreating the aggregate with a polyvalent metal compound
US6818687B2 (en) Modified asphalt with carrier and activator material
US3459717A (en) Sulphur-based plastic composition
CN1342726A (zh) 一种改质煤沥青筑路油的制造方法
Zelinskaya et al. Waste-Based Construction Materials
RU2125065C1 (ru) Композиция для изготовления резино-технических изделий
Boev et al. Obtaining the retainer for waterproofing road bitumens
CN106565567A (zh) 一种高效再生助剂、制备方法及废丁基内胎的再生方法
US3706806A (en) Propyl or butyl dithiol formal
Djimasbe et al. Research of the technology for the production of modified sulfur bituminous binders
US3265517A (en) Hydrodechlorination processes and products of chlorinated asphaltenes and thermoplastic hydrocarbon resins
DE2005963C3 (ru)
US3482008A (en) Combustion process of preparing a colored structural article
Yohe Binding materials used in making pellets and briquets
KR102177197B1 (ko) 개질 아스팔트 조성물 제조방법 및 이로부터 제조된 조성물을 포함하는 도로용 포장재, 산업용 방수재
USRE17762E (en) Plastic composition
US1643520A (en) Plastic composition
US1220292A (en) Paving-brick.
KR101376051B1 (ko) 수지보강 재생 아스콘, 그의 제조방법 및 이를 이용한 도로포장방법