RU2508945C2

RU2508945C2 - Method of raw rubber grinding for rubber-based compositions

Info

Publication number: RU2508945C2
Application number: RU2012100914/05A
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Петров; Альберт Рафаэльевич Сулейманов; Ринат Курбангалиевич Насретдинов; Ольга Александровна Буздырева; Марат Харисович Хайруллин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТатхимПласт"
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2012100914A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to raw-rubber grinding, introducing it to polypropylene polymer composition to up its adhesion to lacquer coating and to increase impact characteristics for moulded articles. Rubber pellets are cut by air-driven knives and ground by the device composed of forced-cooled cylinder, screw and rotary knives arranged at screw outlet.

EFFECT: fine rubber flakes sized to 0,2-3 mm and having loose structure.

Description

Изобретение относится к способу измельчения каучука, введению его в полипропиленовую полимерную композицию, получаемую методом компаундирования на линиях с двухшнековыми экструдерами, позволяющего достигать высокие адгезионные свойства к лакокрасочному покрытию (ЛКП), а также высокий показатель ударных характеристик (для изделий изготавливаемых методом литья под давлением из вышеназванных композиций).The invention relates to a method for grinding rubber, introducing it into a polypropylene polymer composition, obtained by compounding on lines with twin screw extruders, which allows to achieve high adhesion properties to the paintwork (LCP), as well as a high rate of impact characteristics (for products made by injection molding from the above compositions).

При создании композиционных материалов, на основе полипропилена, часто возникает необходимость введения синтетического каучука этиленпропиленового (СКЭПТ) в массовой доли от 10% до 30%.When creating composite materials based on polypropylene, it is often necessary to introduce synthetic ethylene propylene rubber (SKEPT) in a mass fraction of 10% to 30%.

Известна ударопрочная морозостойкая композиция на основе изотактического (со)полипропилена по патенту RU №2241009. Композиция содержит 62,79-82,0 мас.% изотактического полипропилена или сополимера пропилена с 5 до 12 мас.% этилена с показателем текучести расплава от 1,0 до 10 г/10 мин, 0,1-3,0 мас.% высокотекучего изотактического полипропилена с показателем текучести от 90 до 5000 г/10 мин и степенью кристалличности до 90%, 8,0-16,0 мас.% каучука на основе сополимера пропилена и этилена, 1,0-12,0 мас.% полиэтилена низкой плотности, 2,0-15,0 мас.% минерального порошкообразного наполнителя, 0,05-2,0 мас.% органического пероксида и 0,1-0,5 мас.% термостабилизатора. На практике такие композиции показали плохие характеристики за счет нестабильного показателя индекса текучести расплава, и нестабильных ударных характеристик.Known shockproof frost-resistant composition based on isotactic (co) polypropylene according to patent RU No. 2241009. The composition contains 62.79-82.0 wt.% Isotactic polypropylene or propylene copolymer from 5 to 12 wt.% Ethylene with a melt flow rate of from 1.0 to 10 g / 10 min, 0.1-3.0 wt.% highly fluid isotactic polypropylene with a flow rate of 90 to 5000 g / 10 min and a crystallinity of up to 90%, 8.0-16.0 wt.% rubber based on a copolymer of propylene and ethylene, 1.0-12.0 wt.% polyethylene low density, 2.0-15.0 wt.% mineral powder filler, 0.05-2.0 wt.% organic peroxide and 0.1-0.5 wt.% thermostabilizer. In practice, such compositions have shown poor performance due to an unstable melt flow index and unstable impact characteristics.

По патенту №2052470 известен способ получения резиновой смеси, в котором резиновую смесь измельчают на роторном измельчителе или дисковых ножах, дробильных вальцах и каскаде из по меньшей мере двух размольных вальцев с окружной скоростью быстрого валка 40 - 53 м/мин. Также известен по патенту №2099362 способ получения резиновой смеси, в котором резиновые отходы предварительно измельчают сначала на роторном измельчителе типа "шипорез", количество оборотов ротора 600 об/мин двукратным пропуском через зазор 6-8 мм между подвижными и неподвижными ножами. Далее измельчают на дробильных вальцах с двумя валками с зазором 0,35-0,65 мм, фрикцией 1:3,08. Пропускают 3-4 раза через зазор. Затем также обрабатывают на дробильных вальцах, у которых один валок - гладкий, другой - рифленый трех- и четырехкратным пропуском через зазор. Далее лист толщиной 3,5-6,5 мм измельчают на измельчителе типа "лапшерезка" с количеством оборотов барабана 375 об/мин с зазором 0,2-0,3 мм между подвижными наклонными ножами и неподвижным ножом.According to patent No. 2052470, a method for producing a rubber mixture is known, in which the rubber mixture is crushed on a rotary grinder or circular knives, crushing rollers and a cascade of at least two grinding rollers with a peripheral speed of a quick roll of 40-53 m / min. Also known by patent No. 2099362 is a method for producing a rubber mixture, in which rubber waste is first crushed using a tenon cutting rotary grinder, the rotor speed is 600 rpm by a double pass through the gap of 6-8 mm between movable and fixed knives. Next, it is crushed on crushing rollers with two rolls with a gap of 0.35-0.65 mm, friction 1: 3.08. Pass 3-4 times through the gap. Then they also process it on crushing rollers, in which one roll is smooth, the other is grooved by three and four times pass through the gap. Next, a sheet with a thickness of 3.5-6.5 mm is crushed on a grinder type "noodle cutter" with a number of revolutions of the drum 375 rpm with a gap of 0.2-0.3 mm between movable inclined knives and a fixed knife.

Недостатками этих изобретений является использование роторного измельчителя, которое не дает получение измельченного каучука в виде хлопьев.The disadvantages of these inventions is the use of a rotary grinder, which does not produce crushed rubber in the form of flakes.

Традиционно каучук (брикет 700*360*150) дробится на роторной дробилке, пересыпая его довольно значительным количеством 5-10% талька, для того, чтобы кусочки талька не слипались в бункере дозатора экструдера. Продукт такого измельчения - рубленные, плотные куски диаметром 3-6 мм. Это широко применяемый и эффективный способ, но введение талька на этой стадии резко ухудшает адгезию готовой композиции к ЛКП (например, материалы для бамперов автомобилей под окраску) и значительно снижает ударные характеристики, особенно при отрицательных температурах, а также приводит к дополнительному износу систем дозации экструдера.Traditionally, rubber (briquette 700 * 360 * 150) is crushed on a rotary crusher, pouring it with a fairly significant amount of 5-10% talc, so that the talc pieces do not stick together in the hopper of the extruder batcher. The product of such grinding is chopped, dense pieces with a diameter of 3-6 mm. This is a widely used and effective method, but the introduction of talc at this stage sharply affects the adhesion of the finished composition to paintwork (for example, materials for car bumpers for painting) and significantly reduces impact characteristics, especially at low temperatures, and also leads to additional wear of the extruder dosing systems .

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа измельчения каучука, введение которого в полимерную композицию приведет к улучшению адгезионных свойств композиции к лакокрасочному покрытию, а также повышает ударные характеристики, снижает стоимость готовой продукции.The problem to which the invention is directed is the development of a method for grinding rubber, the introduction of which into the polymer composition will lead to improved adhesive properties of the composition to the paintwork, and also increases the impact characteristics, reduces the cost of the finished product.

Техническая задача решается путем измельчения и введения каучука в полипропиленовую полимерную композицию, получаемую методом компаундирования на линиях с двухшнековыми экструдерами без использования талька и других разделителей.The technical problem is solved by grinding and introducing rubber into a polypropylene polymer composition obtained by compounding on lines with twin-screw extruders without the use of talc and other separators.

Суть изобретения состоит в том, что каучук (СКЭПТ) для приготовления композиций используется измельченным в виде мелких хлопьев без разделения (припудривания) тальком и подается в зону экструзии смешанным с гранулами полипропилена.The essence of the invention is that rubber (SKEPT) for the preparation of compositions is used crushed in the form of small flakes without separation (dusting) of talc and is fed into the extrusion zone mixed with polypropylene granules.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Каучук в брикетах нарезается на пневматических ножах (гильотина), после чего измельчается в устройстве, состоящем из шнека, цилиндра с принудительным охлаждением процесса и вращающихся ножей на выходе. Готовый продукт охлаждается и разделяется сжатым воздухом. В результате этой операции получаются мелкие хлопья каучука размером 0,2-3 мм, имеющие рыхлую структуру. Затем каучук пневмотранспортом подается в предварительный смеситель, где механически смешивается с гранулами полипропилена, после чего подается в зону дозации. Цилиндр устройства имеет на внутренней стороне ребра для предварительного разрыва кусков каучука. Так же цилиндр имеет рубашку охлаждения для отвода тепла, возникающего в процессе переработки, а вращающиеся ножи служат для измельчения хлопьев.The rubber in the briquettes is cut into pneumatic knives (guillotine), and then crushed in a device consisting of a screw, a cylinder with forced cooling of the process and rotating knives at the outlet. The finished product is cooled and separated by compressed air. As a result of this operation, small flakes of rubber with a size of 0.2-3 mm, having a loose structure, are obtained. Then the rubber is conveyed by pneumatic conveying into the pre-mixer, where it is mechanically mixed with polypropylene granules, and then fed into the dosing zone. The cylinder of the device has on the inner side of the ribs for pre-breaking pieces of rubber. The cylinder also has a cooling jacket to remove heat that occurs during processing, and rotating knives serve to grind flakes.

Композиции с использованием вышеназванного способа измельчения каучука содержат в себе от 50 до 90% массовой доли гомополимера полипропилена или сополимера пропилена, от 5 до 20% массовой доли полиэтилена, от 10 до 50% массовой доли измельченного каучука, полученного вышеназванным способом.Compositions using the above method of grinding rubber contain from 50 to 90% of the mass fraction of a homopolymer of polypropylene or copolymer of propylene, from 5 to 20% of the mass fraction of polyethylene, from 10 to 50% of the mass fraction of crushed rubber obtained by the above method.

Полученный таким образом измельченный каучук не нуждается в «разделителях» таких как тальк и разного рода масла. Данный продукт при введении в полимерную композицию значительно улучшает адгезионные свойства к лакокрасочному покрытию, а также показатель ударных характеристик для изделий, изготавливаемых методом литья под давлением по сравнению с традиционными методами измельчения каучука.The crushed rubber thus obtained does not need “separators” such as talc and various oils. This product, when introduced into the polymer composition, significantly improves the adhesion properties to the paintwork, as well as the impact index for products made by injection molding compared to traditional methods of grinding rubber.

Claims

The method of grinding rubber to obtain compositions based on it, which consists in grinding rubber in briquettes on pneumatic knives, followed by grinding rubber in a device consisting of a screw, a cylinder with forced cooling, further grinding of rubber is carried out by rotating knives at the outlet of the screw, the finished product is cooled and separated by compressed air, characterized in that the preliminary rupture of pieces of rubber is carried out by the ribs on the inner side of the cylinder and as a result A finished product is made in the form of small flakes of rubber of 0.2-3 mm, having a loose structure, which allows achieving high adhesive properties of the polymer composition to paint coatings, as well as a high level of impact characteristics of the polymer composition consisting of polypropylene and rubber.