Способ производства пористых резиновых формованных изделий

 

Использование: резиновая промышленность, изготовление облегченных пористых резиновых цельноформованных изделий. Сущность изобретения: смешивают компоненты резиновой смеси - полимерного связующего, мягчителя, порообразователя и других целевых добавок. Вальцуют. Загружают смесь в пресс-форму. Вулканизуют заготовку заданной массы при избыточном внешнем давлении с последующим сбросом давления. Раскрывают пресс-форму. Формуют изделие при более низком давлении, чем вначале. Берут 0,2-0,8 мас.ч. порообразователя на 100 мас. ч. полимерного связующего. При вулканизации дают избыточное давление - 1,5-15,0 МПа 0,2-1,4 мин. Окончательно формуют изделие при 0,1-0,4 МПа. Характеристика изделий: условная прочность при растяжении - 2,55-6,7 МПа, плотность - 0,55-0,9 Г/см³0 лекальность - 0,8-1,3%, усадка - 0,1-0,8%, 4 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении облегченных пористых резиновых цельноформованных изделий различного назначения подошвенных, стелечных, уплотнительных и пр.

Известны способы получения формовых пористых резиновых изделий методами роста и запрессовки /1/.

Сущность метода роста заключается в следующем. Заготовку резиновой смеси, содержащей порофор, по размеру, меньшему гнезда пресс-формы, вулканизуют без давления на резиновую смесь при 140-170^oС.

Данный метод не позволяет получать изделия низкой плотности, поскольку плотность определяется соотношением между объемом заготовки и гнездом пресс-формы. Предельные возможности этого метода изделия с плотностью 500-600 кг/м³. Кроме того, данный метод не позволяет получать массивные изделия в связи с неравномерностью прогрева изделия в процессе вулканизации, приводящей к тому, что в результате процесса прогрева массива вулканизуемого изделия соотношение скоростей вулканизации и вспенивания не является постоянной величиной.

По методу запрессовки невулканизованную резиновую смесь, содержащую газообразующий агент, помещают в гнездо пресс-формы. Объем смеси превышает объем гнезда пресс-формы на 2-3% Процесс ведут, как и в заявленном способе, при переменном давлении, но без изменения объема резиновой смеси, причем давление на второй стадии не превышает 0,5 МПа. Однако данный метод не обеспечивает высокой степени лекальностей изделий. Кроме того, в случае недостаточной степени вулканизации на первой стадии процесса имеет место появление крупных открытых пор на поверхности изделий и снижение физико-механических показателей. В случае же перевулканизации возрастает плотность изделий, пористость резины становится неравномерной, появляются пузыри на поверхности изделия.

Наиболее близким по технической сути к заявленному способу является способ производства пористых резиновых изделий, в котором процесс ведут в три стадии: на первой заготовку заданной массы помещают в гнездо пресс-формы и выдерживают при давлении 7,0-10,0 МПа в течение 1,5-2,5 минут, на второй осуществляют сброс давления и подъем полуформы на заданную величину, а на третьей процесс завершения вулканизации и окончательного оформления изделия проводят при внешнем давлении 0,5-1,0 МПа /2/. Общим сходным признаком заявленного и известного способов является принципиальная схема процесса - проведение его в три стадии с условием сброса давления на второй и понижением его от начала процесса к его заключительной третьей стадии.

Данный способ по сравнению с существующими в настоящее время имеет ряд преимуществ, прежде всего заключающихся в снижении усадки и повышении точности изготовления изделий.

Вместе с тем он не позволяет решить проблему обеспечения лекальности изделий на стадии оформления изделий при завершении процесса вулканизации, что неизбежно влечет за собой повышение трудоемкости производства (дополнительные операции "переруба") и снижение качественного уровня готовых изделий.

Отличительными существенными признаками заявленного способа от известного являются режимы проведения процесса вулканизации: расход порообразователя в резиновой смеси составляет 0,2-0,8 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерного связующего, избыточное давление при выдерживании заготовки при вулканизации составляет 1,5-15,0 МПа, продолжительность этой стадии составляет 0,2-1,4 мин, а давление при окончательном формировании изделия составляет 0,2-0,4 МПа.

Из научно-технической литературы известно, что плотность и характер пористой структуры материала зависит от совокупности факторов содержания порофора, времени выдерживания и величины избыточного давления.

Известно также, что снижение давления приводит к уменьшению плотности и получению крупно-ячеистой структуры, то есть к ухудшению показателей пористой структуры.

Экспериментально установленные в заявленном способе значения режимов процесса вулканизации (значение избыточного внешнего давления, время выдерживания заготовки) при условии соблюдения найденного опытным путем диапазона значений концентрации порофора позволяют получать изделия, обладающие наряду с высокими качественными показателями уровнем лекальности, не достигнутым ни в одной из существующих в настоящее время технологий, а также усадкой, близкой к нулевой. Таким образом, использование в заявленном способе совокупности технологических приемов, каждый из которых, взятый в отдельности, приводит к негативному результату, в заявленном способе при условии соблюдения параметров процесса позволяет получить неожиданный, теоретически непрогнозируемый результат.

Способ осуществляют следующим образом. Смесь компонентов резиновой смеси традиционно подвергают вальцеванию, рафинированию, загрузке в пресс-форму, затем осуществляют вулканизацию: сначала выдерживают заготовку заданной массы при избыточном внешнем давлении 1,5-15,0 МПа в течение 0,2-1,4 мин, затем производят сброс давления и открытие пресс-формы на 10-300% от первоначальной толщины заготовки и заканчивают процесс формированием изделия при избыточном внешнем давлении 0,1-0,4 МПа. Процесс вулканизации ведут при 150-190^oС.

Примеры осуществления процесса приведены в таблице 1.

В примерах 1-3 используют опытный вариант композиции для изготовления пластин и подошв штампованных резиновых пористых для низа обуви следующего состава (мас.) см. табл.2.

В примерах 4-6 применяют опытный вариант композиции для изготовления пластин и подошв штампованных резиновых пористых для низа обуви (марка В) следующего состава (в мас.) см. табл. 3.

Свойства пористых формованных изделий, полученных с использованием композиций по примерам 1-3, 4-6 и 7-9, а также по контрольным вариантам (по прототипу) для каждой из композиций приведены в таблице 4.

Из данных таблицы 4 следует, что заявленное изобретение позволяет при сохранении показателей плотности полученных материалов и условий прочности при растяжении на уровне показателей материалов, полученных по прототипу, значительно улучшить показатели лекальности (повышается в среднем в 10 раз) и усадки (снижается от 2-х до 15-ти раз).

Вышеуказанное свидетельствует о практической значимости заявленного способа.

Формула изобретения

Способ производства пористых резиновых формованных изделий, включающий смешение каучукового связующего, мягчителя, порообразователя и других целевых добавок, вальцевание, загрузку смеси в пресс-форму и вулканизацию ее путем выдержки заготовки заданной массы при избыточном внешнем давлении с последующим сбросом давления, раскрытием полуформы и окончательным формированием изделия при более низком, чем на начальной стадии процесса, давлении, отличающийся тем, что порообразователь вводят в количестве 0,2 0,8 мас. ч. на 100 мас. ч. связующего, при вулканизации заготовку заданной массы выдерживают при избыточном давлении 1,5 15,0 МПа в течение 0,2 1,4 мин, а окончательное формирование изделия осуществляют при давлении 0,1 0,4 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4