Способ измельчения каучука для получения композиций на его основе

Изобретение относится к способу измельчения каучука, введению последнего в полипропиленовую полимерную композицию для достижения высоких адгезионных свойств к лакокрасочному покрытию, а также высокого показателя ударных характеристик для изделий, изготавливаемых методом литья под давлением из полученной композиции. Каучук в брикетах нарезается на пневматических ножах, после чего измельчается в устройстве, состоящем из цилиндра с принудительным охлаждением процесса, шнека и вращающихся ножей на выходе из шнека. В результате этой операции получаются мелкие хлопья каучука размером 0,2-3 мм, имеющие рыхлую структуру.

 

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).

При создании композиционных материалов, на основе полипропилена, часто возникает необходимость введения синтетического каучука этиленпропиленового (СКЭПТ) в массовой доли от 10% до 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.

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.

Недостатками этих изобретений является использование роторного измельчителя, которое не дает получение измельченного каучука в виде хлопьев.

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.

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.

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.

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.

Способ осуществляется следующим образом.

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.

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.

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.

Способ измельчения каучука для получения композиций на его основе, заключающийся в измельчении каучука в брикетах на пневматических ножах с последующим измельчением каучука в устройстве, состоящем из шнека, цилиндра с принудительным охлаждением, дальнейшее измельчение каучука осуществляется вращающимися ножами на выходе из шнека, готовый продукт охлаждается и разделяется сжатым воздухом, отличающийся тем, что предварительный разрыв кусков каучука осуществляется имеющимися на внутренней стороне цилиндра ребрами и в результате получается готовый продукт в виде мелких хлопьев каучука 0,2-3 мм, имеющий рыхлую структуру, позволяющий достичь высокие адгезионные свойства полимерной композиции к лакокрасочным покрытиям, а также высокий уровень ударных характеристик полимерной композиции, состоящей из полипропилена и каучука.