Способ изготовления мастики
Владельцы патента RU 2751294:
Общество с ограниченной ответственностью «Гласс Систем» (RU)
Способ изготовления мастики, согласно которому загружают в емкость диссольвера 17 м.ч. диоктилфталата и 0,5 м.ч. смачивающей и диспергирующей добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера. Затем загружают в емкость диссольвера 37,15 м.ч. сульфата бария, 3,0 м.ч. двуокиси титана и 0,5 м.ч. сухого пигмента с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера. Полученную смесь сушат в емкости диссольвера и охлаждают высушенную смесь в емкости диссольвера до температуры в диапазоне от 60 град. С до 65 град. С. В охлажденную смесь добавляют в емкости диссольвера 0,5 м.ч. деаэратора и 0,4 м.ч. химического соосушителя, загружают в емкость диссольвера 40 м.ч. предполимера с обеспечением его перемешивания мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении. Затем загружают в емкость диссольвера 0,4 м.ч. первичного антиоксиданта, 0,25 м.ч. катализатора и 0,3 м.ч. реологической добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении. Изобретение обеспечивает ускорение технологического процесса получения готовой мастики с заданным составом и с улучшенным качеством. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способам получения герметизирующих материалов, в частности к способу изготовления мастики.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время известны различные составы мастики, используемой в различных отраслях промышленности, в частности в качестве герметизирующего материала, и известны различные способы ее изготовления.
Один из иллюстративных примеров способа изготовления мастики описан в патенте РФ №2489463 (далее RU 2489463), опубликованном 10 августа 2013 года. В частности, в патенте RU 184816 раскрыт способ изготовления мастики, в котором в отношении используемого сыпучего компонента предварительно осуществляют дополнительную операцию сушки с использованием специального сушильного оборудования.
Недостаток известного способа изготовления мастики заключается в том, что дополнительная операция сушки сыпучего компонента усложняет процесс получения мастики, поскольку требуются использовать отдельное дополнительное сушильное оборудование и осуществлять дополнительные промежуточные технологические операции, связанные с транспортировкой подлежащего сушке или высушенного сыпучего компонента и непосредственно с самой сушкой сыпучего компонента. Кроме того, часто оказывается сложно обеспечить надлежащую степень высушенности (или надлежащий уровень влагосодержания) для всего количества такого высушенного сыпучего компонента до момента его фактического использования в способе по RU 2489463, а повышенное содержание влаги в готовой мастике приводит к появлению пузырей, включений и т.п. в готовой мастике, а также уменьшает срок годности такой мастики.
Таким образом, очевидна потребность в дальнейшем совершенствовании способов изготовления мастики, в частности для совершенствования технологических операций, осуществляемых при реализации таких способов.
Следовательно, техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании способа изготовления мастики, в котором по меньшей мере частично устранен обозначенный выше недостаток известного способа изготовления мастики, заключающийся в чрезмерной сложности технологических операций способа.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в создании способа изготовления мастики, решающего по меньшей мере обозначенную выше проблему.
Поставленная задача решена в настоящего изобретения благодаря тому, что в предложенном способе изготовления мастики загружают в емкость диссольвера 17 м.ч. диоктилфталата и 0,5 м.ч. смачивающей и диспергирующей добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера; загружают в емкость диссольвера 37,15 м.ч. сульфата бария, 3,0 м.ч. двуокиси титана и 0,5 м.ч. сухого пигмента с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера; осуществляют сушку полученной смеси в емкости диссольвера; охлаждают высушенную смесь в емкости диссольвера до температуры в диапазоне от 600С до 65 0С; добавляют в охлажденную смесь в емкости диссольвера 0,5 м.ч. деаэратора и 0,4 м.ч. химического соосушителя; загружают в емкость диссольвера 40 м.ч. предполимера с обеспечением его перемешивания мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении; и загружают в емкость диссольвера 0,4 м.ч. первичного антиоксиданта, 0,25 м.ч. катализатора и 0,3 м.ч. реологической добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении.
Способ изготовления мастики согласно настоящему изобретению обеспечивает технический результат, заключающийся в ускорении технологического процесса получения мастики с заданным составом, что обусловлено осуществлением в предложенном способе операции сушки смеси, образованной в результате смешивания жидких компонентов, представленных диоктилфталатом и смачивающей и диспергирующей добавкой, с сыпучими компонентами, представленными сульфатом бария, двуокисью титана и сухим пигментом, прямо в диссольвере, в емкость которого указанные компоненты были загружены.
Кроме того, способ изготовления мастики согласно настоящему изобретению обеспечивает дополнительный технический результат, заключающийся в улучшении качества готовой мастики, получаемой в результате реализации предложенного способа, в частности за счет осуществления операции сушки смеси, образованной из предложенных жидких и сыпучих компонентов, непосредственно перед последующим смешиванием указанной смеси в емкости диссольвера с остальными компонентами (то есть, в частности, без необходимости в выгрузке высушенных сыпучих компонентов из отдельного сушильного оборудования, транспортировке таких высушенных сыпучих компонентов от сушильного оборудования к диссольверу при условиях воздействия внешней среды, хранении таких высушенных сыпучих компонентов до момента их загрузки в емкости диссольвера и т.п.), используемыми для изготовления мастики, в результате чего указанная смесь, в том числе и ее сыпучие компоненты, имеют строго заданную степень высушенности или заданный уровень влагосодержания, что исключает возможность получения готовой мастики с чрезмерным влагосодержанием.
Способ изготовления мастики согласно настоящему изобретению обеспечивает еще одни дополнительный технический результат, заключающийся в оптимизации технологического процесса получения мастики с заданным составом, что обусловлено сушкой предложенных жидких компонентов и сыпучих компонентов, находящихся уже в смешанном состоянии в емкости диссольвера при надлежащих условиях, в частности температурных условиях. Другими словами, дополнительный технический результат, заключающийся в оптимизации технологического процесса получения мастики с заданным составом, обусловлен отсутствием в предложенном способе дополнительных технологических операций, связанных с отдельной сушкой сухих компонентов, используемых при изготовлении мастики, а также отсутствием в предложенном способе необходимости в контроле и поддержании параметров состояния компонентов (например, температуры или т.п.), уже загруженных в емкость диссольвера, перед добавлением к ним высушенных сыпучих компонентов (в особенности при длительных временных задержках между получением необходимых высушенных сыпучих компонентов в специальном сушильном оборудовании и их загрузкой в емкость диссольвера) для их надлежащего смешивания и для получения смеси с надлежащим уровнем влагосодержания.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения этап сушки полученной смеси в предложенном способе может включать по меньшей мере следующие операции, согласно которым (i) осуществляют высокоскоростное перемешивание указанной смеси в емкости диссольвера с использованием фрезы диссольвера; (ii) приводят в действие вакуумный насос диссольвера при достижении температуры 800С в указанной емкости с обеспечением создания вакуумметрического давления не менее минус 0,9 кгс/см2; и (iii) прекращают указанное высокоскоростное перемешивание при достижении влажности смеси в емкости диссольвера менее 0,05%.
Вышеописанные технологические особенности этапа сушки полученной смеси в предложенном способе также вносят свой вклад в сформулированный выше дополнительный технический результат, заключающийся в оптимизации технологического процесса получения мастики с заданным составом, за счет по существу одновременной сушки жидких компонентов и сыпучих компонентов состава мастики в емкости диссольвера с обеспечением достижения оптимальной глубины сушки указанных компонентов, т.е. оптимального уровня высушенности или уровня влагосодержания смеси из указанных компонентов, перед добавлением к ним остальных компонентов состава мастики.
В другом варианте реализации настоящего изобретения в предложенном способе в качестве смачивающей и диспергирующей добавки может быть использована добавка «Disperbyk 161».
Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения в предложенном способе изготовления мастики в качестве деаэратора может быть использована добавка «BYK 088», а в качестве химического соосушителя может быть использована добавка «Additive TI» или добавка «PTSE».
В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения в предложенном способе изготовления мастики в качестве первичного антиоксиданта может быть использована добавка «Irganox 1135», в качестве катализатора может быть использован дибутилдилаурат олова, а в качестве реологической добавки может быть использована добавка «BYK 410».
В других вариантах реализации настоящего изобретения в предложенном способе изготовления мастики перед осуществлением этапа высокоскоростного перемешивания в смесь в емкости диссольвера может быть добавлен горячий теплоноситель.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые приведены для обеспечения лучшего понимания сущности настоящего изобретения, составляют часть настоящего документа и включены в него для иллюстрации нижеописанных вариантов реализации и аспектов настоящего изобретения. Прилагаемые чертежи в сочетании с приведенным ниже описанием служат для пояснения сущности настоящего изобретения. На чертежах:
на фиг. 1 показан способ изготовления мастики согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже описаны некоторые примеры возможных вариантов реализации настоящего изобретения, при этом не следует считать, что приведенное ниже описание определяет или ограничивает объем настоящего изобретения.
Следует отметить, что полиуретановые или изоцианат-содержащие композиции очень чувствительны к влаге (воде), при этом содержание в ингредиентах, входящих в состав таких композиций, излишней воды приводит к ухудшению качества конечной продукции или получению некондиционной конечной продукции. Это происходит по той причине, что влага, содержащаяся в наполнителях, пластификаторах, полиэфирах и/или т.п., может вступать в реакцию с NCO-группами изоцианат-содержащего ингредиента, что приводит к выделению двуокиси углерода (газовая фаза), которая не дает сформироваться монолитному и прочному покрытию. Кроме того, излишняя влага (вода) в двух компонентных полиреутановых системах захватывает NCO-группы, предназначенные для формирования покрытия, что в результате не позволяет получить качественный полимер. Увеличение же NCO-групп может привести к увеличению низкомолекулярных фракций полимера, что приведет к потере эластичности и увеличению хрупкости покрытий. Для исключения влияния вышеуказанных недостатков на качество конечной продукции обычно осуществляют сушку сыпучих наполнителей, используемых при синтезе или получении наполненного двухкомпонентного полиэфирного компонента «А» для двух-компонентных полиреутановых систем, примерами которых являются мастики, герметики, клеи и т.п.
На фиг. 1 показан способ 100 изготовления мастики согласно настоящему изобретению, который по сути соответствует технологии получения мастики и который позволяет получить мастику с заданным составом.
Как показано на фиг. 1, способ 100 изготовления мастики включает совокупность или группу этапов, содержащую семь основных этапов: этап 10, этап 20, этап 30, этап 40, этап 50, этап 60 и этап 70, согласно каждому из которых осуществляют соответствующую нижеописанную технологическую операцию с использованием известных в уровне техники технических средств. В частности, для осуществления нижеописанных этапов 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 может быть использован любой известный в уровне техники ваккумметрический диссольвер, снабженный по меньшей мере емкостью для загрузки в нее, посредством загрузочного люка, ингридиентов или компонентов изготавливаемой мастики, мешалкой для осуществления тихоходного перемешивания компонентов мастики в емкости, скоростной фрезой для осуществления высокоскоростного или быстроходного перемешивания компонентов мастики в емкости, рубашкой охлаждения для уменьшения температуры или охлаждения смеси компонентов мастики в емкости и вакуумметрическим насосом для создания вакууметрического давления в аппарате.
На этапе 10 способа осуществляют загрузку или загружают в емкость диссольвера 17 м.ч. диоктилфталата (ДОФ) и 0,5 м.ч. смачивающей и диспергирующей добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера в течение 15 мин ± 3 мин, при этом в качестве смачивающей и диспергирующей добавки может быть использована добавка «Disperbyk 161» или любая другая подходящая добавка, известная в уровне техники. Следует отметить, что ДОФ и смачивающая и диспергирующая добавка по сути являются жидкими компонентами, входящими в состав изготавливаемой мастики.
На этапе 20 способа осуществляют порционную загрузку или порционно загружают в емкость диссольвера 37,15 м.ч. сульфата бария, 3,0 м.ч. двуокиси титана и 0,5 м.ч. сухого пигмента с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера, при этом сульфат бария, двуокись титана и сухой пигмент по сути являются сыпучими компонентами, входящими в состав изготавливаемой мастики.
На этапе 30 способа осуществляют сушку в емкости диссольвера смеси, полученной в результате смешивания ДОФ и смачивающей и диспергирующей добавки с вышеуказанными сыпучими компонентами мастики. Для осуществления сушки полученной смеси компонентов осуществляют по меньшей мере следующие основные субоперации, согласно которым: (i) приводят в действие или включают быстроходное или высокоскоростное перемешивающее устройство диссольвера, которое может быть выполнено, например, в виде одиночной фрезы, двух параллельных фрез или т.п., с обеспечением осуществления быстроходного или высокоскоростного перемешивания указанной смеси в емкости диссольвера; (ii) при достижении температуры 800С в указанной емкости приводят в действие вакуумный насос диссольвера с обеспечением создания вакуумметрического давления не менее минус 0,9 кгс/см2; и (iii) прекращают указанное высокоскоростное перемешивание путем выключения перемешивающего устройства диссольвера при достижении влажности смеси в емкости диссольвера менее 0,05%.
Следует отметить, что при интенсивном перемешивании смеси в емкости диссольвера, реализуемом с помощью высокоскоростного перемешивающего устройства диссольвера, в частности с помощью по меньшей мере одной фрезы, вращающейся с высокой частотой вращения (обороты в миниту) происходит интенсивное трение частиц компонентов смеси друг о друга с обеспечением выделения тепла, которое и обеспечивает постепенный нагрев смеси в емкости диссольвера, что в свою очередь обеспечивает возможность выпаривания воды или влаги, содержащейся в вышеуказанных жидких и/или сыпучих компонентах, загружаемых в емкость диссольвера.
Кроме того, перед осуществлением вышеописанного этапа 30 способа смесь в емкости диссольвера, полученную в результате выполнения вышеописанных этапа 10 способа и этапа 20 способа, может быть добавлен горячий теплоноситель, который позволяет ускорить процесс нагрева указанной смеси до необходимой температуры, выпаривания воды или влаги, содержащейся в жидких и/или сыпучих компонентах, загруженных в емкость диссольвера на этапах 10, 20 способа.
На этапе 40 способа охлаждают смесь в емкости диссольвера, высушенную на вышеописанном этапе 10 способа до температуры в диапазоне от 600С до 65 0С с использованием рубашки охлаждения, входящей в состав используемого диссольвера.
На этапе 50 способа добавляют в смесь в емкости диссольвера, охлажденную на вышеописанном этапе 40 способа, 0,5 м.ч. деаэратора и 0,4 м.ч. химического соосушителя, при этом в качестве деаэратора может быть использована, например, добавка «BYK 088» или любая другая подходящая добавка, известная в уровне техники, а в качестве химического соосушителя может быть использована, например, добавка «Additive TI», добавка «PTSE» или любая другая подходящая добавка, известная в уровне техники.
На этапе 60 способа осуществляют загрузку или загружают в емкость диссольвера 40 м.ч. предполимера с обеспечением его перемешивания тихоходной мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении, создаваемом включенным вакуумным насосом диссольвера, при этом вместо предполимера может быть введена ПУ-основа, связующее или т.п.
На этапе 70 способа осуществляют загрузку или загружают в емкость диссольвера 0,4 м.ч. первичного антиоксиданта, 0,25 м.ч. катализатора и 0,3 м.ч. реологической добавки с обеспечением их перемешивания тихоходной мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении, создаваемом включенным вакуумным насосом диссольвера, при этом в качестве первичного антиоксиданта может быть использована, например, добавка «Irganox 1135» или или любая другая подходящая добавка, известная в уровне техники, в качестве катализатора может быть использован, например, дибутилдилаурат олова, а в качестве реологической добавки может быть использована, например, добавка «BYK 410» или любая другая подходящая добавка, известная в уровне техники. Следует отметить, что вышеописанные добавки, вводимые в смесь в емкости диссольвера на этапе 70 способа, по сути обеспечивают получение готового продукта, т.е. мастики, при этом мастика, полученная в результате выполнения вышеописанных этапов 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 способа будет по сути иметь следующий компонентный состав, в котором каждый из компонентов будет представлен в заданном массовом соотношении (масс.%):
| № | Наименование компонента в составе мастики | % масс. ч. на компонент |
| 1 | ДОФ | 17,00% |
| 2 | Disperbyk 161 | 0,50% |
| 3 | Сульфат бария | 37,15% |
| 4 | Двуокись титана | 3,00% |
| 5 | Пигмент | 0,50% |
| 6 | BYK 088 | 0,50% |
| 7 | Преполимер | 40,00% |
| 8 | Addinive TI (либо PTSE) | 0,40% |
| 9 | Irganox 1135 | 0,40% |
| 10 | DBDLO | 0,25% |
| 13 | BYK 410 | 0,30% |
Дополнительные этапы способа 100, которые могут быть реализованы после осуществления вышеописанного этапа 70 способа, могут включать выключение тихоходной мешалки диссольвера и осуществление статического вакуумирования с последующим стравливанием вакуумметрического давления азотом и осуществлением выгрузки конечного продукта из емкости диссольвера.
Следует также отметить, что порции компонентов состава мастики, загружаемые на вышеописанных этапах 10, 20, 50, 60, 70 способа в емкость диссольвера через загрузочный люк, могут быть определены по массе с использованием, например, весов, дозатора или любого другого подходящего измерительного устройства для измерения массы, известного в уровне техники.
Следует также отметить, что температура смеси в емкости диссольвера может быть определена на вышеописанных этапе 30 способа и этапе 40 способа или, при необходимости, на любом другом этапов способа 100 с помощью, например, датчика температуры (термометра или термодатчика), который может входить в состав используемого диссольвера и который может измерять, посредством термопары, используемой в качестве чувствительного элемента, температуру самой смеси в емкости диссольвера, при этом для этой цели может быть использовано любое другое подходящее измерительное устройство для измерения температуры, известное в уровне техники.
Кроме того, вакуумметрическое давление можно контролировать на вышеописанном этапе 30 способа или (при необходимости) на любом другом этапе способа 100 с помощью, например, вакууметра, который может входить в состав используемого диссольвера, или с помощью любого другого подходящего измерительного устройство для измерения давления, известного в уровне техники.
Кроме того, уровень влагосодержания или влажность смеси можно контролировать на вышеописанном этапе 30 способа или (при необходимости) на любом другом этапе способа 100 с помощью, например, автоматического титрометра по методу Фишера, который может входить в состав используемого диссольвера, или с помощью любого другого подходящего измерительного устройство для измерения влажности, известного в уровне техники.
Представленные иллюстративные варианты осуществления, примеры и описание служат лишь для обеспечения понимания заявляемого технического решения и не являются ограничивающими. Другие возможные варианты осуществления будут ясны специалисту из представленного описания. Объем настоящего изобретения ограничен лишь прилагаемой формулой изобретения.
1. Способ изготовления мастики, согласно которому:
загружают в емкость диссольвера 17 м.ч. диоктилфталата и 0,5 м.ч. смачивающей и диспергирующей добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера;
загружают в емкость диссольвера 37,15 м.ч. сульфата бария, 3,0 м.ч. двуокиси титана и 0,5 м.ч. сухого пигмента с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера;
осуществляют сушку полученной смеси в емкости диссольвера;
охлаждают высушенную смесь в емкости диссольвера до температуры в диапазоне от 60 град. С до 65 град. С;
добавляют в охлажденную смесь в емкости диссольвера 0,5 м.ч. деаэратора и 0,4 м.ч. химического соосушителя;
загружают в емкость диссольвера 40 м.ч. предполимера с обеспечением его перемешивания мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении и
загружают в емкость диссольвера 0,4 м.ч. первичного антиоксиданта, 0,25 м.ч. катализатора и 0,3 м.ч. реологической добавки с обеспечением их перемешивания мешалкой диссольвера при вакуумметрическом давлении.
2. Способ изготовления мастики по п. 1, согласно которому в качестве смачивающей и диспергирующей добавки используют добавку «Disperbyk 161».
3. Способ изготовления мастики по любому из пп. 1, 2, согласно которому в качестве деаэратора используют добавку «BYK 088», а в качестве химического соосушителя используют добавку «Additive TI» или добавку «PTSE».
4. Способ изготовления мастики по любому из пп. 1-3, согласно которому в качестве первичного антиоксиданта используют добавку «Irganox 1135», в качестве катализатора используют дибутилдилаурат олова, а в качестве реологической добавки используют добавку «BYK 410».
5. Способ изготовления мастики по любому из пп. 1-4, согласно которому этап сушки полученной смеси включает по меньшей мере следующие операции, согласно которым:
осуществляют высокоскоростное перемешивание указанной смеси в емкости диссольвера с использованием фрезы диссольвера;
приводят в действие вакуумный насос диссольвера при достижении температуры 80 град. С в указанной емкости с обеспечением создания вакуумметрического давления не менее минус 0,9 кгс/см2 и
прекращают указанное высокоскоростное перемешивание при достижении влажности смеси в емкости диссольвера менее 0,05%.
6. Способ изготовления мастики по п. 5, согласно которому перед осуществлением этапа высокоскоростного перемешивания в смесь в емкости диссольвера добавляют горячий теплоноситель.
