Способ переработки литьевого полиуретанового каучука в изделия

Способ переработки литьевого полиуретанового каучука в изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Социалистические

Республик (щ939254 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22)Заявлено 10.04.80 (21) 2948234/23-05 (5 I )h%. Кл. с прнсоединемием заявки йе3Ьеуааретеенный квинтет

СЕСР ив делам кзобретекнк

II етерытк»

В 29 О 27/00 (23)прноритетЩ) ЛК 678.664 (088.8Э

Опубликовано 30.06.82.. Бюллетень М 24

Дата опубликовании описания 30.06.82 (72) Авторы изобретения

В.E.Òàðàíüêèí, Ю.Д. филиппов и В.И.Чалов

Мурманское отделение Государственного про конструкторского инсти-.ута рыбопромыслово флота "Гипрорыбфлот" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЛИТЬЕВОГО

ПОЛИУРЕТАНОВОГО КАУЧУКА

В ИЗДЕЛИЯ ре (2).

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к пере работке литьевого полиуретанового каучука, и может быть использовано при получении конструкционных иэделий массой от 20 до 600 г, в частности уплотнительных деталей для судовых машин и механизмов.

Литьевые полиуретаны находят все более широкое применение во многих отраслях промышленности благодаря высоким физико-механическим показателям.

Однако до настоящего времени отсутствуют достаточно технологичные способы переработки этого каучука, позволяющие наладить производство деталей сложного профиля, в том числе уплотнительных манжет с малой массой (20-100 г) ° 20

Известны способы вакуумного и центробежного литья. При вакуумном литье форму соединяют при помощи шланга с вакуум-насосом, а массу за- ливают в питатель, иэ которого под действием растяжения она перетекает в форму

Этот способ характеризуется наличием в изготовляемых изделиях воздушных включений, вследствие чего требуется тщательное дегазирование жидкого каучука. К формам предьявляется требование герметичности.

Известен также центобежный способ переработки полиуретанового каучука, который устраняет вышеуказанные недостатки, однако применяется при получении пустотелых отливок. При этом часто пользуются охлажденной массой каучука, навеску которого помещают в нагретый до 80-90 С ротор центрифуги, где он отверждается при 120©С в течение 60 мин при вращающемся рото"

Применение центробежного способа дла получения уплотнительных изде4 4 при котором он, оставаясь "несшитым", как бы "консервируется".

Интенсивное охлаждение каучука достигается при быстром и эффективном торможении реакции полимериэации (сшивки) в первоначальный момент,т.е. сразу после синтезирования каучука.

Опытным путем установлено, что наилучший эффект при этом дает холодная проточная водопроводчая вода за счет своей большой теплоемкости. Через 2025 мин охлажденный водой, каучук приобретает комнатную температуру. Если его оставить при этой температуре на 4-5 ч, он "подошьется" полностью и не может быть переработан.

Поэтому очень важным является дальнейшее более глубокое . охлаждение каучука, например, в морозильной камере бытового холодильника. При этом, чем выше будет температура его охлаждения, тем в течение меньшего времени он может храниться и, соответственно, перерабатываться способом литья под давлением. Наоборот, чем ниже температура охлаждения каучука,тем наиболее полно будет приостановлена реакция полимериэации, тем в течение более длительного времени он может перерабатываться.

8 результате экспериментов установлено, что оптимальным вариантом является охлаждение каучука до тем-. пературы не выше -5 С, при этом он о может заготавливаться впрок, перерабатываться способом литья под давлением в течение 2-3 дней и для его глубокого охлаждения не требуется специального холодильного оборудования.

При переработке литьем под давлением наличие в перерабатываемой массе воздушных включений недопустимо. Это особенно важно при изготовлении мелких (от 20 до 300 г) и конструктивно сложных деталей. Поэтому перед интенсивным охлаждением каучука сразу после синтезирования необходимо про,вести операцию дегаэирования, которая позволяет исключить наличие воздушных включений в массе каучука, .сделать целесообразным процесс литья под давлением и обеспечить высокое качество изделий. Наличие съемного литьевого цилиндра позволяет легко и просто . провести операцию дегаэирования.

3 93925 лий маловероятно, так как слишком усложняется конструкция формы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ переработки литьевого полиуре- 5 танового каучука в изделия путем заполнения композицией на основе каучука и отвердителя аминного типа предварительно нагретой формы с последующим формованием и отверждением 10 в режиме термостатирования 13 ).

После извлечения изделия иэ формы его термостатируют для придания каучуку стабильных свойств. Способ прост. и экономичен, однако практически не пригоден для изготовления деталей типа уплотнений, так как не может обеспечить точной геометрии изделия и требуемого качества поверхности из-за воздушных включений.

Цель изобретения - улучшение физико-механических показателей изделий.

Указанная цель достигается тем, что при пвреработке литьевого полиype soro каучука в изделие путем заполнения композицией на основе каучука и отвердителя аминного типа, предварительно нагретой формы с последующим формоввнием и отверждением в режиме термостатироевния, перед заполнением формы композицию помещают в съемный цилиндр литьевого прес-. са, дегаэируют, охлаждают до 2-6 С со скоростью 3,7-4,3 град/мин, затем

0 35 от -2 до -6 С с последующим выдерживвнием при 24-.25 С в течение 48- 60 мин а заполнение формы осуществляют под давлением 3-30 ИПа.

Наличие съемного цилиндра литьевого пресса, в который выливают свежесинтезнрованную массу каучука, позволяет обеспечить приготовление заранее доэироввнного количества массы, с которой легко проводить дальнейшие операции пю подготовке ее к переработке способом литья под давлением, в. частности операции дегазирования, охлаждения, выдержки и хранения кау. чука. Йроведение этих операций не50 посредственно на прессе невозможно из-за малой жизнеспособности литьевого полиуретанового каучука (1015 мин)Интенсивное охлаждение реакционной массы каучука до температуры не выше -5 Ñ позволяет перевести каучук из вязотекучего состояняя в твердое, Дегазирование каучука, так же как и последующее его охлаждение, должно

5 93925 быть проведено быстро. В этом случае наиболее оптимальным способом дегазирования свежесинтеэированного литьевого полиуретанового каучука является центрифугирование съемного ци- . S линдра с каучуком.

Выдержка охлаждаемой массы каучука при 24-25 С непосредственно перед литьем под давлением позволяет осуществить обратный переход каучука иэ твердого "законсервированного" сос- тояния, в котором он хранится, в вяз-. котекучее, при котором он хорошо перерабатывается способом литья под давлением. При этом длительная выдерж-т5 ка охлажденного каучука при комнатной температуре более 2-3 ч приводит к тому, что он из вязкотекучего состояния переходит в жидкотекучее, вслед-. ствие чего переработка его способом 29 литья под давлением затруднена, так как масса не оказывает сопротивления прикладываемому давлению. Поэтому выдержка необходима только для того, чтобы "разморозить массу, но 25 не сделать ее жидкой.

Приготовление в цилиндре питьевого пресса дегазированной, охлажденной и затеи подвергнутой выдержке при 2425вС массы свежесинтезированного по- 36 лиуретанового каучука позволяет после установки цилиндра на прессе осуществить заполнение форм способом литья под давлением, которое находится в пределах 3- 10 ИПа, что соответствует 30-100 атм, при этом холодную мас. су каучука льют в нагретые до 120 С формы.

Питьевые свойства полиуретанового каучука определяются степенью его 46 охлаждения, которая и влияет на выбор давления литья.

Исходными продуктами для получения литьевого полиуретанового каучука, являлись форполимер на основе сложно"

ro полиэфира (полиэтиленгликольадипината) и 2,4-толуилендиизоцианата и диамет-х-(диамино-3,3-дихлор"4,4-диаминодифенилметан)> которые образуют при смешении реакционную массу каучука.

П р и и е р 1. Изготовляют уплотнительные детали - манжеты для морозильных камер (ИАР-8И) промысловых

5 судов.

Размеры манжет 215х110х140, вес.

50 r.

Свежесинтезированную горячую реакционную массу каучука при 80-90оC разливают в съемные цилиндры литьевого пресса, представляющие собой цилиндрический бронзовый стакан объемом 320 см с Отверстием в днище. Перед заливкой реакционной массы в съемные цилиндры последние тщательно очищают, высушивают от следов влаги, а отверстие в днище закрывает резиновой пробкой.

После наполнения цилиндров последние в количестве 2-х или 4-х штук помещают в центрифугу для освобождения массы от воздушный пузырей, образующихся при изготовлении реакционной массы каучука в смесителе.

Дегазирование массы в центрифуге происходит при 80 5 C и частоте врао щения ротора 1000 об/мин.

Время дегазирования выбирают экспериментальным путем, оно составляет 3-5 мин. По окончании дегазирования съемные цилиндры с реакционной массой закрывают крышками и помещает в водяной холодильник с проточной водой, где их выдерживают 25 мин.

Через 15 мин съемные цилиндры извлекают иэ водяного холодильника и устанавливают в мороэильную камеру бытового холодильника для более глубокого охлаждения массы и дальнейшего ее хранения. По иере необходимости охлажденная масса расходуется.

Заливку форм осуществляет на прессе П-411А. Перед .заливкой литьевые формы подвергают тщательной подготовке, которая заключается в том, что рабочие поверхности формы промывают техническим ацетоном и просушивают в течение 3-5 мин.

После просушки форму смазывают разделительной смазкой (53-ный раствор кремний-каучука CKT или CKT-Н в толуоле). После просушивания в течение 5 мин первого слоя смазки наносят второй слой.

Смазанные разделительной смазкой формы собирают и устанавливают для нагревания на нагревательную плиту стола. Время разогрева форм зависит от их конструкции массоемкости и находится в пределах 0,3-1,0 ч.

Охлажденную в холодильнике до (-2) - (-6) C массу каучука перед его переработкой выдерживают в съемном цилиндре в течение 40-60 мин при

Формула изобретения

Составитель С.Пурина

Редактор Е.Папп Техред Т, Иаточка Корректор Л.Бокшан

Заказ 4559/25 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

7 . 9392

24-25ОС для придания массе вязкотекучих свойств.

Время выдержки каучука определяют опытным путем, при этом температура каучука в цилиндре равна (-2) — 6 С, 3 а твердость каучука такова, что при надавливании пальцем масса деформируется., После выдержки из днища .съемного литьевого цилиндра вынимают резиновую 16 пробку и цилиндр размещают в приставке на верхней плите пресса n""411А.

Разогретую форму устанавливают на нижней плите пресса под литьевой головкой и смыкают форму с литьевой головкой пресса.

Заливку формы производят при давлении плунжера 3-10 ИПа или 30-100 атм в течение 0,5-1,0 мин.

После размыкания литьевой головки пресса и литьевой формы последнюю устанавливают на нагретую плиту стола, имеющую температуру 120+5 С для отверждения каучука. Время отверждения составляет 1,5-2,0 ч.

После отверждения каучука Форму разбирают, извлекают манжету и помещают ее в термостат для окончательной термообработки, которая происходит при 120 5 С и составляет 17 ч. 30

Пример 2. По способу, описанному в примере 1, изготавливают образцы для испытания литьевого поли-уретанового каучука на разрыв по

ГОСТУ 270-75, раздир по ГОСТУ 262-73,зз твердость по ГОСТУ 263-75 и истирание по ГОСТУ 426-77.

Результаты испытаний показывают, что Физико-технические показатели каучука соответствуют ТУ 15-02-309-78. 46

Использование предлагаемого способа позволяет перерабатывать литьевой полиуретановый каучук литьем под давлением и наладить промышленное производство деталей конструкционно- 4з

ro назначения, преимущественно уплотнительных изделий массой от 20 до

600 г. При этом давление литья значительно ниже, чем при работе с резиновыми смесями, что значительно упрощает изготовление литьевых форм.

Предлагаемый способ переработки исключает образование отходов и делает процесс экономически целесообразным. Использование не одного, а нескольких съемных цилиндров (в зависимости от требований производства) позволяет одновременно проводить операции дегазации, охлаждения и литья каучука, а также обеспечить заготовку охлажденной массы впрок. Все это делает данный способ переработки каучука практически непрерывным и улучшает эксплуатационные характеристики литьевого пресса. Используемое оборудование доступное и простое.

Способ переработки литьевого полиуретанового каучука в изделия путем заполнения композицией на основе каучука и отвердителя аминного типа предварительно нагретой формы с последующим формованием и отверждением в режиме термостатирования, о т л и чающий с я тем, что, с целью улучшения физико-механических показателей изделий, а также обеспечения возможности переработки литьевого каучука методом литья под давлением, перед заполнением формы композицию помещают в съемный цилиндр литьевого пресса, дегазируют, охлаждают до

2-6 С со скоростью 1,7-4,1 град/мин, затем от -2 до -б С с последующим выдерживанием при 24"25 С в течение 4060 мин, а заполнение формы осуществляют под давлением 3-10 ИПа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Апухтина Н.П. Уретановые эластомеры. Л., "Химия", .1971, с..175.

2. .Там же, с..176-177.

3. Райт Р., Камминг А. Полиуретановые эластомеры. Л., "Химия", 1973, с.785-187 (прототип) °