Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИШЕНЕЙ-ТАРЕЛОЧЕК

Предлагаемое изобретение относится к области прикладной органической химии, в частности, к выбору органических связующих, не содержащих токсичных канцерогенных веществ, для композиций, которые могут быть применимы при производстве мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы дробью из огнестрельного оружия.

Мишени для стендовой стрельбы должны, с одной стороны, хорошо сохраняться при транспортировке и хранении, с другой, - разрушаться при попадании в них при стрельбе одной-двух дробин, что определено соответствующими показателями и испытаниями, указанными в ГОСТ Р 52909-2008 («Мишени для стендовой стрельбы и спортинга. Общие технические условия»).

В настоящее время, подобные мишени-тарелочки производят из каменноугольного пека и тонкоизмельченного известняка (доломитовой муки) при их массовом соотношении 1:3, что позволяет обеспечить необходимые массу мишени, ее прочность и разрушаемость (например, подобные мишени-тарелочки описаны в статье: Зиновьев В. «Мишени для стендовой стрельбы» [Электронный ресурс]// Питерский охотник [Офиц. сайт]. URL: http://piterhunt.ru/pages/statyi/ohota_i_ohot_hoz/1958/2/misheni.htm

Скопление на поверхности грунта пролетных и излетных зон стрелковых площадок осколков и битых мишеней из каменноугольного пека наносит непоправимый ущерб окружающей среде. Сбор и утилизация осколков мишеней как вторсырья для нового цикла производства представляется нецелесообразным, так как содержащиеся в каменноугольном пеке токсичные канцерогенные составляющие способны вызывать онкологические заболевания, отравления и поражения кожных покровов.

Также для изготовления подобных мишеней предлагалось использовать композицию, состоящую из серосодержащего сырья, порошкового наполнителя (гипса, песка, глины, стекла и др.) и сульфоната лигнина (патент США 6394457 В2 от 28.05.2002). Однако формовка такой смеси сопряжена с большими временными и трудовыми затратами (в т.ч. и на обслуживание формовочного оборудования). Кроме того, процесс формования мишеней ограничен определенными условиями, при которых могут образовываться и выделяться токсичные соединения серы, имеющие раздражающий запах.

Наиболее близкое техническое решение описывает мишени-тарелочки, где композиции для их изготовления состоят из (1) органической низкомолекулярной термопластичной смолы (в частности, нефтеполимерной смолы) с температурой размягчения от 60 до 200°С, (2) органической высокомолекулярной термопластичной смолы и (3) неорганического порошкового наполнителя, совмещаемых в присутствии лубриканта - стеариновой кислоты (патент Великобритании 1548600 от 18.07.1979). Массовое соотношение суммы органических компонентов и неорганического компонента составляет в лучших примерах 1:4. Применяемые органические компоненты не содержат токсичных канцерогенных примесей.

В технологическом процессе органические нефтяные смолы и неорганический наполнитель взвешивают и перемешивают вместе, нагревая при этом от 120°С до 200°С для получения однородных расплавленных составов. Затем полученные составы охлаждают и гранулируют при помощи дробилки. Гранулированные композиции подвергают прессованию при 150°С для формирования мишеней- тарелочек.

Недостатком указанных композиций является использование высокомолекулярной термопластичной смолы (полиэтилен, полистирол, полипропилен), требующей нагревание композиции до 200°С, применение в качестве лубриканта исключительно стеариновой кислоты и невозможность разрушения органических компонентов композиций под действием природных факторов. Эти недостатки устраняются заменой органических связующих (нефтеполимерной смолы и высокомолекулярной смолы) на омыленный таловый пек (ОТП), который согласно ТУ 2453-003-22195725-2001 имеет температуру размягчения 85-95°С, является экологически безопасным продуктом и хорошо растворим в воде, а также заменой стеариновой кислоты на пластификатор (табл. 1) с температурой вспышки 175°С и выше, что в итоге снижает максимальную температуру приготовления композиции до 160°С, сокращает время нагревания композиции и энергетические затраты, расширяет сырьевую базу и обеспечивает экологическую безопасность при применении изделий.

В этом случае необходимый состав получается смешением (1) ОТП и (2) неорганического порошкового наполнителя в присутствии пластификатора при температуре от 100°С до 160°С. Полученный расплав можно сразу использовать для горячего прессования мишеней-тарелочек или гранулировать, а гранулированную композицию расплавлять и подвергать прессованию при 150°С.

В качестве неорганического порошкового наполнителя могут быть использованы доломитовая мука, тальк, кварцевый песок, карбонат кальция как в чистом виде, так и в смеси.

На стрельбище разрушенные мишени могут быть собраны для дальнейшей утилизации. В противном случае они подвергаются естественному разложению, так как при взаимодействии с природной водой из них вымывается ОТП, а нерастворимые порошкообразные неорганические компоненты не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. При этом показателем, определяющим качество мишений-тарелочек, в том числе сохранение всех свойств при температуре воздуха до 60°С, является температура размягчения ОТП, а именно 85-95°С.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка композиций для производства мишеней-тарелочек, имеющих необходимые показатели (массу, прочность, разрушаемость), характеризующихся экологической безопасностью, доступностью исходного сырья и простотой производства, а также получение технологической смеси, обеспечивающей хорошие условия ее формуемости.

Поставленная задача решается путем использования органического связующего, а именно омыленного талового пека, имеющего температуру размягчения 85-95°С, не содержащего канцерогенных составляющих, которое способно совмещаться с порошкообразным неорганическим наполнителем в определенном соотношении в присутствии пластификатора. Наличие всех указанных компонентов в композиции позволяет достичь необходимых адгезионных свойств и при этом получить смесь, не прилипающую к поверхностям формовочного оборудования при рабочих температурах, а также обеспечить экологическую безопасность и деструкцию осколков изделий в природных условиях. Степень прилипания используемой технологической смеси к поверхности аппарата для горячего прессования определялась визуально после 3 циклов формования и составила 0,5-1,0% от общей массы загруженного сырья.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами композиций (табл. 2).

Пример. В емкость для приготовления композиции загружают 25 мас. ч. ОТП и 75 мас. ч. доломитовой муки, при перемешивании смесь нагревают до 100°С и добавляют пластификатор в количестве 1% от общей массы загруженных компонентов. Продолжают нагревание до 160°С, при этом происходит резкое изменение подвижности органической составляющей и ее полное совмещение с порошкообразным неорганическим наполнителем. После охлаждения до 150°С композиция используется для прессования изделий или после перехода в твердое состояние при охлаждении гранулируется. В качестве вторичного сырья для приготовления композиции могут быть использованы осколки мишеней тарелочек, которые нетоксичны, не содержат канцерогенных примесей и безопасны при сборе.

Представленные примеры не ограничивают объем изобретения, возможны другие комбинации пластификаторов и неорганических наполнителей.