Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanek gumowych.Znany i powszechnie stosowany w zakladach przemyslu gumowego sposób produkcji miesza¬ nek gumowych polega na kolejnym dozowaniu do urzadzen mieszajacych skladników mieszanki, którymi zwykle sa: kauczuki, napelniacze, aktywatory, srodki przeciwstarzeniowe, zmiekczacze, przyspieszacze wulkanizacji, srodki sieciujace i inne — zalezne od przeznaczenia mieszanki.Najczesciej stosowanymi urzadzeniami mieszajacymi sa: mieszarki zamkniete, walcarki, wytla¬ czarki homogenizujace itp. W pierwszej kolejnosci dozuje sie kauczuki, a nastepnie napelniacze i inne surowce w postaci proszku, przy czym najczesciej dzieli sie te komponenty na porcje, a w miedzyczasie dodaje sie zmiekczacze w postaci cieklej lub mazistej. Pod koniec procesu mieszania wsypuje sie przyspieszacze i srodki sieciujace. Proces przebiega w temperaturze od 50 do 200°C — w zaleznosci od zastosowanego urzadzenia mieszajacego i rodzaju wykonywanej mieszanki. Po uzyskaniu jednorodnej mieszaniny wyladowuje sie mieszanke i schladza. W ten sposób otrzymuje sie mieszanke gumowa gotowa do dalszego przerobu — zgodnie zjej technologicznym przeznacze¬ niem. Znany sposób wytwarzania mieszanek posiada nastepujace mankamenty: Wprowadzenie cieklego i/lub mazistego zmiekczacza do urzadzenia mieszajacego obniza intensywnosc procesu dyspergowania skladników.W momencie dodania oleju zwieksza sie poslizg miedzy elementami mieszajacymi a sciankami komory urzadzenia mieszajacego. Utrudnia to uzyskanie wysokiego stopnia dyspersji napelniaczy w mieszance gumowej i powoduje koniecznosc wydluzenia czasu mieszania, co z kolei zwieksza degradacje kauczuku, która jest zjawiskiem wplywajacym niekorzystnie na dalszy przebieg procesu technologicznego. W przypadku wykony¬ wania mieszanek w mieszarkach zamknietych obserwuje sie oblepianie przez zmiekczacze drzwi za- i wyladunkowych, co utrudnia prawidlowa prace tych urzadzen, powodujac jednoczesnie obnizenie jakosci produkowanych mieszanek.Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu produkcji mieszanek gumowych zapewniaja¬ cego sprawniejszy przebieg procesu homogeniazacji mieszanki.Stwierdzono, ze cel ten spelnia sposób wytwarzania mieszanek gumowych wedlug wynalazku, który polega na kolejnym dozowaniu skladników mieszanki do urzadzenia mieszajacego i sporza-2 126 611 dzaniu jednorodnej mieszaniny na drodze homogenizujacego mieszania tych skladników i w którym stosuje sie sadze olejowana o zawartosci zmiekczacza od 5 do 80% liczby DBP oznaczanej wedlug ASTM D 2414-72 i/lub krzemionke olejowana o zawartosci zmiekczacza od 5 do 90% liczby DBP. Napelniacze olejowane spelniaja w mieszance jednoczesnie role napelniaczy i zmiek- czaczy. Stwierdzono, ze korzystne jest dodanie napelniacza lub napelniaczy olejowanych w kilku, korzystnie w dwu porcjach, co nabiera znaczenia szczególnie w produkcji wysokonapelnionych mieszanek. W przypadku wielotonazowej produkcji mieszanek jednego typu stosuje sie sadze olejowana o zawartosci zmiekczacza wynikajacej z ustalonej receptury. W ten sposób eliminuje sie calkowicie dozowanie zmiekczaczy w postaci plynnej i/lub mazistej, a tym samym eliminuje sie wszystkie mankamenty zwiazane ze stosowaniem tych surowców w dotychczas znanej postaci handlowej. W przypadkach, w których stosuje sie jednego rodzaju napelniacz olejowany do kilku fóznych mieszanek charakteryzujacych sie róznym stopniem napelnienia, dodaje sie dodatkowo pewna ilosc sadzy lub innego napelniacza nieolejowanego, zgodnie z receptura wykonywanej mieszanki.Stwierdzono, ze w przypadkach koniecznosci uzupelniajacego dozowania napelniacza nieole¬ jowanego, korzystne jest dozowanie — w pierwszej kolejnosci — napelniacza olejowanego, ewen¬ tualnie dozuje sie go równoczesnie z napelniaczem nieolejowanym.Sposób wedlug wynalazku zapewnia dobra dyspersje napelniaczy w mieszance gumowej, wyzsza zawartosc kauczuku zwiazanego i dobre wlasnosci fizyko-mechaniczne wulkanizatów.Rezultaty te osiagnieto przy stosowaniu napelniaczy o wielkosci granul, ich trwalosci i twardosci zblizonych do granul napelniaczy nieolejowanych. Nieoczekiwanie okazalo sie, ze stosowanie napelniaczy olejowanych powoduje lepsza wytlaczalnosc i kleistosc mieszanek, co ma istotny wplyw na przebieg dalszych procesów technologicznych przerobu tych mieszanek. Zaobserwo¬ wano ponadto bardziej równomierna prace silnika napedowego urzadzenia mieszajacego: krzywa poboru mocy w czasie wrabiania napelniaczy olejowanych wykazuje znacznie mniejsze spadki poboru mocy w porównaniu z tymi, które wystepuja podczas stosowania napelniaczy nieolejowa¬ nych. Glebokie umiejscowienie drobin plastyfikatora w granulach napelniacza powoduje jego stopniowe plastyfikujace dzialanie w przeciagu calego okresu, w którym przebiega proces / mieszania.Przyklad I. Wykonuje sie mieszanke o nastepujacym skladzie: Nazwa skladnika Kauczuk naturalny Sadza JAS-330 olejowana /30 cz. wag. plastyfikatora P-3 na 100 cz. wag. sadzy/ Tlenek cynkowy Kwas stearynowy Fenylo-/J-naftyloamina Tioheksam olejowany Siarka olejowana Czesc wagowa na 100 cz. wag. kauczuku 100.00 100.00 5.00 1.00 1.00 1.10 2.60 Mieszanke wykonuje sie w trzech cyklach: I i II cykl w mieszarce zamknietej (33 obr./min), a III cykl na walcarce 84".Kolejnosc czynnosci:126611 3 Czas liczony w minutach Operacja od zaladowania kauczuku I cykl: 1. Zaladunek kauczuku imieszanie 0 2. Dodanie ZnO, kwasu stearynowego ifenylo-/?-naftyloaminy 1 3. Dodanie sadzyolejowanej 2 4. Wyladunek przy temp.150°C 6 II cykl (wykonywany po 24 godzinach) 5. Zaladunek przedmieszki z Icyklu 0 6. Dodanie Tioheksamu isiarki 1 7. Wyladunek przy temp.105°C ok. 3 III cykl (wykonywany po 24 godzinach liczonych od wykonania II cyklu) 8. Homogenizacja mieszanki na walcarce84" 3 Mieszanka o podanym wyzej skladzie, wykonana zgodnie zprzedstawionym rezimem techno¬ logicznym, posiada nastepujace wlasnosci fizyko-chemiczne: — lepkosc ML i+4 (w 373K) — 32 — optymalny czas wulkanizacji T90 w 145°C /min/ — 11,1 — wytrzymalosc na rozciaganie (MPa) — 20,7 ¦j— wytrzymalosc na rozdzieranie(MPa) — 820 — naprezenie przy wydluzeniu 300% (MPa) — 10,9 — wydluzenie wzgledne(%) — 580 — wydluzenie trwale(%) — 40 — twardosc wg Shore'a A(°Sh) — 64 Przyklad II. Wykonuje sie mieszanke o nastepujacym skladzie: Czesci wagowe Nazwaskladnika na 100 cz. wag. kauczuku Ker1500 85.00 SKD —butadienowy 15.00 UltrasilVN3 45.00 Ultrasil VN3 olejowany olejem maszynowym 10 w stosunku wagowym1:1 30.00 SilaneA-189 1.50 Tlenekcynkowy 3.00 Kwasstearynowy 1.00 Siarka 2.80 PrzyspieszaczD 2.00 Tioheksam 2.00 Mieszanke wykonuje sie w trzech cyklach: I i II cykl w mieszarce zamknietej (33 obr./min), a III cykl na walcarce 84".Kolejnosc czynnosci:126611 Czas liczony w minutach Operacja od zaladowania kauczuku 1. Zaladunekkauczuków 0 2. Dodanie Ultrasilu VN3 olej, SilaneA-189, 0,5 3. Dodanie Ultrasilu Vn3, stearyny iZnO 2 4. Wyladunek przy temp.J50°C ok. 7 II cykl (wykonywany po 24 godzinach) 5. Zaladunek przedmieszki z I cyklu, siarki iprzyspieszaczy 0 6. Wyladunek przy temp.159°C ok. 2,5 III cykl (wykonywany po 24 godzinach liczonych od wykonania II cyklu) 7. Homogenizacja mieszanki na walcarce84" 3 Mieszanka o podanym wyzej skladzie, wykonana zgodnie z przedstawionym rezimem techno¬ logicznym, posiada nastepujace wlasnosci fizyko-mechaniczne: — wytrzymalosc na rozciaganie(MPa) — 20,9 — wydluzenie wzgledne przy zerwaniu (%) — 560 — naprezenie przy wydluzeniu 300% (MPa) — 6,3 — wytrzymalosc na rozdzieranie (N/cm) — 450 — wydluzenie trwale(%) — 30 — twardosc wg Shore'a A.(°Sh) — 66 — optymalny czas wulkanizacji T90 w 150°C (min) — 13 Przyklad III. Wykonuje sie mieszanke o nastepujacym skladzie: Czesci wagowe Nazwaskladnika na 100 cz. wag. kauczuku Kauczuknaturalny 70.00 Kauczuk butadienowySKD 30.00 Kwasstearynowy 2.00 Tlenekcynkowy 3.00 Sadza olejowana JAS-550 (30 cz. wag. plastyfikatora P-3 na 100 cz. wag.sadzy) 22.00 Zywica kumaronowo-indenowa 6.00 SadzaJAS-550 40.00 Antyozonant 4010NA 2.00 PrzyspieszaczD 0.10 Tioheksamolejowany 0.90 Siarka ____^_ 2.00 Mieszanke wykonuje sie w trzech cyklach: I i II cykl w mieszarce zamknietej (66 obr./min), a III cykl na walcarce 84".Kolejnosc czynnosci:126611 5 Czas liczony w minutach Operacja od zaladowania kauczuku 1. Zaladowaniekauczuków 0 2. Dodanie sadzy olejowanej, kwasu stearyno¬ wego, zywicy kumaronowo-indentowej i antyozonantu orazZnO 0.33 3. Dodanie sadzynieolejowanej 1 4. Wyladunek przy temp.150°C ok. 2 II cykl (wykonywany po 24godzinach) / 5. Zaladowanie przedmieszki z I cyklu oraz siarki iprzyspieszaczy 0 6. Wyladunek przy temp.105°C ok. 1 III cykl (wykonywany po 8 godzinach od zakonczenie II cyklu) 7. Homogenizacja mieszanki na walcarce84" 3 Mieszanka o podanym wyzej skladzie, wykonana zgodnie z przedstawionym rezimem techno¬ logicznym, posiada nastepujace wlasnosci fizyko-mechaniezne: — wytrzymalosc na rozciaganie(MPa) — 20,5 — wydluzenie wzgledne(%) — 660 — naprezenie przy 300% wydluzeniu (N/Pa) — 6,1 — wytrzymalosc na rozdzieranie (N/cm) — 840 — twardosc(°Sh) — 57 — wydluzenie trwale(%) — 24 — lepkosc MLi+4 (w temp. 373K) — 44 — optymalny czas wulkanizacji w 150°C T90 (wminutach) — 10 P r z y k l a d IV. Wykonuje sie mieszanke o skladzie recepturowym podanym w przykladzie I.Proces mieszania przeprowadza sie w trzech cyklach: I i II cykl w mieszarce zamknietej (33 obr./min), a III cykl na walcarce 84".Kolejnosc czynnosci: Czas liczony w minutach Operacja od zaladowania kauczuku I cykl 1. Zaladowaniekauczuku 0 2. Dodanie ZnO, kwasu stearynowego, fenylo-/?-naftyloaminy 1 3. Dodanie sadzy olejowanej w ilosci 1/2namiaru 2 4. Dodanie pozostalej ilosci sadzyolejowanej 4,5 5. Wyladunek przy temperaturze 150°C ok. 8 II cykl (wykonywany po 24 godzinach) 6. Zaladunek przedmieszki z Icyklu 0 7. Dodanie przyspieszacza isiarki 1 8. Wyladunek przy temp.105°C ok. 3 III cykl (wykonywany po 24 godzinach od zakonczenia II cyklu) 9. Homogenizacja mieszanki na walcarce84" 36 126611 v Mieszanka gumowa wykonana zgodnie z rezimem technologicznym przedstawionym w niniej¬ szym przykladzie posiada nastepujace wlasnosci fizyko-mechaniczne: — lepkosc ML 1+4 (w 373K) — optymalny czas wulkanizacji T90 w 145°C — wytrzymalosc na rozciaganie (MPa) — wytrzymalosc na rozdzieranie (N/cm) — naprezenie przy 300% wydluzeniu (MPa) — wydluzenie wzgledne (%) — wydluzenie trwale (%) — twardosc (°Sh) — 31,0 — 11,3 — 20,4 — 780 — 10,5 — 570 — 42 — 66 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania mieszanek gumowych, polegajacy na kolejnym dozowaniu skladni¬ ków tych mieszanek do urzadzenia mieszajacego i sporzadzaniu jednorodnej mieszaniny na drodze homogenizujacego mieszania tych skladników, znamienny tym, ze stosuje sie sadze olejowana o zawartosci zmiekczacza od 5 do 80% liczby DBP i/lub krzemionke olejowana o zawartosci zmiekczacza od 5 do 90% liczby DBP, które spelniaja jednoczesnie role napelniaczy i zmiekczaczy mieszanki. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze napelniacz lub napelniacze olejowane dodaje sie w kilku, korzystnie w dwu porcjach. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie mieszanine napelniaczy olejowanych i nieolejowanych. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze napelnicz lub napelniacze olejowane, dozuje sie przed ewentualnie równoczesnie z napelniaczem lub napelniaczami nieolejowanymi.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL