PL168340B1

PL168340B1 - Tworzywo gumowe oraz sposób wytwarzania tworzywa gumowego odpornego na działanie chloru przeznaczonego zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru

Info

Publication number: PL168340B1
Application number: PL29307392A
Authority: PL
Inventors: Ludomir Slusarski; Jolanta K Michalak; Andrzej Szkodzinski
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1992-01-03
Filing date: 1992-01-03
Publication date: 1996-02-29
Also published as: PL293073A1

Abstract

1. Tworzywo gumowe odporne na działanie chloru, przeznaczone zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, zawierające kauczuki, napełniacz, sadzę, przeciwutleniacz, zmiękczacz, inhibitor, aktywator, ) akceptor, przyśpieszaczwulkanizacji oraz substancję sieciującą, znamiennetym, że na każde 100 części wagowych ' ' kauczuków syntetycznych, korzystnie kauczukówchloroprenowych, butadienowo-styrenowych, butylowych, oktenamerowych zawiera 60-90 części wagowych napełniaczy, korzystnie w postaci kaolinu, krzemionki i talku, 0,5-3 części wagowych inhibitora w postaci kwasu stearynowego, 0,5-5 części wagowych przeciwutleniacza w postaci polimerów 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydroksychinoliny, 20-60 części wagowych sadzy, 5-17 części wagowych zmiękczaczy, korzystnie w postaci węglowodorów chlorowanych, olejów naftenowych i alifatycznych, 2-8 części wagowych aktywatora w postaci tlenku cynku, 2-6 części wagowych akceptora w postaci tlenku magnezu, 0,5-3 części wagowych przyspieszacza wulkanizacji w postaci N-cykloheksylo-2-benzotiazolliosulfenamidu oraz 0,5-3 części wagowych substancji sieciującej w postaci siarki. 2. Sposób wytwarzania tworzywa gumowego odpornego na działanie chloru, przeznaczonego zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, polegający na sporządzeniu przedmieszki, zmieszaniu jej z pozostałymi składnikami tworzywa, poddaniu sporządzonej mieszanki homogenizacji, ochłodzeniu i wulkanizacji, znamienny tym, ze przedmieszkę, zawierającą w częściach wagowych na każde 1θ0 części wagowych mieszaniny kauczuków syntetycznych, korzystnie kauczuków chloroprenowych, butadienowo-styrenowych, butylowych, oktenamerowych, 0,5-3 części inhibitora w postaci kwasu stearynowego, 0,5-5 części przeciwutleniacza w postaci polimerów 2,2.4-trimetylo-1,2-dihydroksjmochliiny, 20-60 części sady,, 5-17 części zmiękczaczy, korzystnie w postaci węglowodorów chlorowanych, olejównaftenowych i alifatycznych oraz 60-90 części napełniaczy, korzystnie wpostaci kaolinu, krzemionki i talku, sporządza się przez zmieszaniejej składnikówprzy szybkości ścinania 0,2-0,5 s'f w czasie 60-800 s stosując początkową temperaturę mieszania 40-80°C i końcową temperaturę mieszania 100-150°C, do tak przygotowanej przedmieszki, po jej homogenizacji, płytowaniu na walcarce i ochłodzeniu w chłodziarce do temperatury 10-30°C, dodaje się w częściach wagowych, w przeliczeniu na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, 2-8 części aktywatora w postaci tlenku cynku, 2-6 części akceptora w postaci tlenku magnezu i 0,5-3 części przyspieszaczawulkanizacji w postaci N-cyWoheksylo-2-benzotiazolliosulfenamidu i całość poddaje mieszaniu w temperaturze 40-100°C w czasie 60-270 s przy szybkości ścinania 0,2 0,5 s'1 2, następnie do sporządzonej mieszanki, po jej homogenizacji, plytowaniu na walcarce i ochłodzeniu do temperatury 10-30°C, wprowadza się, w przeliczeniu na każde 100 części wagowych kauczuków', 0,5-3 części wagowych substancji sieciującej w postaci siarki, po czym całość poddaje się homogenizacji, ścięciu w liście oraz ochłodzeniu na powietrzu do temperatury otoczenia i z tak przygotowanej mieszanki sporządza się wyciąg kalandrowy, który poddaje się wulkanizacji w temperaturze 120-180“C w czasie 1200-4000 s przy ciśnieniu 10-30 MPa

Description

Przedmiotem wynalazku jest tworzywo gumowe oraz sposób wytwarzania tworzywa gumowego odpornego na działanie chloru, przeznaczonego zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, zapobiegające wyciekom solanki i emisji chloru do atmosfery.

168 340

W elektrolizerach do wytwarzania chloru stosuje się mikroporowate przepony odporne na środowisko wnętrza elektrolizera, wykonane z polimerów zawierających fluor takich, jak kopolimer etylenu z chlorotrójfluoroetylenem, polifluorek winylidenu, policzterofluoroetylen, polisześciofluoroetylen. Materiał, z którego są wykonane te przepony nie znajduje zastosowania na protektory elektrolizerów, gdyż jest trudno płynący i bardzo kosztowny.

W przemyśle elektrochemicznym, produkującym gazy techniczne stosuje się wprawdzie przepony uszczelniąjąco-ochronne z tworzywa gumowego, ale stosownie znanych tworzyw gumowych pociąga za sobą konieczność dokonywania selekcji wymiarowej półfabrykatów na protektory oraz konieczność prowadzenia dodatkowych operacji technologicznych w celu uzyskania protektorów o wymaganej grubości, określonej wąskim przedziałem tolerancji konstrukcyjnej. Nadto znane tworzywa gumowe nie mogą sprostać wymaganiom jakie stawia przed nimi stosowanie w nowoczesnych elektrolizerach o dużej mocy i dużej wydajności produkcyjnej.

Wymagania te spełnia z powodzeniem tworzywo według wynalazku. Tworzywo według wynalazku jest łatwo płynące, o małym skurczu, odporne na działanie gazowego chloru oraz roztworu solanki nasyconej chlorem, o wysokiej temperaturze. Uzyskuje się z niego, bez konieczności stosowania dodatkowych operacji technologicznych, wyroby o dużych rozmiarach, ale o małej grubości, tolerowanej precyzyjnie nacałej ich powierzchni. Sąprzy tym odporne na bardzo drastyczne warunki procesów prowadzonych w nowoczesnych elektrolizerach.

Tworzywo gumowe odporne na działanie chloru, przeznaczone zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, według wynalazku, zawiera mieszankę kauczuków syntetycznych, korzystnie kauczuków chloroprenowych, butadienowo-styrenowych, butylowych, oktenamerowych, napełniacze, korzystnie w postaci kaolinu, krzemionki i talku, sadzę, inhibitor w postaci kwasu stearynowego, przeciwutleniacz w postaci polimerów 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydroksychinoliny, zmiękczacze, korzystnie w postaci węglowodorów chlorowanych, olejów alifatycznych, aktywator w postaci tlenku cynku, akceptor w postaci tlenku magnezu, przyspieszacz wulkanizacji w postaci N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu oraz substancję sieciującą w postaci siarki, przy czym na każde 100 części wagowych kauczuków stosuje się 60-90 części wagowych napełniaczy, 0,5-3 części wagowych kwasu stearynowego, 0,5-5 części wagowych przeciwutleniacza, 20-60 części wagowych sadzy, 5-17 części wagowych zmiękczaczy, 2-8 części wagowych tlenku cynku, 2-6 części wagowych tlenku magnezu, 0,5-3 części wagowych przysśpieszacza wulkanizacji oraz 0,5-3 części wagowych siarki.

Sposób wytwarzania tworzywa gumowego odpornego na działanie chloru, przeznaczonego zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, według wynalazku polega na tym, że sporządza się przedmieszkę zawierającą w częściach wagowych na każde 100 części wagowych mieszaniny kauczuków syntetycznych, korzystnie chloroprenowych, butadienowostyrenowych, butylowych, oktenamerowych, 0,5-3 części inhibitora w postaci kwasu stearynowego, 0,5-5 części przeciwutleniacza w postaci polimerów 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydroksychinoliny, 20-60 części sadzy, 5-17 części zmiękczaczy, korzystnie w postaci węglowodorów chlorowanych, olejów naftenowych i alifatycznych oraz 60-90 części napełniaczy, korzystnie w postaci kaolinu, krzemionki i talku, przez zmieszanie jej składników przy szybkości ścinania 0,2-0,5 s^ w czasie 60-800 s stosując początkową temperaturę mieszania 40-80°C i końcową temperaturę mieszania 100-150°C, do tak przygotowanej przedmieszki, po jej homogenizacji, płytowaniu na walcarce i ochłodzeniu w chłodziarce do temperatury 1O-30°C, dodaje się w częściach wagowych, w przeliczeniu na 100 części wagowych kauczuków, 2-8 części aktywatora w postaci tlenku cynku, 2-6 części akceptora w postaci tlenku magnezu i 0,5-3 części przyspieszacza wulkanizacji w postaci N-cykloheksylo2-benzotiazolilosulfenamidu i całość poddaje mieszaniu w temperaturze 40-100°C w czasie 60-270 s przy szybkości ścinania 0,2-0,5 s'\ do sporządzonej mieszanki, po jej homogenizacji, płytowaniu na walcarce i ochłodzeniu do temperatury 10-30°C, wprowadza się, w przeliczeniu na każde 100 części wagowych kauczuków, 0,5-3 części wagowych substancji sieciującej w postaci siarki, po czym całość poddaje się homogenizacji, ścięciu w liście oraz ochłodzeniu na powietrzu do temperatury otoczenia i z tak przygotowanej mieszanki sporządza się wyciąg kalandrowy, który poddaje się wulkanizacji w temperaturze 120-180°C w czasie 1200-4000 s przy ciśnieniu 10-30 MPa.

168 340

Tworzywo gumowe według wynalazku znajduje również zastosowanie jako materiał na uszczelki aparatury chemicznej, reaktorów chemicznych, sieci przesyłowych, kontaktujących się z substancjami agresywnymi chemicznie.

Przedmiot wynalazku ilustruje bliżej poniższy przykład.

P r z y k ł a d.

Skład tworzywa w częściach wagowych:

kauczuk chloroprenowy o nazwie handlowej Neopren W	45 części
kauczuk butadienowo-styrenowy o nazwie handlowej Ker 1502	36 części
kauczuk butylowy BK-1675	9 części
kauczuk oktenamerowy o nazwie handlowej Vestenamer 8012	10 części
kaolin	20 części
krzemionka o nazwie handlowej Arsil	20 części
talk	5 części
sadza Carbex 330	20 części
sadza Sapex	20 części
olej maszynowy	6 części
ehloroparafina 40%	6 części
naftolen	5 części
polimery 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydroksychinoliny o nazwie handlowej Polnoks R	1,5 części
kwas stearynowy	1,5 części
tlenek cynku	5 części
tlenek magnezu	4 części
siarka	2 części
N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamid o nazwie handlowej przyspieszacz tioheksan CBS	1 część.

Tworzywo przygotowano w następujący sposób .

Kauczuki, kwas stearynowy, Polnoks R, kaolin, krzemionkę, talk, olej maszynowy, chloroparafinę, naftolen i sadze mieszano w mikserze w czasie 270 s przy szybkości ścinania 0,3 s’¹ stosując temperaturę początkową mieszania 60°C i końcową temperaturę mieszania 120°C. Uzyskaną w ten sposób przedmieszkę, po zhomogenizowaniu, płytowaniu na walcarce i ochłodzeniu na chłodziarce festonowej do temperatury 30°C, zmieszano z tlenkiem cynku, tlenkiem magnezu i przyspieszaczem tioheksam CBS w temperaturze 80°C w czasie 80 s przy szybkości ścinania 0,4 s’. Uzyskaną mieszankę poddano homogenizacji, płytowaniu na walcarce oraz ochłodzeniu na chłodziarce festonowej do temperatury 30°C i po wrobieniu do niej siarki, poddano ją homogenizacji, ścięciu na liście i ochłodzeniu w powietrzu do temperatury otoczenia. Z tak sporządzonej mieszanki przygotowano wyciąg kalandrowy o szerokości 1510+10 mm i grubości 6,4+0,2 mm w temperaturze około 70°C przy prędkości kalandrowania 10 cm/s. Uzyskany wyciąg zwinięto w baloty przekładając mieszankę folią PCW. Baloty składowano w czasie 15 dni, po czym wyciąg kalandrowy mieszanki odwinięto, pocięto na odcinki o długości 3080 mm, które poddawano wulkanizacji w prasie wulkanizacyjnej w temperaturze 160°C w czasie 2400 s przy ciśnieniu roboczym 20 MPa.

Właściwości otrzymanego tworzywa były następujące:

lepkość wg Mooney’a M1 (1+4) 100°C, °M 54 wytrzymałość na rozciąganie, MPa 12,3 wydłużenie przy zerwaniu, % 380 wydłużenie trwałe, % 20 wytrzymałość na rozdzieranie, kN/m 4,8 twardość, °ShA 665 skurcz liniowy, % 6,:5.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Tworzywo gumowe odporne na działanie chloru, przeznaczone zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, zawierające kauczuki, napełniacz, sadzę, przeciwutleniacz, zmiękczacz, inhibitor, aktywator, akceptor, przyśpieszacz wulkanizacji oraz substancję sieciującą, znamienne tym, że na każde 100 części wagowych kauczuków syntetycznych, korzystnie kauczuków chloroprenowych, butadienowo-styrenowych, butylowych, oktenamerowych zawiera 60-90 części wagowych napełniaczy, korzystnie w postaci kaolinu, krzemionki i talku, 0,5-3 części wagowych inhibitora w postaci kwasu stearynowego, 0,5-5 części wagowych przeciwutleniacza w postaci polimerów 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydroksychinoliny, 20-60 części wagowych sadzy, 5-17 części wagowych zmiękczaczy, korzystnie w postaci węglowodorów chlorowanych, olejów naftenowych i alifatycznych, 2-8 części wagowych aktywatora w postaci tlenku cynku, 2-6 części wagowych akceptora w postaci tlenku magnezu, 0,5-3 części wagowych przyspieszacza wulkanizacji w postaci N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu oraz 0,5-3 części wagowych substancji sieciującej w postaci siarki.

2. Sposób wytwarzania tworzywa gumowego odpornego na działanie chloru, przeznaczonego zwłaszcza na protektory elektrolizerów do wytwarzania chloru, polegający na sporządzeniu przedmieszki, zmieszaniu jej z pozostałymi składnikami tworzywa, poddaniu sporządzonej mieszanki homogenizacji, ochłodzeniu i wulkanizacji, znamienny tym, że przedmieszkę, zawierającą w częściach wagowych na każde 100 części wagowych mieszaniny kauczuków syntetycznych, korzystnie kauczuków chloroprenowych, butadienowo-styrenowych, butylowych, oktenamerowych, 0,5-3 części inhibitora w postaci kwasu stearynowego, 0,5-5 części przeciwutleniacza w postaci polimerów 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydroksychinoliny, 20-60 części sadzy, 5-17 części zmiękczaczy, korzystnie w postaci węglowodorów chlorowanych, olejów naftenowych i alifatycznych oraz 60-90 części napełniaczy, korzystnie w postaci kaolinu, krzemionki i talku, sporządza się przez zmieszanie jej składników przy szybkości ścinania 0,2-0,5 s’¹ w czasie 60-800 s stosując początkową temperaturę mieszania 40-80°C i końcową temperaturę mieszania 100-150°C, do tak przygotowanej przedmieszki, po jej homogenizacji, płytowaniu na walcarce i ochłodzeniu w chłodziarce do temperatury 10-30°C, dodaje się w częściach wagowych, w przeliczeniu na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, 2-8 części aktywatora w postaci tlenku cynku, 2-6 części akceptora w postaci tlenku magnezu i 0,5-3 części przyspieszacza wulkanizacji w postaci N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu i całość poddaje mieszaniu w temperaturze 40-100°C w czasie 60-270 s przy szybkości ścinania 0,2 0,5 s’¹, następnie do sporządzonej mieszanki, po jej homogenizacji, płytowaniu na walcarce i ochłodzeniu do temperatury 10-30°C, wprowadza się, w przeliczeniu na każde 100 części wagowych kauczuków, 0,5-3 części wagowych substancji sieciującej w postaci siarki, po czym całość poddaje się homogenizacji, ścięciu w liście oraz ochłodzeniu napowietrzu do temperatury otoczenia i z tak przygotowanej mieszanki sporządza się wyciąg kalandrowy, który poddaje się wulkanizacji w temperaturze 120-180°C w czasie 1200-4000 s przy ciśnieniu 10-30 MPa.