PL64674B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.IV.1972 KI. 39 b2, 17/08 MKP C 08 c, 17/08 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Elzbieta Kasprzyk, Jerzy Szrodt, Jan Pienia¬ zek, Ryszard Poplawski, Kazimierz Batorowski, Anna Szeniawska, Jerzy Andzelm Wlasciciel patentu: Instytut Przemyslu Gumowego, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania gumy piankowej z lateksów kauczukowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia gumy piankowej z lateksów kauczukowych o polepszonych wlasnosciach, a przede wszystkim o zmniejszonym odksztalceniu trwalym, zachodza¬ cym pod wplywem wielokrotnych odksztalcen sta¬ tycznych badz dynamicznych oraz o zmniejszonej gestosci pozornej, przy zachowaniu innych dotych¬ czasowych jej wlasnosci uzytkowych.Giume piankowa produkowano dotychczas z la¬ teksu kauczuku naturalnego, syntetycznego, badz ich mieszanin. Udzial ilosciowy pozostalych sklad¬ ników gumy, takich jak: srodki wulkanizacyjne, przyspieszacze i aktywatory wulkanizacji, srodki przeciwstarzeniowe itp. byl nieznaczny, nie prze¬ kraczajacy zwykle 10% wagowych.Poniewaz ceny lateksów kauczukowych sa sto¬ sunkowo wysokie, koszty surowców do produkcji wyrobów z gumy piankowej byly równiez znaczne.Mozliwosc stosowania, glównie w celu zmniej¬ szenia kosztów surowcowych, materialów takich jak na przyklad napelniacze, uzywanych powszech¬ nie w technologii gumy, w przypadku produkcji wyrobów piankowych jest bardzo ograniczona. Wy¬ nika to co najmniej z dwóch przyczyn. Jako na¬ pelniacze stosuje sie sadze lu'b napelniacze mine¬ ralne, jak kaolin, kreda, róznego rodzaju krze¬ mionki i glinokrzemiany, o znacznym stopniu rozdrobnienia. Wprowadzenie ich do gumy pianko¬ wej wymaga uprzedniego przygotowania w postaci 20 25 wodnych zawiesin o scisle okreslonym, znacznym stezeniu.Mieszanka lateksowa przeznaczona do wyrobu gumy piankowej, zawierajaca zawiesiny tych na- pelniaczy, stwarza powazne trudnosci technologicz¬ ne w czasie jej dalszego przerobu, polegajace mie¬ dzy innymi na niemoznosci uzyskania dostatecz¬ nie duzego stopnia spienienia. Obecnosc napelnia- czy powoduje równiez zaklócenia procesu zelowania piany,, prowadzac czesto do zniszczenia jej struk¬ tury.Druga, jeszcze powazniejsza przyczyna, ograni¬ czajaca mozliwosc stosowania napelniaczy wymie¬ nionego rodzaju jest fakt wyraznego pogorszenia wlasnosci gumy piankowej zawierajacej napelnia¬ cze. Wprowadzenie napelniaczy, nawet w stosun¬ kowo niewielkich ilosciach, powoduje gwaltowne zmniejszenie sie wytrzymalosci gumy na rozciaga¬ nie i wydluzanie w chwili zerwania.Pogorszenie tych wlasnosci wplywa na zwiek¬ szenie ilosci braków i odpadów produkcyjnych.Guma piankowa, zawierajaca napelniacze, cha¬ rakteryzuje sie duza gestoscia pozorna i znacz¬ nym odksztalceniem trwalym, co pogarsza jej ce¬ chy uzytkowe i skraca czas zywotnosci jej gumy.Sposród innych napelniaczy, które usilowano za¬ stosowac w produkcji gumy piankowej, jedynie mika daje pewne korzysci techniczne, jednak z uwagi na stosunkowo wysoka cene stosowanie jej w szerszej skali jest nieoplacalne. 64 674i 64 3 adano równiez mozliwosci wprowadzenia na- pelniaczy wlóknistych, w rodzaju wlókien bawel¬ nianych, szklannych i tym podobnych. Nie zna¬ lazly one jednak szerszego zastosowania w skali przemyslowej.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania gumy piankowej o polepszonych wlas¬ nosciach uzytkowych, a przede wszystkim mniej¬ szej gestosci pozornej oraz mniejszemu odksztal¬ ceniu trwalemu przy równoczesnym zmniejszeniu kosztów surowcowych.Cel ten zostal osiagniety przez wprowadzenie do skladu mieszanek lateksowych dodatku emulsji po¬ lichlorku winylu, w ilosciach nieprzekraczajacych 30°/o wagowych w przeliczeniu na ogólna ilosc polimerów. Za ogólna ilosc polimerów uwaza sie sume wystepujacych w mieszance kauczuków na¬ turalnych i syntetycznych oraz polichlorek wi¬ nylu.Sposób wytwarzania gumy piankowej z lateksów kauczukowych wedlug wynalazku polega na pod¬ dawaniu operacji spieniania, w powszechnie zna¬ ny sposób, mieszanki lateksowej, zawierajacej la¬ teks naturalny, syntetyczny, badz ich mieszanine, mydlo, substancje wulkanizujace, przeciwstarze- niowe, stabilizatory piany oraz emulsje polichlorku winylu.Zastosowana emulsja polichlorku winylu powin¬ na posiadac pH nie mniejsze niz 7 oraz nie po¬ winna powodowac koagulacji ani ulegac sama ko¬ agulacji w czasie mieszania z lateksem kauczuku naturalnego. Po uzyskaniu odpowiedniego stopnia spienienia wprowadza sie zespól koagulacyjny. Wy¬ mieszana piane przenosi sie do form i poddaje koagulacji. Piane wulkanizuje sie, wyjmuje z form, myje i suszy. Poszczególne operacje technologiczne przeprowadza sie w powszechnie stosowanych do tego celu urzadzeniach.Sposobem wedlug wynalazku uzyskuje sie gume piankowa o lepszych wlasnosciach uzytkowych. Sto¬ sujac na przyklad 20 czesci wagowych polichlorku winylu na 100 czesci wagowych kauczuków uzyskuje sie wieksza o 100 na wielokrotne odksztalcenie, o 40°/o wieksza od¬ pornosc na odksztalcenie trwale statyczne oraz wiekszy wskaznik twardosci gumy piankowej przy tej samej pozornej gestosci.Zmiana ostatniej z wymienionych wlasnosci jest szczególnie cenna w wyrobach z gumy piankowej, gdyz wskaznik twardosci w znacznej mierze de¬ cyduje o przeznaczeniu wyrobu.Zmniejszenie pozornej gestosci gumy, przy za¬ chowaniu tego samego wskaznika twardosci, umo¬ zliwia wykonanie wyrobu z odpowiednio mniej¬ szej ilosci surowca.Na rysunku podano zaleznosc wskaznika twar¬ dosci od pozornej gestosci gumy piankowej za¬ wierajacej 20 czesci wagowych polichlorku winylu na 100 czesci wagowych kauczuku (krzywa 1) w porównaniu z podobna zaleznoscia, uzyskana w ba¬ daniu gumy piankowej, nie zawierajacej polichlor¬ ku winylu (krzywa 2).Z podanego rysunku widac, ze niemodyfikowana polichlorkiem winylu guma piankowa o gestosci pozornej równej na przyklad 0,10 g/cm8 ma ten 674 4 sam wskaznik twardosci, co guma modyfikowana o gestosci pozornej okolo 0,08 g/cm3. Oszczednosci surowcowe wynosza w tym przypadku okolo 20%.Oszczednosci kosztów wytwarzania uzyskuje sie 5 równiez z róznicy cen miedzy lateksami kauczuko¬ wymi, stosowanymi do tego rodzaju wyrobów, a polichlorkiem winylu, który zachowujac stala ma¬ se gumy, zmniejsza w niej udzial kauczuków. io Przyklad I.Skladniki mieszanki Lateks kauczuku natu¬ ralnego Lateks kauczuku buta- dienowo-styrenowego Polichlorek winylu Mydlo kalafoniowe Merkaptobenzotiazol Fenyloetylodwutiokar- baminian cynku Siarka Antyutleniacz Produkt kondensacji formaldehydu, amonia¬ ku i chlorku etylu Tlenek cynku Fluorokrzemian sodu Stezenie w % 61,5 61 67 25 50,0 50 40 50 20 Ilosc w gramach substancji suchej i 50,00 50,00 20,00 0,90 4,00 0,75 1,00 3,00 1,70—3,40 131,35—133,05 Do lateksu kauczuku naturalnego wprowadza sie mydlo kalafoniowe i po dokladnym wymieszaniu dodaje jednoczesnie lateks kauczuku butadienowo- -styrenowego i emulsje polichlorku winylu. Calosc miesza sie w ciagu 10 minut mieszadlem lopatko¬ wym o okolo 200 obrotach na minute. Po nastep¬ nych 20 minutach wprowadza sie do tej mieszani¬ ny kolejno dyspersje markaptobenzotiazolu, fenyle- noetylodwutiokarbaminianu cynku, siarki, antyutle- niacza oraz produkt kondensacji formaldehydu, amo¬ niaku i chlorku etylu, poddajac calosc dokladnemu mieszaniu. Uzyskana tak mieszanke lateksowa po¬ zostawia sie w zamknietym naczyniu do dnia na¬ stepnego. Odwazona w ilosci 1270 g mieszanke umieszcza sie w naczyniu spieniarki i poddaje pro¬ cesowi spieniania do osiagniecia okolo dziesiecio¬ krotnego — dwunastokrotnego wzrostu objetosci piany w stosunku do pierwotnej objetosci mie¬ szanki.Pod koniec spieniania dodaje sie dyspersje tlen¬ ku cynku i fluorokrzemianu sodu, podczas bardzo dokladnego mieszania piany. W ciagu 30 sekund po dodaniu drugiego z wymienionych skladników, przelewa piane do przygotowanych uprzednio form, które po zamknieciu pozostawia sie w tempera¬ turze pokojowej na okres 10 minut. Formy umie¬ szcza sie w kotle wulkanizacyjnym i poddaje wul¬ kanizacji w ciagu 30 minut, w temperaturze 110°C.64 674 6 Nastepnie wulkanizat wyjmuje sie z formy i poó daje myciu a potem suszeniu w temperaturze 60—70°C do uzyskania stalego ciezaru.Przyklad II.Skladniki mieszanki Lateks kauczuku natu¬ ralnego Polichlorek winylu Mydlo kalafoniowe Merkaptobenzotiazol Fenylenodwutiokarba- minian cynku Siarka Antyutleniacz Produkt kondensacji formaldehydu, amonia¬ ku i chlorku etylu Tlenek cynku Fluorokrzemian sodu Stezenie W °/o 61,5 50 25 50 50 40 50 20 Ilosc ' w gramach substancji suchej 80,0 20,0 1,0 4,0 1,0 0,8 3,0 0,6—1,0 Sposób postepowania jest analogiczny do opi¬ sanego w przykladzie I, z ta tylko róznica, ze proces technologiczny prowadzi sie przy zastoso¬ waniu urzadzen pracujacych w sposób ciagly. Do¬ tyczy to zwlaszcza procesu spieniania, formowania, wulkanizacji oraz mycia i suszenia.Sposób postepowania jest taki sam jak w przy¬ kladzie II.W ponizszej tablicy zestawiono wyniki badan wlasnosci fizycznych wulkanizatów otrzymanych 5 sposobem wedlug wynalazku (A, B) oraz dla po¬ równania sposobem przed wynalazkiem (C). 10 15 20 30 Badana wlasnosc 1 Gestosc pozorna Wskaznik twardosci Odksztalcenie trwale statyczne Odksztalcenie trwale po wielokrotnym (250.000) sciskaniu Zmiana wskaznika 1 twardosci po wielo¬ krotnym sciskaniu Zmiana wskaznika twardosci po starzeniu (22h, 100°C) Wydluzenie wzgledne przy zerwaniu Wytrzymalosc przy zerwaniu l jed¬ nost¬ ka g.cm-3 kG o/o °/o o/o o/o o/o G/cm8 A 0,10 2,0 3,2 0,0 8,6 4,3 240 400 1 1 B 0,10 2,0 2,5 1,8 5,4 13,0 200 nie bada¬ no C o,io 1,4 5,4 3,8 4,5 6,8 270 500 Przyklad III.Skladniki mieszanki Lateks kauczuku natu¬ ralnego Lateks kauczuku buta- dienowo-styrenowego Mydlo kalafoniowe Merkaptobenzotiazol Fenyloetylodwutiokar- baminian cynku Siarka Antyutleniacz Produkt kondensacji formaldehydu, amonia¬ ku chlorku etylu Tlenek cynku Fluorokrzemian sodu Stezenie w % 61,5 61 25 50 50 40 50 20 Ilosc w gramach substancji suchej 50,0 50,0 0,90 4,00 0,75 1,00 3,00 1,7-2,5 35 Wulkanizaty uzyskane sposobem wedlug wyna¬ lazku, w porównaniu z dotychczasowymi, charak¬ teryzuja sie — zwiekszeniem o ponad 40»/o wskaz¬ nika twardosci, przy zachowaniu tej samej gesto¬ sci pozornej oraz wyraznym zmniejszeniem od- 40 ksztalcenia trwalego, zarówno w badaniach sta¬ tycznych jak i po wielokrotnym sciskaniu. 45 50 55 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania gumy piankowej z la¬ teksów kauczukowych, znamienny tym, ze przed lub w czasie spieniania lateksu wprowadza sie dodatek emulsji wodnej polichlorku winylu w ilo¬ sci do 30°/o wagowych substancji suchej w prze¬ liczeniu na ogólna ilosc polimerów.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wprowadza sie dodatek emulsji polichlorku wi¬ nylu, stabilnej podczas jej mieszania z lateksem kauczukowym i posiadajacej pH wieksze niz 7.17/08 64 674 MKP C 08 c, 17/08 t Hordoki KG 4 — 1 — / / / A05 006 0,07 qoe o/)9 Q1 aa ojz Gestosc pozorna, g-cm -J Bltk 99/72 205 egz. A4 Cena zl 10,— PL PL