Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.XII.1972 1 66853 KI. 39b4,29/24 MKP C08£ 29/24 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Zygmunt Kawecki, Wiktor Klein, Henryk Knop, Zbig¬ niew Maj, Jan Orlacz, Juliusz Stachurski, Stanislaw Ptasinski Wlasciciel patentu: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowe¬ go, Gliwice (Polska) Sppsób wytwarzania tworzywa sztucznego na ksztaltki wykladzinowe do kól pednych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania two- rzywa sztucznego na ksztaltki wykladzinowe do kól pednych maszyn wyciagowych i podobnych urzadzen, jak na przyklad bebny napedowe przenosników tasmo¬ wych kolei linowych itp.Od tego rodzaju wykladzin wyamaga sie mozliwie jak najwiekszego wspólczynnika tarcia w zetknieciu z lina lub tasma, jak najmniejszej scieralnosci, duzej twardo¬ sci, szczególnej wytrzymalosci na zmienne lokalne na¬ ciski, niestarzenie sie oraz odpornosci na lokalne za¬ grzanie np. do 100°C. Dawniej stosowano do tego celu drewno, skóre lub gume, jednakze zadne z tych two¬ rzyw nie spelnia calego zespolu wymagan, wobec tego zastapiono je tworzywami sztucznymi o specjalnie do¬ branych wlasciwosciach, które w pewnym stopniu spel¬ niaja te dezyderaty.Znane wykladziny z tworzywa sztucznego nawet je¬ zeli wykazuja dostatecznie dobre wlasciwosci mecha¬ niczne, ulegaja zbyt szybkiemu starzeniu sie w warun¬ kach pracy, przy czym traca pierwotnie posiadane za¬ lety. Szybkie stanzenie sie wykladzin zmniejsza pewnosc ruchu, na której przede wszystkim zalezy w przypad¬ kach maszyn wyciagowych itp.Znane jest wytwarzanie tworzywa sztucznego z poli¬ chlorku winylu i kauczuku butadienowo-akrylonitrylo- wego. Ogólna wzmianka w literaturze podaje, ze mie¬ szaniny moga byc dokonywane w stosunku dowolnym, a mieszanie substratów przeprowadza sie na walcach w temperaturze 150°C w ciagu 10 minut. Kauczuk ma tu odgrywac role srodka plastyfikujacego polichlorek wi- 10 15 20 25 30 nylu. Tworzywo otrzymane ma nastepujace wlasciwosci: wytrzymalosc na rozciaganie 200—280 kg/cm2 przy wy¬ dluzeniu 200—360% z tym, ze wlasciwosci te moga ulec dalszemu polepszeniu droga wulkanizacji niewyjasnio¬ nej blizej. Tworzywo to, sluzy do wykonywania izolacji elektrycznej, do wytwarzania folii opakunkowych itp.Odpornosc tego rodzaju tworzywa sztucznego na starze¬ nie sie w podwyzszonej temperaturze jest, jak sie oka¬ zalo, bardzo mala. Fakt, ze tworzywo nadaje sie do wul¬ kanizacji dowodzi iz kauczuk nie jest w nim zwiazany, a jedynie zmieszany z polichlorkiem winylu. * W innych zródlach literaturowych podajacych stosun¬ ki ilosciowe mieszanin polichlorku winylu z kauczuka¬ mi, kauczuki na ogól wystepuja w ilosci przewazajacej, a nie jest znane stosowanie polichlorku winylu w sto¬ sunku do kauczuku jak 1,25 do 1 lub wiekszym.Wiadome jest, ze polichlorek winylu ulega rozpado¬ wi termicznemu, który w temperaturze okolo 175°C jest juz bardzo znaczny. Dlatego polichlorek winylu lub tworzywa na bazie polichlorku winylu przerabia sie unikajac tak wysokiej temperatury. Wyjatkowo, gdy chodzi o poslugiwanie sie metoda wtryskowa, stosuje sie wysoka temperature, ale w ciagu bardzo krótkiego czasu.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwa¬ rzania tworzywa sztucznego na ksztaltki wykladzinowe do kól pednych, które mialoby wymagane wlasciwosci mechaniczne i które zachowywaloby te wlasciwosci przez czas mozliwie dlugi w warunkach pracy, tj. w tem¬ peraturze podwyzszonej i przy ciaglych zmianach ob- 6685366853 ciazenia mechanicznego. Stwierdzono," ze jezeli miesza¬ nine polichlorku winylu i kauczuku butacLenowo-akry- lonitrylowego ogrzewa sie przez dluzszy czas np. przez pare godzin w temperaturze, w której rozklad termicz¬ ny polichlorku winylu jest dosc znaczny, np. w tempe¬ raturze okolo 175°C lub wyzszej, nastepuje wiazanie rozpadajacego sie polichlorku z kauczukiem butadieno- wo-akrylonitrylowym, przy czym odchodza gazowe pro¬ dukty rozkladu zawierajace chlor i chlorowodór. W zwiazku z tym czesciowym rozkladem polichlorek winy¬ lu uzyskuje wolne wiazania, którymi laczy sie z nie- zwulkanizowanym kauczukiem. Powstaje wówczas nowe tworzywo sztuczne, majace korzystne wlasciwosci me¬ chaniczne, które odznacza sie szczególnie wielka odpor¬ noscia na starzenie.Warunkiem zajscia tej reakcji i otrzymania tego two¬ rzywa jest nie stosowanie znanych srodków wulkanizu¬ jacych jak siarka, przyspieszacze itp., które to srodki spowodowalyby wczesniej zwulkanizowanie kauczuku i na skutek tego zmniejszylaby sie jego zdolnosc wiaza¬ nia rozpadajacego sie polichlorku winylu.. Studiujac te nowo odkryta reakcje, znaleziono, ze mozna madyfikowac w pewnych granicach wlasciwosci otrzymywanego tworzywa przez stosowanie do miesza¬ niny podstawowych substratów równiez dalszych, dodat¬ kowych skladników. Dodatkami tymi sa kauczuk izo'- prenowy i rózne znane wypelniacze i zmiekczacze, a takze zywice jak fenolowa lub kumaronowa. Szczegól¬ nie pozadanym dodatkiem jest kauczuk izopirenowy, ja¬ ko srodek plastyfikujacy w zastepstwie kauczuku buta- dienowo-akrylonitrylowego, który ulega zwiazaniu z polichlorkiem winylu. Dodatek kauczuku izoprenowego w zbyt duzej ilosci zmniejsza odpornosc nowego two¬ rzywa na dzialanie olejów i smarów. Poniewaz w przy¬ padku ksztaltek wykladzinowych nalezy liczyc sie z mozliwoscia ich stykania sie z olejem i smarem, w sklad tworzywa nie powinno wchodzic wiecej kauczuku izo¬ prenowego niz 16 czesci wagowych na 100 czesci wago¬ wych kauczuku butadienowego. Przy tym celowe jest zwulkanizowanie kauczuku izoprenowego. W tym celu mozna do mieszaniny wprowadzic srodki wulkanizacyj¬ ne jednakze w ilosci nie przekraczajacej ilosci potrzeb¬ nej do zwulkanizowania kauczuku izoprenowego. Za¬ nim przebiegnie rozpad polichlorku i jego wiazanie sie z kauczukiem, srodki wulkanizacyjne sa juz wyczerpane, czyli zachowany jest wyzej wspomniany warunek pro¬ wadzenia tej (reakcji.Przyklad. Zestaw nastepujacych skladników: kauczuk izoprenowy 3,94 krzemionka „Ultrasil ON-3" 23,64 polichlorek winylu ftalan dwubutylu fosforan trójkrezylu stearynian kadmu stearynian kauczuk butadienowoakrylo- nitrylowy tlenek cynku fenylo-beta-naftyloamina przyspieszacz „DM" przyspieszacz „M" przyspieszacz „T" siarka zywica fenolowa zywica kumaronowa 31,50 4,72 5,50 0,47 0,47 20,48 1,96 0,24 0.47 0,24 0,08 0,78 3.94 1,57 czesci wagowych j »5 J " ; „ „ J „ „ »» „ „ „ „ ,, „ „ l» „ J» J fi 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 razem 100,00 czesci wagowych zmieszano na walcarce o stosunku predkosci obrotu walców 1 : 1,17, a nastepnie uksztaltowano z mieszani¬ ny próbki do dalszych badan pod cisnieniem 120 kg/cm2.Temperatura ksztaltowania wynosila okolo 176°C i byla utrzymywana w ciagu trzech godzin. Otrzymane próbki poddano badaniom fizyko-mechanicznym uzyskujac na¬ stepujace wyniki: wytrzymalosc na rozciaganie 172 kg/cm2 wydluzenie wzgledne 270 % wydluzenietrwale 3 8 % twardosc w stopniach Shore 91° Szczególnie charakterystyczna ceche tego tworzywa, odpornosc na starzenie, ilustruja badania wytrzymalosci i twardosci wykonane po róznych okresach czasu, w ciagu których próbki znajdowaly sie przy dostepie po¬ wietrza przy temperaturze 100°C.Godziny 0 120 432 1056 2496 2568 2640 - 2736 Wytrzymalosc na rozciaganie 172,0 182,0 207,0 218,0 225,0 228,0 232,0 230,0 Twardosc w stop¬ niach Shore 91 92 93 94 94 94 93 93 Z przebiegu zmiany otrzymywanych danych wynika w przyblizeniu, ze tworzywo w tych warunkach dojrze¬ wa i osiaga lepsze wlasciwosci w okresie powyzej 2000 godzin, nastepnie zachowuje te wlasciwosci praktycznie bez zmian.W zgodnosci z tymi wynikami sa wyniki doswiadczen z okladzinami z tego tworzywa zastosowanymi w nor¬ malnej pracy kopalnianych maszyn wyciagowych. Okla¬ dziny te po uplywie dwóch lat nie wykazywaly zadnych uszkodzen, a jedynie na skutek starcia stracily 4 mm ze swej grubosci.Z as-trzezenie patentowe Sposób wytwarzania tworzywa sztucznego na ksztalt¬ ki wykladzinowe do kól pednych maszyn wyciagowych i podobnych urzadzen, z polimeru butadienowoakrylo- nitrylowego, polimeru chlorowinylowego i ewentualnie polimeru izoprenowego z wypelniaczami, plastyfikato¬ rami i srodkami wulkanizacyjnymi, znamienny tym, ze na 100 czesci wagowych polimerów o charakterze kau¬ czuku stosuje sie co najmniej 125 czesci wagowych po¬ lichlorku winylu, a srodki wulkanizacyjne wprowadza sie w ilosci jedynie potrzebnej do zwulkanizowania poli¬ meru izoprenowego, mieszanine substratów wygrzewa sie pod wysokim cisnieniem, zwlaszcza okolo 120 kg/cm2, w ciagu 1/2 do 4 godzin, zwlaszcza w ciagu 3 godzin w temperaturze powyzej 175°C.WDA-l. Zam. 4586, naklad 205 egz.Cena zl 10,— PL