Активатор вулканізації

Активатор вулканізації, що складається із оксиду цинку, який відрізняється тим, що він додатково містить в собі сечовину і стеарат кальцію при такому співвідношенні компонентів, у відсотках за масою: Оксид цинку 60-50 Сечовина 35-44 Стеарат кальцію 5-6. В.Ш. (13) 43767 (11) UA У якості активатора часто ви користовують оксид цинку, тобто цинкове білило, у до зуванні до п'яти відсотків за масою. Однак, як наведено вище, оксид цинку важко розподіляється в гумовій суміші, що істотно впливає на фізико-механічні показники гум. Крім того, оксид цинку отримують із металевого цинку або цинкоутримуючих р уд дуже складним способом, тому він важко доступний і дорого коштує. Оксид цинку дає кращі ре зульта ти з використанням речовин-співактивато рів, які утворюють з оксидом цинку окислювально-відновну систему і дозволяють здійснювати процес вулканізації найбільш інтенсивно і отримувати гуми з високим комплексом фізико-механічних власти востей. Ха рактер дії оксиду цинку змінюється в залежності від співакти ваторів і від типу каучуків. В основу ви находу поставлено задачу створити активатор вулканізації на основі оксида цинку і речовин-співактиваторів і забезпечити технічний результат - поліпшення розподілу активатора в об'ємі гумових сумішей, підви щення фізико-механічних показників гум, зниження вартості активатора і гумо-технічних виробів за рахунок економії дефіцитної і дорогої сировини. Вказаний технічний результат при здійсненні винаходу до сягається тим, що ві домий активатор вулканізації, що складається з оксида цинку, додатково містить в собі сечовину і стеарат кальцію при такому співвідношенні компонентів, у відсотках за масою: Оксид цинку 60-50 Сечовина 35-44 Стеарат кальцію 5-6. Дослідження активато ра вулканізації, який заявляється, показали, що фі зико-механічні показ (19) Винахід відноситься до гумової промисловості, зокрема, до рецептур акти ваторів вулканізації гумових сумішей на основі ненасичених каучуків. Відомо активатор вулканізації оксид цинку (тривіальна назва - цинкове білило), який покращує структурування гумових сумішей (В.Н. Иванов, М.А. Алешунина "Технология резиновых изделий". Л.: Хи мия, 1980). До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче те хнічного результату при використанні відомого активато ра, відносять те, що оксид цинку погано розподіляється в об'ємі гумових сумішей, являється дефіцитною і дуже дорогою сировиною. Найбільш близьким до заявленого винаходу складом того ж призначення за сукупністю ознак є активатор оксид цинку (Н.В. Белозеров "Технология резины", М., Л.: Хи мия, 1965), прийнято за прототип. До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче те хнічного результату при використанні відомого активатора, який прийнято за прототип, відносять те, що оксид цинку погано розподіляється в гумовій суміші, внаслідок чого погіршує якість виробів, і є дефіцитною і дорогою сировиною. Суть ви находу полягає в такому. Прискорювачі вулканізації виявляють найбільш активну дію в присутності оксидів деяких металів, які мають назву - активатори вулканізації, і які можуть підвищувати межу міцності при розтягуванні та опір роздиру.Характер дії активаторів істотно залежить від їх природи, від типу прискорювачів та наповнювачів, які складають гумову суміш, і від типу каучуків. А ____________________ 43767 ники гум з його використанням значно вище, ніж показники гум, які вироблено з використанням активатора за прототи пом, чим підтверджується кращий розподіл активато ра, який заявляється, в об'ємі гумової суміші. Вміст оксиду цинку зменшено, і технічний результат досягається використанням сечовини і стеарата кальцію, які самі є співактиваторами, посилюють ці властивості усі х компонентів композиції; стеарат кальцію сприяє кращому розподіленню оксида цинку у гумовій суміші, має велике значення факт зниження вартості як самого по собі активатора, так і гумових сумішей з його використанням; склад активатора вулканізації, який заявляється, і рецептур гумових сумішей, що наведені у прикладах, є опти мальними і введення активато ра до вулканізатів у кількостях, які відрізняються від зазначених, недоцільно, так як зменшення його погіршує фізико-механічні показники, а збільшення призводить до подорожчання і не впливає на ха рактеристику властивостей гум. Заявник провів аналіз рівня техніки, тобто пошук по патентних і науково-технічних джерелах інфор мації, що надало можливість вважати винахід, який заявляється, таким, що відповідає умові "новизна". Стосовно відповідності ви находу, який заявляється, умові "рівень техніки" заявник пояснює, що він не засновує свій винахід на зміні кількісної ознаки, але пропонує новий склад акти ватора вулканізації, в якому зменшується вміст основного інгредієнта - оксида цинку, при цьому змінюються властивості інгредієнтів, які він містить в собі, а також їхній вплив на процес вулканізації за рахунок взаємної активації один до одного і кращого розподілення оксида цинку у гумовій суміші у присутності стеарата кальцію. Отже, винахід, на думку заявника, не витікає явним чином із рівня техніки. Дані, що підтверджують можливість впровадження винаходу з отриманням потрібного технічного результа ту, полягають у та кому. Активатор вулканізації, що заявляється, це композиція на основі оксида цинку, який додатково містить в со бі сечовину і стеарат кальцію, активованих один до одного у процесі диспергування, має такий склад, у відсотках за масою: Оксид цинку 60-50 Сечовина 35-44 Стеарат кальцію 5-6 являє собою білий дрібнодисперсний порошок, має однорідний склад, у якому дисперсність сечовини і стеарата кальцію однакова з дисперсністю оксида цинку. Виробництво активато ра вулканізації здійснюють використанням прости х механо-хі мічних технологій, наприклад, перемішуванням компонентів у змішувачі і наступним диспергуванням у мікромлині. При спільному диспергуванні відбувається акти вація компонентів один до одного, отримується продукт більш активної форми. Процес ведуть при нормальних умовах на стандартному обладнанні. У частині зниження вартості активато ра вулканізації потрібний технічний результат до сягається безпосередньо при його ви готовленні; у частині хо рошого його розподілення у гумових сумішах, тобто у споживача, і підтверджується підвищенням фі зико-механічних показників гум, тому можливість використання винаходу і до сягнення потрібного технічного результа ту до датково ілюструється прикладами сумішей, які вулканізуються. Одержані хо роші результати при дослідженні впливу активатора вулканізації, що заявляється, на гумові суміші різного складу. У заявці як приклади наведено склади гумових сумішей на основі ненасиченого каучуку (С КІ), універсального і такого, що найбільш використовуєть ся. У таблиці 1 наведено склади активатора вулканізації, в таблиці 2 - склади гумових сумішей з його ви користанням, у таблиці 3 - фізико-механічні показники гум. Показники, які характеризують гумові суміші, наведено в таблицях у порівнянні з показниками прототипу, розрахунок ведеться на 100 масових частин (далі мас.ч.) основного інгредієнта - каучуку, як то прийнято у чинному регламенті діючого виробництва. Приклад 1 (позитивний). Інгредієнти активатора вулканізації (див. табл. 1) - оксид цинку, сечовину і стеарат кальцію у співвідношенні 60-35-5 відсотків за масою відповідно, перемішують у змішувачі, потім суміш піддають сумісному диспергуванню у мікромлині до одержання дрібнодисперсного порошку з розміром частинок 10-20 мкм. Сумісним диспергуванням одержують продукт, в якому частинки сечовини і стеарата кальцію однакові з части ками оксида цинку і всі інгредієнти активовані один до одного. Активатор вулканізації, що одержаний, додають у гумову суміш, в якій на 100 мас.ч. основного інгредієнта - каучуку припадає: сірки - 1,6, сульфе наміда Ц - 0,6, стеарина - 2,8, тех. вуглеця - 33,0, активато ра, що заявляється - 3, у свою чергу, активатор містить: оксида цинку - 1,8, сечовини - 1,05, стеарата кальцію - 0,15 (табл. 2). Процес вулканізації проводять у ви робничих умовах згідно з чинним регламентом. Фізико-механічні показники гумової суміші (табл. 3): Умовна міцність при розтягуванні, МПа 28,5 Відносне подовження, % 430 Залишкове подовження, % 14,5 Твердість по ШорА, умовні одиниці 73,0. Дані, що наведені у прикладі 1, свідчать, що фі зико-механічні показники гумової суміші з використанням активато ра вулканізації, що заявляється, вище відповідних показників прототи пу, при цьому витрати оксида цинку зменшено приблизно у 2,5 ра зи. Приклад 2 (позитивний). Активатор вулканізації (табл. 1), що містить оксид цинку, сечовину і стеарат кальцію у співвідношенні 60-35-5 відсотків за масою відповідно, одержують змішуванням і сумісним диспергуванням. У гумову суміш за прикладом 1 додають активатор вулканізації у кількості 2,5 мас.ч., що відповідає вмісту оксида цинку 1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. основного інгредієнта - каучуку. Вулканізацію здійснюють в умовах виробництва згідно з чинним регламентом, Фізико-механічні показники гумової суміші (табл. 3): Умовна міцність при розтягуванні, МПа 28,5 2 43767 Відносне подовження, % 420 Залишкове подовження, % 13,0 Твердість по ШорА, умовні одиниці 73,0. Фізико-механічні показники гумової суміші за прикладом 2 вище аналогічних показників за прототипом, витрати оксида цинку зменше но приблизно у 3 рази. Приклад 3 (позитивний). Активатор вулканізації такого ж складу, що і в прикладах 1-2, одержують змішуванням і сумісним диспергуванням. У гумову суміш за прикладами 1-2 (табл. 2) додають активатор вулканізації у кількості 2 мас.ч., що відповідає вмісту оксида цинку 1,2 мас.ч. у співвідношенні до 100 мас.ч. основного інгредієнта - каучуку. Фізико-механічні показники гумової суміші вище, ніж показники за прототи пом, втрати оксида цинку зменшено. Приклади 4, 5, 6, 7 (позитивні). Склади активатора, який заявляється, наведено у табл. 1, склади гумових сумішей з його використанням і фізико-механічні показники - у табл. 2 і 3. Дані, наведені у цих прикладах, свідчать, що фі зико-механічні показники за прикладами вище показників суміші за прототипом, витрати цинку зменшено. користанням і фізико-механічні показники - у табл. 2 і 3. Дані, наведені у цих прикладах, свідчать, що фі зико-механічні показники мають тенденцію знижуватися. Отже, зменшення вмісту оксида цинку у складі активатора нижче, ніж 55 відсотків за масою, чи то нижче, ніж 1,5 мас.ч. у гумовій суміші, недоцільно, так як погіршують ся показники міцності. Таким чином, викладені дані свідчать про виконання при використанні акти ватора вулканізації, що заявлений, такої сукупності умов: активатор вулканізації, що вті лює заявлену речовину при його здійсненні, призначено для використання у промисловості, а саме, при виробництві гумових сумішей і гумо-технічних ви робів; для акти ватора вулканізації, що заявляється, у то му вигляді, як він охаракте ризований у незалежному пункті формули винаходу, підтверджено можливість його здійснення за допомогою наведених в опису винаходу методів; використання активатора вулканізації, що заявляється, дозволить поліпшити фі зико-механічні показники гумо-технічних ви робів (див. табл. 3), отже підвищити якість виробів за рахунок хо рошого розподілення активато ра в об'ємі гумових сумішей; зменшити витрати оксида цинку - сировини, яка дорого коштує, - порівняно до прототипу приблизно в 2-3 рази. Отже, заявлений винахід відповідає умові "промислова придатність". Таблиця 1 Приклади 8 і 9 (негативні). Склади активато ра, що заявляється, наведено у табл. 1, склади гумових сумішей з їх ви Інгредієнти Склади активаторів за прикладами у відсотках за масою Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Оксид цинку 60 60 60 55 55 55 50 50 50 Сечовина 35 35 35 40 40 40 45 45 45 Стеарат кальцію 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Таблиця 2 Склади гумових сумішей по прикладах, мас.ч. Інгредієнти Відомо Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Сірка 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 Сульфенамід Ц 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Стеарін 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Тех. вуглець 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 33,0 Оксид цинку 5,0 ì18 , ï ï ï 3 í105 , ï ï ï0,15 î ì150 , ï ï ï 3 í135 , ï ï ï0,15 î ì125 , ï ï ï 2,5 í113 , ï ï ï0,12 î ì100 , ï ï ï 2 í0,90 ï ï ï0,10 î СКІ Сечовина Стеарат кальцію , ì15 , ì1 20 ï ï ï ï ï ï 2,5 í0,88 2 í0,70 ï ï ï ï ï0,10 ï0,12 î î , , ì1 65 ì1,38 ì110 ï ï ï ï ï ï ï ï ï 3 í1 20 2,5 í1,00 2 í0,80 , ï ï ï ï ï ï ï0,15 ï0,12 ï0,10 î î î 3 43767 Таблиця 3 Фізико-механічні показники гумових сумішей Показники Відомо Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 26,2 28,5 28,0 28,0 27,8 27,0 26,0 26,0 25,2 24,0 400 430 420 420 420 415 410 400 380 370 12,0 14,5 13,0 13,0 12,8 12,8 12,5 11,5 10,0 9,5 72,0 73,0 73,0 72,0 73,0 72,0 71,0 70,0 67,0 65,0 1. Умовна міцність при розтягуванні, МПа 2. Відносне подовження,% 3. Залишкове подовження, % 4. Твердість по ШорА, умовні одиниці Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4 43767 5