Активатор вулканізації

Активатор вулканізації, що складається із оксиду цинку, який відрізняється тим, що він додатково містить стеарат кальцію при такому співвідношенні компонентів, у відсотках за масою Оксид цинку 70 - 60 Стеарат кальцію ЗО - 40 Винахід стосується гумо-технічної промисловості і торкається рецептур активаторів вулканізації гумових сумішей на основі ненасичених каучуків, зокрема, у виробництві шин Відомо активатор вулканізації - оксид цинку (В Н Иванов, М А Алешунина "Технология резиновых изделий" Л Химия, 1980) До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату, відносять те, що відомий активатор поряд з хорошими здатностями активувати процес вулканізації і поліпшувати структурування гум важко розподіляється в гумовій суміші і є дефіцитною і дуже дорогою сировиною Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, складом того ж призначення за сукупністю ознак є активатор вулканізації, який містить оксид цинку (Автсв СССР № 956510, М кп З C08L 9/00, В29Н 19/00) прийнято за прототип в гумові суміші в значних кількостях - до 5 масових частин В основу винаходу поставлено задачу створити активатор вулканізації такого складу, в якому часткова заміна дефіцитного оксиду цинку не погіршила б, а навпаки, підвищила б фізико-механічні показники гум, і одержати технічний результат поліпшення розподілу активатора вулканізації на основі оксиду цинку в гумовій суміші, підвищення фізико-механічних показників гум, зниження собівартості активатора і гумових сумішей Вказаний технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що відомий активатор вулканізації, що складається з оксида цинку, додатково містить стеарат кальцію при такому співвідношенні компонентів, у відсотках за масою Оксид цинку 70-60 Стеарат кальцію 30-40, які активовані один до одного Дослідження, які провів заявник в умовах діючого виробництва, показали, що активатор в тому складі, який заявляється, значно підвищує фізико-механічні показники гумових сумішей, які використовують у виробництві шин, за рахунок введення в склад активатора стеарата кальцію Стеарат кальцію сприяє кращому розподіленню оксида цинку в об'ємі гумової суміші, при тому, що КІЛЬКІСТЬ оксида цинку зменшується, процес проводять за час, прийнятний з технологічної і економічної точки зору, зменшується вартість активатора і гумових сумішей, особливе значення має додаткова активація один до одного оксида цинку і стеарата кальцію сумісним диспергуванням До причин, які перешкоджають досягненню вказаного нижче технічного результату при використанні відомого активатора, відносять те, що оксид цинку погано розподіляється в гумовій суміші, що виявляється на показниках гум, він є дорогою і дефіцитною сировиною Суть винаходу полягає в такому Активуюча дія органічних прискорювачів вулканізації обумовлена введенням до складу гумової суміші оксидів металів Одним з найбільш використовуваних активаторів вулканізації є оксид цинку, який покращує структурування, але є дефіцитним, тому що отримують його із металевого цинку або цинкоутримуючих руд дуже дорогим і складним способом Оксид цинку погано розподіляється в гумових сумішах Додають оксид цинку вш Активатор вулканізації у складі, що заявляється, у перерахунку на гумові суміші використовується у порівнянні з прототипом у значно мен (О со 43769 ших кількостях Введення активатора у гумові суміші у кількостях, які значно відрізняються від тих, що заявляються, недоцільно, так як зменшення його погіршує фізико-механічні показники, а збільшення призводить до подорожчання активатора і гумових сумішей і не впливає на характеристику властивостей гумових виробів Заявник провів аналіз рівня техніки, тобто пошук по патентних і науково-технічних джерелах інформації, що надало можливість вважати винахід, який заявляється, таким, що відповідає умові "новизна" Стосовно ВІДПОВІДНОСТІ винаходу, який заявляється, умові "рівень техніки" заявник пояснює, що він не засновує свій винахід на ЗМІНІ КІЛЬКІСНОЇ ознаки, але пропонує новий склад активатора вулканізації, в якому зменшується вміст основного інгредієнта - оксида цинку, при цьому змінюються властивості інгредієнтів, які він містить в собі, а також їхній позитивний вплив на процес вулканізації за рахунок взаємної активації один до одного і покращення 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 здійснення винаходу з отриманням потрібного технічного результату, полягають у такому Активатор вулканізації, що заявляється, - це композиція на основі оксида цинку і стеарата кальцію у такому співвідношенні, у відсотках за масою Оксид цинку 70-60 Стеарат кальцію 30-40, які активовані один до одного сумісним диспергуванням Продукт являє собою білий дрібнодисперсний порошок з розміром частинок 10-20 мкм однорідного складу, у якому дисперсійність стеарата кальцію однакова з дисперсністю оксида цинку, що досягається сумісним диспергуванням інгредієнтів Виробництво активатора вулканізації здійснюють використанням простих механо-хімічних технологій, зокрема, перемішуванням компонентів у змішувачі і наступним диспергуванням у мікромлині При спільному диспергуванні відбувається активація компонентів один до одного, отримується продукт більш активної форми Процес ведуть при нормальних умовах на стандартному обладнанні У частині зниження вартості активатора вулканізації потрібний технічний результат досягається безпосередньо при його виготовленні, у частині хорошого його розподілення у гумових сумішах, тобто у споживача, і підтверджується підвищенням фізико-механічних показників гум, тому можливість використання винаходу і досягнення потрібного технічного результату додатково ілюструється прикладами гумових сумішей Одержані хороші результати при дослідженні впливу активатора, що заявляється, на гумові суміші різного складу У заявці як приклади наведено склади гумових сумішей для виготовлення протекторів шин У таблиці 1 наведено склади активатора вулканізації, в таблиці 2 - склади гумових сумішей з його використанням, у таблиці 3 - фізико-ме-хаНІЧНІ показники гум Показники, які характерізують гумові суміші, наведено в таблицях у порівнянні з показниками прототипу, розрахунок ведеться на 100 масових частин (далі мас ч ) основного інгредієнта - каучуку (або декілька каучуків), як то прийнято у чинному регламенті діючого виробництва Приклад 1 (позитивний) Оксид цинку і стеарат кальцію у співвідношенні 70 і ЗО ВІДСОТКІВ за масою (табл 1) перемішують у змішувачі, потім 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 частинками оксида цинку і активовані один до одного У гумову суміш, у якій на 100 мас ч основного інгредієнта, що складається з трьох марок каучуку (табл 2), припадає, сірки - 2,0, сульфенаміда Ц - 2,0, каніфолі - 2,0, масла ПН-6Ш - 2,0, діафену ФП - 6,0, тех вуглеця - 60,0, фталевого анпдріда 0,5, мікрокристалічного воску - 3,0, смоли стірольноінденової - 2,0, додають активатор вулканізації у співвідношенні до основного інгредієнта оксида цинку - 3,5 мас ч , стеарата кальцію -1,5 мас ч Процес вулканізації проводять у виробничих умовах згідно з чинним регламентом Фізико-механічні показники гумової суміші (табл 3) Умовне напруження при 300% подовженні, МПа 13,0 Умовна МІЦНІСТЬ при розтягуванні, МПа 23,7 Відносне подовження, % 533,0 Опір роздиру, кн/м 75,0 Дані, що наведені у прикладі 1, свідчать, що фізико-механічні показники гумової суміші з використанням активатора вулканізації, що заявляється, вище ВІДПОВІДНИХ показників прототипу, при цьому витрати оксида цинку зменшено приблизно у 1,5 рази Приклад 2 (позитивний) Оксид цинку і стеарат кальцію у співвідношенні 70 30 ВІДСОТКІВ за масою (табл 1) перемішують у змішувачі, потім суміш піддають сумісному диспергуванню у мікромлині до одержання дрібнодисперсного порошку У гумову суміш, у якій на 100 мас ч основного інгредієнта, що складається, наприклад, з трьох марок каучуку (табл 2), припадає КІЛЬКІСТЬ ІНШИХ компонентів, як у прикладі 1, додають активатор вулканізації у співвідношенні до основного інгредієнта оксида цинку - 2,1 мас ч , і стеарата кальцію - 0,9 мас ч Процес вулканізації також проводять в умовах виробництва Фізико-механічні показники гумової суміші (табл 3) Умовне напруження при 300% подовженні, МПа 12,5 Умовна МІЦНІСТЬ при розтягуванні, МПа 22,2 Відносне подовження, % 549,0 Опір роздиру, кн/м 72,0 Дані, які наведено у прикладі 2, свідчать, що фізико-механічні показники гумової суміші з використанням активатора вулканізації по прикладу 2 вище ВІДПОВІДНИХ показників прототипу, при цьо 43769 му витрати оксида цинку зменшено більше, ніж у 2,5 рази Приклад 3 (позитивний) Активатор вулканізації такого ж складу, що і у прикладах 1-2, одержують змішуванням і сумісним диспергуванням У гумову суміш за прикладами 1-2 (табл 2) додають активатор вулканізації у КІЛЬКОСТІ, що відповідає вмісту оксида цинку 1,4 мас ч і 0,6 мас ч стеарата кальцію у співвідношенні до 100 мас ч основного інгредієнта Фізико-механічні показники гумової суміші (табл 3) вище, ніж показники за прототипом, витрати оксида цинку зменшено Приклади 4, 5, 6 (позитивні) Оксид цинку і стеарат кальцію у співвідношенні 65 і 35 ВІДСОТКІВ за масою (табл 1) перемішують у змішувачі, потім піддають сумісному диспергуванню у мікромлині до одержання дрібнодисперсного порошку У гумову суміш за прикладами 1-3 додають активатор, що заявляється, у кількостях, які наведено у таблиці 2 для цих прикладів Процес також ведуть в умовах виробництва Наведені у таблиці 3 дані свідчать, що фізико-механічні показники гумових сумішей вище, ніж показники за прототипом, витрати оксида цинку зменшено приблизно у 2 рази пергуванню у мікромлині до одержання дрібнодисперсного порошку У гумову суміш за прикладами 1-6 додають активатор, що заявляється, у кількостях, які наведено у таблиці 2 для них прикладів Процес також ведуть в умовах виробництва Наведені у таблиці 3 дані свідчать, що фізико-механічні показники умовних сумішей знижуються при зменшенні вмісту оксида цинку, отже подальше його зменшення недоцільно Таким чином, викладені в опису заявки дані свідчать про виконання такої сукупності умов при здійсненні винаходу, який заявляється - активатор вулканізації призначено для використання у промисловості, а саме, у виробництві протекторів шин, - для активатора, який заявляється, у тому складі, як він охарактеризований у незалежному пункті формули і за допомогою методів, які викладені в опису заявки, підтверджується можливість його здійснення, - використання активатора вулканізації, який заявляється, дозволяє поліпшити фізико-механічні показники гумових сумішей для протекторів шин за рахунок кращого розподілення оксида цинку в присутності стеарата кальцію і додаткової активації компонентів активатора один до одного, чим покращуються властивості гум, знижуються витрати оксида цинку в порівнянні з прототипом приблизно в 2 рази Отже винахід, який заявляється, відповідає умові "промислова придатність" Приклади 7, 8, 9 (негативні) Оксид цинку і стеарат кальцію у співвідношенні 60 і 40 ВІДСОТКІВ за масою (табл 1) перемішують у змішувачі, потім піддають сушеному дис Таблиця 1 Інгредієнти Склад інгредієнтів активатора у відсотках за масою Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Оксид цинку 70 70 70 65 65 65 60 60 60 Стеарат кальцію ЗО ЗО ЗО 35 35 35 40 40 40 Таблиця 2 Інгредієнти Склад гумової суміші, масові частини пропонуємо за прототипом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Каучук СКІ 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Каучук СКД ЗО ЗО ЗО ЗО ЗО ЗО ЗО ЗО ЗО ЗО Каучук СКМС-ЗО-АРКМ-15 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Сірка 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Сульфенамід Ц 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Оксид цинку 5,0 3,50 2,10 1,4 3,25 1,95 1,30 3,0 1,8 1,2 1,50 0,9 0,6 1,75 1,05 0,70 2,0 1,2 0,8 Стеарат кальцію Стеарін 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Каніфоль 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 43769 Продовження табл 2 Інгредієнти Склад гумової суміші, масові частини пропонуємо за прототипом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Масло ПН-6Ш 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 Діафен ФП 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Тех вуглець 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 Фталевий анпдрід 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Мікрокристалічний віск 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Смола стірольно-інденова 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Таблиця З Показники Фізико-механічні показники гумових сумішей пропонуємо за прототипом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8,4 13,0 12,5 11,9 12,0 11,0 10,0 10,8 9,0 8,0 17,5 23,7 22,2 22,0 22,5 21,5 20,0 17,8 16,9 16,0 540,0 553,0 549,0 574,0 550,0 545,0 540,0 540,0 490,0 460,0 74,9 75,0 72,0 71,0 74,0 70,0 71,0 70,0 65,0 60,0 1 Умовне напруження при 300% подовженні, МПа 2 Умовна МІЦНІСТЬ при розтягуванні, МПа 3 Відносне подовження, % 4 Опір роздиру, кн/м Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 43769