Резиновая смесь на основе синтетического каучука

 

РЕЗИНСЖАЯ СМЕСЬ НА ОСНСЖЕ ОИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА, включаюишя тетрафункциональный олигоэфиракрилат и полифункциональный олигоэфиракрилат , отличающаяся тем, что, с целью пошлшения устойчивости к лодвулкакизации смеси и улучшения сопротивления раздиру резин из нее, смесь дополнительно содержит хлорное железо или хлористую медь при cneayioшем соотношении к((понентов, мас.ч.: Синтетический каучук 100 Тетрафункциональный . олигоэфиракрилат1-4О Полифункциональный, олитхээфвракрилат3-4О i Хлорное железа или хлористая медь0,О02-О,2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (}9) (И) р(я),С 08(9/00; С 08 К 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„ r(Ф. 2 „ l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

М АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

3-40 (21) 3325268/23-05 (22) 27.07.81 (46) 30..04,83. Бюл. Ж 16 (72) C.М.Межиковсжий, P. Ш. Фрвнквпь, В.А. Фомин, В.А. Воробьев, М. Н.Гусев, В.И. Панченко, Б. С.Аминов, Г. B.Мойкии, В. Я. Киселев и В. П. Голубев

{83) 678.7 {088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

% 411097, кл. С 084 9/00, 1973.

2. френкель P,Ï. и др. Исследование .впияния компаундов опигоэфиракр патов на свойства резин. Известия ВУЗов. Химия и химическая, технология, 1977, 1т. 20, Ия 4, с. 626 628 (прототип). (54)(57) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА, включаюшая тетрафункционапьный опигоэфиракрипат и полифункционапьный олигоэфиракрилат, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с цепью повышения устойчивости к подвулканизацим смеси и упучшения сопротивления раздиру резин из нее, смесь допопнитепьно содержит хпорное железо или хлористую медь при следук шем соотношении компонентов, мас.ч.:

Синтетический каучук 100

Тетрафункциональный опигоэфиракрилат 1-40

Полифункциональны и опигоэфиракрилат

Хлорное железо или июристая медь 0,002-0,2

1 101 4847 2

Изобретение относится к получению резиновых смесей на основе синтетических каучуков, в состав которых входят олигоэфиракрилаты (ОЭА) и традиционные целевые ингредиенты, и может быть использовано для создания резино-технических изделий, обладающих повышенным ресурсом работоспособности.

Известна резиновая смесь, содержа10 щая ОЭА, которые не только улучшают качество резин, -но и интенсифицируют йроцесс их изготовления зч счет снижения вязкости смесей. Олигоэфиракрилатыэто класс соединений, представляющий собой жидкости различной вязкости и реакционноспособности, В настоящее время производится семь промышленных марок ОЭА. тетрафункциональные (ТГМ-3, МГФ 1, МДФ 1, МГФ 9) и полифункциональные (ТМГФ-11, 7-1 и 7-20). Наибольший технологический эффект (снижение вязкости и облегчение перераоотки) в резиновых смесях оказывают тетрафункциональные ОЭА, но наибольшую модифицирующую способность (улучшение свойств вулканизатов) проявляют полифункциональные ОЭА Р 11.

Однако последние, которые обеспечи вают наилучшие свойства вулканиэованным резинам, сами по себе нетехноло гичны; Это очень вязкие жидкости (> 100 мин по В3-4), которые практи"чески не текут по трубопроводам (при автоматизированной технологии) и с очень, низкой скоростью смешиваются с каучу- 35 ком на смесительном оборудовании.Увеличить скорости транспортировки по трубопроводам и диффузии в каучуковую матрицу полифункциональных ОЭА эа счет повышения температуры на стадии 40 изготовления смеси нельзя, так как ОЭА при повышенных температурах могут гомополимеризоваться.

Наиболее близкой к предлагаемой является резиновая смесь на основе син- 45 тетического каучука, включающая тетрафункциональный ОЭА и полифункциональный ОЭА, например, в соотношении

100: 10 20.

При соотношении олигоэфиракрилатов

1; 1 вязкость их смеси (компаунда), :хотя и остается выше, чем тетрафункционального ОЗА, но снижается до уровня, приемлемого в плане технологичеокой реализации (8 - 12 ьщн по В3-4).

При этом прочность резиновых вулканизатов возрастает на 30-60 по сравне нию с резин ми, содержащими тетрафункциональный ОЗА (МДФ-1). По комплексу свойств (технологических и эксплуатационных) наилучшие показатели для резин на основе каучука СКН-26 согласно прототипу были получены для компаунда

7-20 + ФДФ 1 (1:l) (2).

Однако резиновые смеси, содержащие указанные ОЭА, обладают сравнительно невысокой устойчивостью к преждевременной вулканиэации (подвулканизация).

В случае использования перекисных инициаторов это затрудняет., a в ряде случаев исключает возможность их промышленного использования. Для ряда изделий они не обспечивают необходимый уровень прочности, особенно в условиях концентрации напряжения (раздир) .

Цель изобретения — повышение устойчивости резиновой смеси к подвулканизации и улучшение сопротивления раздиру резин из нее (при сохранении всех прочих. свойств резин).

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе синтетического каучука, включающая тетрафункциональный олигоэфиракрилат и полифункциональный олигоэфиракрилат, дополнительно содержит хлорное железо или хлористую медь при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Синтетический каучук 100

Т.е тра функциональный олигоэфиракрилат 1-40

Полифункцио нальный олигоэфиракрилат - 3-40

Хлорное железо или хлористая медь 0,002-0,2

Пример ы 1-5. На вальцах готовят резиновую смесь на,основе бутадиенстирольного каучука СКМС-30

АРКМ-15 следующего состава, мас,ч.: каучук 100; окись цинка 5; стеарин 1,5", технический углерод ДГ-100 50; перекись дикумила 0,5; компаунд тетрафункционального и полифункционального ОЭА» переменное .количество; хлорное железо и хлористая медь — переменное количество (табл. 1). Последние компоненты вводят в резиновую смесь непосредственно при смешении на вальцах перед введением

ОЭА.. Испытывают технологичесжие свойства резиновых смесей. Вулканизуют и в оптимуме вулканизации определяют физико-механические показатели.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Резиновые смеси, содержащие минимальные, средние и максимальные коли« чества компаунда ОЭА, а также минимальные и максимальные количества хлор3 101 ,horo железа и хлористой меди обладают. повышенной устойчивости к преждевре менной вулканизации в 2-2,5 раза по сравнению с прототипом, и не изменяется время достижения оптимума вулканизации.

Одновременно на 30-50% повышается прочность, на раздир. Введение хлористой меди в контрольный образец, который не содержит ОЭА, не повышает устойчивость к подвулканигчции и не обеспечивает необходимого уровня прочности.

Таким образом, только совместное -ac?-. пользование компаунда ОЭА и хлорсодержащих солей меди или железа дают ка- чественный эффект и обеспечивают .дости. жение цели изобретения.

Пример ы 6-8. В резиносмесителе, одновременно загружая все ингредиенты, готовят смесь на основе этилен пропиленового каучука СКЭПТ-50 следуюшего состава, мас.ч.: каучук 100; технический углерод ПМ-75 30; окись цинка 5; стеарин 1-; перекись дикумила

1,0;.компаунд ОЭА - переменно (табл.2); хлористая медь 0,002. Хлористую медь вводят в компаунд ОЭА заранее.

Свойства резиновых смесей и их вул" .каниэатов представлены в табл. 2.

Как следует из этих данных, резино:вые смеси в 2,5-3 раза превосходят про,тотип по устойчивости к подвулканизацик и в 1,5 раза по сопротивлещпо к раэдиру. Уровень остальных «риэико-механйческих показателей остается на уровне . соответствуюших показателей резиновой смеси .(по прототипу).

Введением хлористой меди в тетрафу йциональный ОЭА (контроль) также достигается повышение устойчивости к преждевременной вулканизации, но меха-. нические свойства таких смесей ниже, чем у резиновой смеси согласно прото-. типу.

4847 4

Таким образом только совместное использование компаунда тетра- и полифункциональных ОЭА и хлористой меди позволяет достичь. каче ственного эффекта.

s Пример ы 9-12. В резиносме» сителе готовят смесь на основе каучука

СКН-26, согласно примеру 6, следуюllIего состава, мас.ч.: каучук 100; технический углерод ПМ-15 40; окись цинка 5; стеарин 1; пероксимон 1,0; . компаунд «.7-1 ТГМ-3 30 при соотноше« нии 1:1, хлорное железо - переменно (табл. 3). В одном случае хлорное железо вводит в компаунд (пример 9), в

1 других (примеры 10-12) непосредственно при смешении.

Б табл. 3 представлены свойства резиновых смесей на основе СКМ-26..

20 В предлагаемых резиновых смесях цовышается устойчивость к подвулканизации в 2-2,5 раза, а также возрастает сопротивление раздиру при сохранении остальных показателей.

25 Изменение порядка введении хлорнбго железа (непосредственно в компаунд

ОЭА или в резиновую смесь при смешении ингредиентов} не изменяет .технологичес- ких и физико-механических показателей

je резиновых смесей.

Уменьшение количества хлорного железа менее 0,05% на ОЭА (менее

0,002 мас.ч. в пересчете на 100мас.ч. каучука) приводит к уменьшению эффекта сопротивления подвулканиэации, а превышение 2% на ОЭА (более 0,2 мас.ч. на

1 00 мас.ч. каучука} повышает время- до стижения оптимума вулканиэации.

Таким образом, совместное использование инг едиейтов дает качественный эффект только в указанных дозировках и, . соотношениях, при этом достигаются оптимальные показатели свойств.

1 01484?

Т аблика 1

Устойчивость х I3onsynse

Му (Т р

120пС), мин

*o

Оптимальное время вулканиаапии при

150 С, мнн

40

4О

40, Внзхость по

Мунэ невулканнзованных смесай

76,0 60

Во

140

Прочность, мгй

265 28

2е

26,5 27

1В

То же, лосле старекм

100 C З у.

185 18

19 . 8

1В

1а

Относительное уллнненнв, % 510 500

5ОО 51 О

520 490 640

Остаточное уалкивниэ, %

14 16 1В

Сопротивление рааанруе, кН/м

60 ВО

ВО 67 эт

В сзсобках указаны количества тетра- н полнфуыипю ельных ОЭА,. взятых Отаельио

Обтее количество компауиа ОЭА - сумма.

П р и м е ч а н и е: ЧТМ-3 - триэтипенглнкольметакрнлат; МДФ 1 -о(, угаиматакрил-бис(анэтипенгпикольфтапат);, 7-1 - +-трииатакрнл- -метакрил-юйтаэритрнт(авлетакрилпэитаэритрнт}аанпннат;

ТМ? Ф11 аС, Фаиметакрил (1,3)-(био-глиаерни)2-фталат.

1014847

Та блица 2

Устойчивость к подвулканизации по Муни (Т.) при 120 С, мин

30

12

Оптимум вупканизадии 160 С, мин

30

30

24

Прочность, МПа

Сопротивление раздирув кН/м

58

460

Относительное удлинение, %

500

470

470

460 .

Остаточное удлинение, %

Коэффициент тел лового старения на воздухе

150оС 24 ч) на прочность

0,90

0,92

0,91

0,91

0,91

0,6 по относительному 0,6 удлинению

0,6

0,6

0,6

В скобках указаны количества тетра» полифункциональных ОЭА взятых

Отдельно.

П р и м е ч а н и е: 7-20 - g(-триметакрил-(N-метакрил-. йентаэритрит-ди-(диметакрилпентаэритрит) . адипинат;

МГФ-1 «с, 6 -диметакрил-бис(этиленгликоль фталат);

МГФ"9 -: <, Ш-диметакрил-бис(триэтиленгликоль-фталат).

1014847

Таблица 3

30

30

Оптимум вулканиза пии при 153 С мин

19,6

Прочность, МПа

Сопротивление расьдиру, кН/м

12,5

12,0 12,0 10,0

8,0

280 260 260 280

Относительное удлинение, %

260

Остаточное удлинение, %

М

Хлорное железо вводят в компаунд;

\ хлорное железо вводят вместе с ингредиентами в резиносме сите л ь.

Составитель В. Островский

Редактор E. Лушникова Техред М.Костик Корректор М. Шароши

Заказ 3128/19 Тираж 494 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устойчивость к подвулканизации по Муни (Т ) при 120 С, мин

40 40

10,5 1 1,0

40 40

11,0 .16,0