Вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука

 

ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА, включающая измельченный вулканизат с размером частиц 0,02-0,8 мм, модифицированный в аппарате с вихревым слоем хлоридом N-цетилпиридиния в .количестве 0,5-1,0 мае.ч. на 100 мае.ч. измельченного вулканизата, отличающаяся тем, что, с целью повышения устало тньй выносливости при многократных деформациях I резин из указанной смеси, последняя дополнительно содержит эпоксидированный олигомер на основе 1,4-цис-полибутадиена общей формулы -(снг-сн-сн-сн2 д-(сн. сн-сн-сн с молекулярной массой 1500-3000 и содержанием эпоксигрупп 10-20. мае.% при следующем соотношении компонентов , мае.ч.: Каучук100 Модифицированный хлоридом N-цетилпиридиния измельчен35 ,7-50. ный вулканизат Эпоксидирован5-15 ный олигомер 00 ф ел го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ООЦ ИР

РЕСПУБЛИК

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУЮ(4Р

ОО

<Ф

©ч

1Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3348273/23-05 (22) 16.10.81 (??6) 23.05.83. Бюл, 9 19 (72) В.Й.Изюмова, Й.Д.Захаров, A.Ì.IJax-Пароньянц, Н.A.Koøåëü, В.С.Туров, Н.П.Дозорова и В.B.Ïîïîâà (71) Ярославский политехнический институт (53) 678.7(088.8) (56) 1. Патент Японии ?1 50-33901, кл. С 08 К 9/04, 1975.

2. Патент Японии Р 50-33902, кл. С 08 К 9/04, 1975.

3. Изюмова В.И., Иах-Пароньянц А.М., Захарова Н.Д., Нейенкирхен Ю.Н.

0 влиянии модификации измельченного вулканизата производными акриламида на свойства резин.-"Каучук и резина", 1978, Ю 12, с. 32-35.

4. Авторское свидетельство СССР . Ф 732314, кл. С 08 L 9/00, 1978. .5. Авторское свидетельство СССР

Р 780487, кл. С 08 Ь 9/00, 1979 (прототип). (54)(57) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ

СМЕСЬ HA ОСНОВЕ НЕНАСЬ?ЩЕННОГО КАУЧУКА, включающая измельченный вулканизат с размером частиц 0,02-0,8 мм, моди,SU„„1018952 А

«(я) С, 08 L 9/OD; С 08 К 9/04 фицированный в аппарате с вихревым слоем хлоридом N-цетилпиридиния в ,количестве 0,5-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. измельченного вулканиэата, отличающаяся тем, что, с целью повышения усталостной выносливости при многократных деформациях

:резин из указанной смеси, последняя дополнительно содержит эпоксидированный олигомер на основе 1,4-цис-полибутадиена общей формулы

Каучук 100

Модифицированный хлоридом

N-цетилпиридиния измельчен- f ный вулканизат 35,7-50 Мвй

Эпоксидированный олигомер 5-15

1018952

Изобретение относится к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе ненасыщенного каучука и может быть использовано в шинной промышленности и промышленности резина-технических изделий. . Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая измельченные вулканизаты с размером частиц 0,05-2 мм, обработанные перед введением в резиновую смесь растворами галоидсодержащих И;метиленовых эфиров или тиоэфиров, что позволяет улучшить сопротивление резий многократному изгибу Г11. лучшие результаты достигают- 15 ся при обработке измельченного вулканизата алифатическими или ароматическими аминами 2).

Известна также вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного 70 каучука, включающая измельченный вулканизат, модифицированный в аппарате с вихревым слоем производными.акриламида 3», С-нитрозоароматическими аминами 4) . 25

Резины, полученные иэ указанных резиновых смесей; обладают высокими про ностными показателями, однако их усталостная выносливость при многократных деформациях невысока. 30

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая измельченный вулканизат с размером частиц 0,02-0,8 мм, модифицированный в аппарате с вихревым слоем в присутствии хлорида N-цетилниридиния в количестве 0,5-1,0 мас.ч. на

100 мас.ч. и измельченного вулканиза.- та в количестве 35,7-50 мас.ч. на .. "0

100 мас.ч. каучука g5).

Резины, полученные из данной смеси, обладают повышенным сопротивлением разрыву и раздиру, однако уста1лостная выносливость резин при много-45 кратном растяжении находится на низком уровне.

Целью изобретения является повышение усталостной выносливости при мно гократных деформациях резин. 50

Поставленная цель достигается тем, . что вулканизуемая,резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая измельченный вулканизат с размеРом частиц 0,02-0,8 мм, модифициро- 55 ванный в аппарате с вихревым слоем хлоридом N-цетилпиридиния в количестве 0,5-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. измельченного вулканиэата, дополнительно содержит эпоксидированный олигомер на основе 1,4-цис-полибутадиена общей60 формулы (сн сн--сн-щ)„- сн -ca-сн-снД„ с молекулярной массой 150 -3000 и содержанием эпоксигрупп 10-20 мас, Ъ при65 лтедующем соотношении компойентов, мас.ч.:

Каучук 100

Модифицированный хлоридом N-цетилпиридиния измельченный вулканизат 35,7-50

Эпоксидированный олиго-мер 5-15

Пример 1. На лабораторных вальцах или в резиносмесителе готовят резиновую смесь протекторного состава на основе комбинации двух каучуков..

Состав резиновых смесей приведен в табл.1 Смеси содержат ингредиенты в следующем количестве, мас.ч. на

100 мас.ч. каучука; парафин 0,9, микровоск 1,0; канифоль 1,0; инденкумароновая смола 2,0 олеиновая кислота 3 0 сульфенамид-)Ц 1,4; сера 2,0; неозон Д 1,0; фталевый ангидрид 0,3.

Эпоксидированный алигомер íà основе 1,4-цис-полибутадиена,полученный реакцией эпоксидирования жидкого 1,4-цис-полибутадиена гидроокисью трет

-бутила, имеет следующие физико-хими-ческие характеристикиг

Содержание эпоксигрупп, мас.н 10,4

Иолекулярная масса

Непредельность,В

Динамическая вязкость, Пз при 20с С 50,5 при 60 С 6,1

Содержание летучих при 105 С,Ъ 0,3

Содержание неоэона Д, Ъ 0,3

Измельченный вулканизат, выделенный .просевом через сито со стороной ячейки 0,25 мм, обрабатывают хлоридом Х-цетилпиридиния. Обработку производят в аппарате с вихревым слоем в течение 80 с из расчета 1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. измельченного вулкаииэата.

Эпоксидированный олигомер вводят в резиновую смесь одновременно с модифицированным измельченным вулканизатом в количестве 5,0 мыс.ч. на

100 мас.ч. измельченного вулканизата.

Вулканизацию резиновых смесей проводят в электропрессе при 143 С в течение 30 мии.

Физико-механические показатели резин приведены. в табл.2.

Пример . 2. Аналогично примеру 1, готовят резиновые смеси, содержащие эпоксидированный олигомер на основе 1,4-цис-полибутадиена с содержанием эпоксигрупп 10,4 мас.В и моле4

1018952

Таблица 1

Резиновая смесь г

Ингредиенты

60

20

20.

Каучук СКД

40

Модифицированный хлоридом N-цетилпиридиния .измельченный вулканиэат

ЯО

40

Эпоксиолигомер (мас.ч. на 100 мас.ч. измельченного вулканиэата) 5,0 кулярной массой 1500. Измельченный вулканизат, выделенный просевом через сито со стороной ячейки 0,4 мм, обрабатывают хлоридом И-цетилпиридиния из расчета 0,5 мас.ч..на 100 мас.ч. измельченного вулканизата. Время обработки в аппарате с вихревым слоем

60 с. -Эпоксиолигомер вводят в резино вую смесь одновременно с обработанным измельченным вулканизатом в количест-. ве 10 мас.ч. на 100 мас.ч. иэмельченИв ного вулканиэата. Состав резиновых смесей прцведен в табл.1.

Процесс смешений проводят аналогично примеру 1. Вулканизацию смесей проводят в. электропрессе при 143 С в течение 30 мин. Физико-механические показатели резин приведены в табл. 3.

Пример 3. Аналогично приме- . ру 1, готовят резиновые смеси, содержащиег эпоксидированный олигомер на 20 основе 1,4-цис-полибутадиена.с содержанием эпоксигрупп 10,4 мас.Ъ и молекулярной массой 1500. Измельченный вулкаиизат, выделенный просевом через сито со стороной ячейки 0,8 мм, 25 обрабатывают хлорндом N -цетилпириднния в аппарате с вихревым слоем в

:течение 100 с из расчета 1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. измельченного вулканиэата. 30

Эпоксиолигомер вводят в резиновую смесь протекторного состава на основе комбинации каучуков СКИ-3:СКД:СКИС-ЗОАРКИ-15 3:2:1 одновременно с обработанным измельченным вулканиэатом в количестве 15 мас.ч. на 100 мас.ч. измельченного вулканизата. Составы резиновых смесей приведены в табл.4.

Смеси содержат целевые добавки в количестве, мас.ч. на 100 мас.ч. каучукаг сера 2,1, сульфенамид Ц 1;57; 40

Каучук CKNC-30 АРКМ-15

Технический углерод Пи-100

Исходный измельченный вулканизат белила цинковые 5,2; олеиновая кислота 1,33; канифоль 1,56; микровоск 4,2; стирольноинденовая смола 4,2, сантофлекс AW 1, 05;, продукт.. 4010 NA 1, 05, фталевый ангидрид 0,52,масло ПН-6tH 14,6, Вулканнзацию резиновых смесей проводят в электропрессе при 143 С в течение 30 мин. Физико-механические показатели резин йриведены в табл.5.

Пример 4. В качестве эпоксидированного 1,4-цис-полибутадиена используют образец с содержанием эпоксигрупп 20 мас.В и молекулярной массой 3000.

Измельченный вулканизат, выделенный просевом через сито со стороной ячейки 0,5 мм, обрабатывают хлоридом

М-цетилпиридиния в течение 80 с из расчета 1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. из- мельченного вулканизата.

Опытный образец эпоксиолигомера вводят в резиновую смесь одновременно с обработанным измельченным вулка-. ниэатом в количестве 5 мас.ч. на

100 мас.ч. измельченного вулканизата.

Составы резиновых смесей приведены в

-табл.4. Изготовление резиновых смесей осуществляют аналогично примеру . 3. Вулканиэацию смесей проводят в электропрессе при 143 С в течение

30 мин. Физико-механические показатели резин приведены в табл.6.

Из приведенных примеров видно,что дополнительное введение в резиновую смесь эпоксиолигомера на основе 1,4-цис-иолибутадиена совместно с обработанным хлоридом N-цетилпиридиния измельченным вулканизатом, по сравнению с известной смесью, позволяет значительно повысить усталостную выносливость резин при многократных деформациях.

1018952

Т а блица 2

Резина

Показатели

Условное напряжение при удлинении 100%, МПа

9,8

7,9

9,0

Условная прочность, МПа

Относительное удлинение, %

Сопротивление раздиру, кН/м

17,7

16,8

14,7

480

470

510

72

34500

32750

Таблица 3

Резина

Показатели

Условное напряжение при 300%-ном удлинении, МПа

7,6

8i1

8,6

12,4

15,8

16,1

Условная прочность, МПа

Относительное удлинение, %

430

450

470 усталостная выносливость при многократном растяжении (удлинение 150%, .

250 o6/мин), циклы

35250

31250

67000

Таблица 4

Резиновая смесь

Ингредиенты

Каучук СКИ-3

Каучук СКД

Каучук CKMC-30APKM-15

Технический углерод.IIM-100

42

28

28

14

42,5

42,5

42,5

Модифицированный хлоридом М-цетилпиридииия измельченный вулканизат 30

Исходный измельченный вулканизат

Эпоксиолигомер

10

Усталостная выносливость при многократном растяжении (150% удлинения, 250 об/мин.), циклы 80750

1018952

Таблица 5

Показатели

Резина

Условное напряжение при удлинении 300%, ИПа

9,3

9,4

7ФО

Условная прочность, ИПа

Относительное удлинение,%

14,5

11>6

420

420

430

Сопротивление раздиру, МН/м

Усталостная выносливость при многократном растяжении (150% удлинения, 250 об/мин),циклы

68250

34500

35750

Таблица 6

Резина

Показатели

Условное напряжение при удлинении 300%, ИПа

8,6

9,4

9,6

15,6 15,2

13,5

Условная прочность, ИПа

Относительное .Удлинение, %

Сопротивление .раздиру, кН/м

45 0

430

430

83

Усталостная нынослиность при многократном растяжении (удлинение 150%, 250 об.мин), циклы

42500

41250

63750

Составитель A. Горшков

Редактор Н.Егорова Техред К.Иыцьо Корректор Г. Огар

Заказ 3632/19 Тираж 494 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4