Способ получения модифицированной сажи для резин

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ САШ ДЛЯ РЕЗИН, включающий смешение пылящей сажи с водным раствором полимерной модифицирующей добавки в количестве 0,1-2,5% от массы сажи, отличающийся тем, что, с целью повьяиения диэлектрических вьюокочастотных потерь резин , в качестве добавки исйользуют полимерный комплекс полиакриловой кислоты и Е -капролактама, взятых при мольном соотношении 0,5-1,0:1.2 . Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что сушку ведут при 70-8ос.; (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) Эдр С 09 С 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3513787/23-26 (22) 23. 11.82 (46) 23. 09.84. Бюл. Н - 35 (72) А.Н. Садова, О.С. Зима, В.В. Кушелев, Г.Г. Чеботарева и В.П. Глухов (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. С.М. Кирова (53) 661.666.4:54-116 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 798148, кл. С 09 С 1/58, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

М 7 14786, кл. С 09:С 1/58, 1976. (54) (57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ САЖИ ДЛЯ РЕЗИН, включающий смешение пылящей сажи с водным раствором полимерной модифицирующей добавки в количестве 0,1-2,5Х от массы сажи, отличающийся тем, что, с целью повышения диэлек- трических высокочастотных потерь ре« зин, в качестве добавки используют полимерный комплекс полиакриловой кислоты и ; -капролактама, взятых при мольном соотношении 0,5-1,0:t.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сушку ведут при

70-80 С. о тавляющих на частоте 1010 Гц соответственно 10, 7-27, 5 и 18, 9-4 1, 8. Для известной сажи указанные показатели для однозначной резиновой смеси составляют 1,01 и 7,55 соответственно °

Полимерный комплекс полиакриловой кислоты и -.капролактама (ПАК-,КЛ) имеет формулу ("СН2-СН "CHZ)q (СНg ÑÍ-)m ! I

0=- С-ОН Q=- С OH (/

HN — СО (СН, где n/m = 0,5-1,0.

Данный комплекс имеет следующие физико-технические свойства: температура стеклования 18-25 С, интеро вал вязкотекучего состояния 30-100 С, плотность 1,4-1,48 г/см, показатель текучести расплава при 90 С

18 г/10 мин, температура разложения о

270-280 С, молекулярная масса 1,83,6 ° 10, растворяется в воде, этиловом спирте, диметилформамиде.

Способ осуществляют при использовании пылящей сажи, именуемой техническим углеродом марки ПМ-15 (ГОСТ 7885-77}.

Оптимальным соотношением компонентов комплекса является эквимолярное.

При содержании поликислоты в составе комплекса сверх указанного соотношения снижается его когезионная прочность, происходит спекание частиц сажи и резина с ее использованием получается неоднородной, с включениями и имеет невысокие диэлектрические потери.

35

1 1114685 2

Изобретение относится к технологии производства модифицированной сажи, которая может быть использо« вана в качестве усиливающего наполнителя вулканизатов в шинной промышленности, преимущественно для получения резин с высокими потерями в сверхвысокочастотном диапазоне электромагнитных волн.

Известен способ обработки сажи для Ю полимерных композиций с водным раствором борной кислоты или ее соли с образованием при этом гранул с последующей сушкой и прокалкой их при

1600-2500 С (1) .

Однако обработанная по данному способу сажа имеет низкую массовую прочность частиц и в составе резины не придает ей высоких высокочастотных потерь.

Известен также способ получения модифицированной сажи для резин, включающий смешение пылящей сажи с водным раствором модифицирующей добавки, представляющей собой сопо- 25 лимер метакриловой кислоты и бутилметакрилата или метакрилата,,в количестве 0,1-0,257 от массы сажи с последующей сушкой полученного продукта при - 140 С (2).

Известный способ обеспечивает е повышение массовой прочности сажи, однако не позволяет существенно увеличить высокочастотные потери резин с ее использованием.

Цель изобретения — повышение диэлектрических высокочастотных потерь резин, содержащих модифицированную сажу.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения модифицированной сажи для резин путем смешения пылящей сажи с водным раствором полимерной модифицирующей добавки в количестве О, t-2,57 от 45 массы сажи, в качестве добавки используют полимерный комплекс полиакриловой кислоты и (--капролакта ма, взятых при мольном соотношении

0,5-1,0:1,0, 50

При этом сушку ведут при 70-80 С, Преимущество изобретения определяется тем, что использование получен-, ной сажи в составе резиновой смеси, например, на основе бутилкаучука 55 обеспечивает значительное увеличение относительных диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, сосС увеличением содержания g -капролактама сверх указанного предела снижается адгезионная активность полимерного комплекса и падает его растворимость в воде.

Содержание комплекса c 0,1 мас.7 приводит к структурированию сажи и не способствует увеличению диэлектрических потерь. При использовании комплекса в количестве ) 2,5 мас.7. происходит спекание частиц сажи и ухудшение физико-механических свойств резины, прочность на разрыв которой падает до 1,3 ИПа. Полимерный комплекс получают радиоактивной полимеризацией акриловой кислоты в среде (-капролактама. В качестве инициатора используют динитрил азобисизомасляМалярный состав полимерного комплекса ПАК-КЛ

Диэлектрические свойства

1:2(0,5) 1:4(0 25) Количество сухого полимерного комплекса ПАК-КЛ, мас.X

0,1 1,0 2,5 3,0 0,05 0,1 1,0 2,5

0 05 3,0

Относительные диэлектрические потери на частоте

10" Гц

9,5 9,9 10,2 Деструк- 10,9 11,9 12,6 11,8 Деструкция резины ция резины

9,7

Относительная диэлектрическая проницаемость на частоте

10 "

19,2 20 5 21,5 24,3, 17 6 18 2 19 0 18 9

3 11146 ной кислоты при 70оС в течение 4 ч, Полученный полимерный комплекс растворяют в воде до концентрации. раствора 1-2,5Х.

Пример 1. 200 r пылевидного порошка технического углерода марки ПМ-15 и 0,2 r сухого полимерного комплекса при соотношении кислоты и (--капролактама 1:2 и 199,8 г воды тщательно перемешивают в ступке 10 до получения однородной массы, помещают последнюю в термошкаф и сушат о при 70 С до остаточной влажности технического углерода 0,19Х. Полученный продукт имеет следующие показатели: насыпная плотность (НП)

270 г/100 см, зольность (3) 0,23, удельная поверхность адсорбции по фенолу S 203 м /г; массовая прочность частиц (МП) 8,9 кг. Относительные диэлектрические потери и диэлектрическая проницаемость (ДП) на частоте 10 Гц резины с его uc<О пользованием составляют 11,9 и

20,5 соответственно. Испытания осу- 25 ществляют на примере резиновой смеси, содержащей, мас.ч.: бутилкаучук (БК 1675) 100; стеарин 3, 85 4 окись цинка 4; каптакс 0,65; тиурам 1,30; сера 2; модифицированный указанным способом технический углерод (ПМ-15) 100.

Пример 2. Процесс получения модифицированной сажи аналогичен примеру 1, но используют 1 мас.7 полимерного комплекса, 198 r воды, температура сушки 80 С.

Полученный продукт имеет НП

269 г/100 см, 3 0,27K;Sqp 210 м /г, МП 16,? кг. Относительные диэлектрические потери и проницаемость 27,5 и 41,8 соответственно.

В таблице приведены диэлектрические свойства резины, .содержащей сажу по изобретению.

Данные таблицы дают обоснование предлагаемого мольного соотношения составляющих комплекса и его количества при обработке.

Технико-экономическое преимущество использования предлагаемой сажи в производстве резин обеспечивается устойчивой и высокой массовой прочностью частиц модифицированной сажи, причем исключается распыление ее при вальцевании. М685

Продолжение таблицы

Иолярный состав полимерного комплекса ПАК-КЛ

2е 1(2,0) Ди эле ктрические свойства

1;1 (1,0) Количество сухого полимерного комплекса ПАК-КЛ, мас.Ж !

11 f 1 1 I (1

0,05 0,1 1,0 2,5 3,0 Оэ05 1ь1 1э0 2,5 3,0

11,3 20,5 27,5 27,0 Деструк-. 5,0 цня резины

5,7 7,8 9,9 Деструкция резины

Относительная диэлектрическая проницаемость на частоте 10 19,2 30,0 4 1,8 39,3

86 126 149 16 2

Редактор В. Петраш

Тираж 633 Подпис ное

В!!ИИП!! Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6732/17

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

Относительные диэлектрические потери на частоте

1010 Гц

Составитель Л. Романцева

Техред И.Тенер Корректор В. Гирняк