Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука

 

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ БУТАДИЁННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА, 1включающая серу, меркаптобензотиазол, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод кислого характера с удельной геометрической поверхностью 90-110 , отличающаяся тем, что, с цепью повышения стойкости резиновой смеси к подвулканизации, увеличения теплои химической стойкости резин из нее, в качестве технического углерода кислого характера с удельной геометрической поверхностью 90110 MVr она содержит технический углерод, модифицированный 7-10 мае. сероводорода при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Бутадиеннитрильный каучук . 100 Сера0,75-1,5 Меркаптобензотиазол 0,7-0,9 Оксид цинка 4-6 Стеариновая кислота Технический углерод кислого (Л характера с удельной г еометрич еской поверхностью 90-110 , модифицированный 7-10 мас.% сероводорода 5-6Q.

(39) (111

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОЭЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,7-0,9

4-6

5-60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТЮ (21) 3587730/23-05 (22) 29.04.83 (46) 23.04.85. Бюл. И- 15 (72) А.Ф. Носников и Л.А. Кроливец (53) 678. 7(088.8) (56) 1. Кошелев Ф.Ф. Общая технология резины. M., "Химия", 1978, с. 74.

2. Справочник резинщика. (54) (57) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ

БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА э включающая серу, меркаптобензотиазол, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод кислого характера с удельной геометрической поверхностью 90-1 10 м /г, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью повышения стойкости резиновой смеси к подвулканизации, увеличения теплои химической стойкости резин из нее, в качестве технического углерода кислого характера с удельной геометрической поверхностью 90- . ((>(1,С 08 L 9/02//(С 08 Т 9/02, С 08 К 3:04, 9:02) 110 м /г она содержит технический углерод, модифицированный 7-10 мас . Ж сероводорода при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бутадиеннитрильный каучук 100

Сера 0,75-1, 5

Меркаптобензотиазол

Оксид цинка

Стеариновая кислота 1-2

Технический углерод кислого характера с удельной геометрической поверхностью

90-110 м /г, модифицированный 7-10 мас.й сероводорода

1151552

25 углерод кислого характера с упельной геометри55

Изобретение относится к получению резиновых смесей на основе бутадиеннитрильного каучука (БНК), которые могут найти широкое применение в производстве резинотехнических 5 изделий различного назначения .

Известны резиновые смеси на основе указанного каучука, рецептура которых построена на применении в качестве вулканизующего агента серы с ускорителем и активатором 1 1).

Однако такие смеси обладают невы— соким комплексом свойств.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука, включающая се— ру, меркаптобенэотиазол, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод кислого характера с 20 удельной геометрической поверхностью

90-110 м2/г (2).

Однако известная резиновая смесь имеет недостаточную стойкость к подвулканизации, а резины из этой смеси — низкую теплостойкость и химстойкость.

Цель изобретения — повышение стойкости резиновой смеси к подвулканизации, увеличение тепло- и хими- 30 ческой стойкости резин иэ нее.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука, включающая серу, меркаптобензотиазол, 35 стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод кислого характера с удельной геометрической

I 2 поверхностью 90-110 м /г, в качестве укаэанного технического углерода 40 с одержит т ехнич ес ки и угл ер од, модифицированный 7-10 мас.7 сероводорода при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бутадиеннит- 45 рильный каучук 100

Сера 0,75 — 1,5

Меркаптобензотиазол 0,7 — 0,9 50

Оксид цинка 4-6

Стеариновая кислота 1-2

Технический ческой поверхностью 901!0 м /r, мо1 дифицированный 7-10 мас.7 сероводорода 5-60

Модифицированный сероводородом технический углерод получают путем пропускания сероводорода через высокоактивный технический углерод

ДГ-100 кислого характера с удельной геометрической поверхностью

90-110 м /г серийного промышленного

2 производства, помещенный в цилиндрическую емкость с вводом и выводом для тока сероводорода. Обработку технического углерода сероводородом проводят при комнатной температуре о (18-30 С) и течение 1-2 ч. Полученный модифицированный технический о углерод прогревают затем при 40 С в течение 30 мин для удаления остатков (избытка) сероводорода, хими— чески не связанного с техническим углеродом .

По данным весового и элементного анализов количество сероводорода, химически связанного с техническим углеродом, составляет 7-10 мас.X.

В результате такой модификации технический углерод не приобретает никакого запаха. Модифицированный сероводородом BblcoKQBKtHBHbN технический углерод ДГ-100 хранится в обычной для технического углерода упаковке (бумажные мешки) в течение длительного времени (3-5 лет) без изменения своего состава и свойств.

Свойства резин с модифицированным высокоактивным техническим углеродом, хранившимся 5 лет, полностью соответствуют их свойствам с техническим углеродом до его хранения.

Состав резиновых смесей и свойства резиновых смесей и резин, полученных в оптимальных условиях, приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из приведенныхв табл. 2 данных использование модифицированного сероводородом технического углерода позволяет в несколько раэ увеличить стойкость резиновых смесей к подвулканизации (в 2,15 раза), тепло- (в 7 раэ) и химстойкость резин из предлагаемой смеси (предлагаемая смесь и резина состава 5 в сравнении с известной смесью и рези— ной(остава 7, табл. 2). ОптимальТаблица 1

Компоненты смеси

Содержание компонентов мас.ч., в смесях

Известная

I онтроль

БНК (СКН-26) 100

100 100 100 00 100

100

Стеариновая кислота

1,5 1,5 1,5

1510 — 075

Ф

0,8 0,8 0,8

5 5 5

1,5

1,5 1,5

1,0 1,0

0,8 0,8

5 5

1,5

Сера

Каптакс

1,5

1,5

0,8

0,8

Оксид цинка

Модифицированный сероводородом технический углерод

ДГ-100

45

Технический углерод

ДГ-100

3 11 ное содержание серы — 1 мас.ч. и модифицирова нного с ероводор одом т ехнического углерода — 45 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Состав и свойства предлагаемых резиновых смесей и резин с минимальным и максимальным содержанием стеариновой кислоты, каптакса и ок— сида цинка при оптимальном содержании серы и модифицированного H

Как видно из приведенных в табл. 4

I данных, предлагаемые резиновые смеси состава 8 и 9 с оптимальной дозировкой серы (1 мас.ч.) и модифицированного сероводородом техуглерода ДГ-100 (45 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука) при минимальном (смесь 8) 51552 4 и максимальном (смесь 9) содержании стеариновой кислоты, каптакса и оксида цинка также отличаются из известной смеси состава 7 (табл. 2) с тем же количеством ДГ-100 высокой стойкостью к подвулканизации (время до начала подвулканизации предлагаемых смесей более чем в 2 раза .превышает этот показатель известной смеси состава 7), а резины из предлагаемых смесей состава 8 и 9 имеют намного более высокую тепло(в 7 раз выше) и химстойкость по сравнению с известной резиной состава 7. Наилучшие свойства имеет предлагаемая резиновая смесь -и резина состава 5 с оптимальным содержанием всех компонентов, включая стеариновую кислоту, каптакс и оксид цинка (табл . 2) .

1151552

Таблица 2

Свойства резиновых смесей и резин

Контроль

Известная

J 2

20,0

43,0 44,0

38,7 41,0 45

29,0

Свойства. резин

Прочность* при растяжении, МПа

30 5

32,4

2,6

Напряжение при

300% удлинения, МПа

10,4

2,6

От носит ел ьн ое удлинение, %

580

300

Твердость по Шору А, усл. ед.

65

53 53

0,03

В масле "Индустриальное-30"

99

64 74 79

100 100

85 971 . 99

81,5

6,3 изменение чассы, %

9,2

Время подвулканизации резиновых смесей по Муни при 120 С, Т, мин

Ко эффи ци е нт теплового старения (i30 С х 7 сут) по относительному удлинению прочность при растяжении, % от, исходной относительное удлинение, % от исходного

Показатели свойств смесей и резин

Предлагаемые

4 5

3 6

3,1 2,7 2,8 32,0

2,2 1,6 1,4 12,0 12,2

520 448 580 492 490

002 010 017 023 022 023 о

После набухания (20 С х 30 сут) 5,6 5,0 4,8 3,6 3,0

1 1 51552

Показатели свойств. смесей и резня, Известная

87 93 95

90

85 от носит ель60

98,5

98

79 97,5 99 изменение массы, %

14,5

16,7

40 61

79

70

28 от носит ель40

89 изменение массы, %

28

50 41

66 . 80 86

100

100

59 относитель100 100

100 100

93 изменение массы, %

-2, 2 -1,8 ° -1,6 -0,9 -0,5

-2,7

Свойства резиновых смесей. и резин

В олеиновой кислоте прочность при растяжении % от исходной ное удлине-. ние, % от исходного

В ледяной уксусной кислоте (10 сут) прочность при растяжении, % от исходной ное удлинение, % от исходного

В 25%-ном растворе KOH.прочность при растяжении, % от исходной ное удлинение, % от исходного

Контроль Предлагаемые

Т 1 I 1

15 12 10,8 14

51,5 61 75 81

Продолжение табл . 2

I l 5 l 552

Продолжение табл. 2

Показатели свойств смесей и резин

Свойства резиновых смесей и резин

Контроль

Предлагаемые

Известная! 2

В воде

63

84 92

100 100

81 относительное удлинение, 7 от исходного

76,5 82

100 100

100 100 изменение массы, Е

2,8

2,0 0,2 0,1 0

1,8

Таблица 3

Таблица 4

Свойства резиновых смесей

Компоненты смесей

Содержание компонентов, мас.ч. в смеси и резин

8 9

В j 9

35 Время подвулканизации резиновых смесей по Муни при 120 С, Tr,, мин

БНК (СКН-26) 100

l00!

Стеариновая кислота

45,0 42,0

2,0

t,0

Прочность при растяжении, МПа 31,8 32,1

1,0

1,0

Сера

11,8 12,1

0,9

0,7

Каптакс

Относительное удлинение, 7

Твердость по Шору А, усл. ед.

497 489

Оксид цинка

64 66

Коэффициент теплового старения (130 С х 7 сут) по относительному удлинению

45

0,21 0,23 прочность при растяжении, Ж от исходного

Модифицированный высокоактивный технический углерод

ДГ-100

Напряжение

45 при 3003 удлинения, МПа

Показатели свойств смесей и резин

1151552

Продолжение табл. 4

Продолжение табл. 4

Показатели свойств смесей и резин

Свойства резиновых смесей

5 и резин

I и резин

8 9

8 9 о

После Hàбухания (20 С х 30 сут) В масле "индустриальное-30"

88 90 изменение массы, 7

29,1 27,6

98 99

В 257.-ном растворе КОН

99 100 изменение массы, 7.

99 100

3,8 3,5

В олеиновой кислоте: изменение

90 91,5 3р

-1,0 -0,8

В воде

99,4 100

В ледяной уксусной кислоте (10 сут) 99,5 100

40 изменение массы, 7

0,1 0

77,5 80,0

Составитель

Редактор Н.Егорова Техред И.Асталош Корректор р.Тигор

Заказ 2252/17

Тираж 475 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 прочность при растяжении, 7. от исходной относительное удлинение, 7 от исходного прочность при растяжении, 7 от исходной относительное удлинение, 7. от исходного изменение массы, 7. прочность при растяжении, 7 от исходной

97 98,4

14,3 13,8

Свойства рези- Показатели свойств новых смесей смесей и реэнк относительное удлинение, % от

1б .исходного прочность

20 при растяжении, 7. от исходной

25 относительное удлинение, 7. от исходного 99,5 100 прочность при растяжении, Э5

7 от исходной относительное удлинение, от исходного