Термопластичная композиция и способ ее получения

 

Изобретение относится к получению термопластичных композиций, которые могут быть использованы в резинотехнической, автомобильной промышленности, в частности для изготовления прокладок, мембран. Термопластичная композиция по изобретению включает, мас. ч. : синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 10-25; полиолефин-полипропилен низкого давления - 25-65; оксид цинка - 5; стеариновая кислота - 2; N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 5; сера - 0,35; антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин - 2; девулканизат из шинной крошки, полученной методом De-линк, ребонд - 25-65. Способ осуществляют путем смешения в расплаве синтетического цис-1,4-изопренового каучука, полипропилена низкого давления, оксида цинка, стеариновой кислоты, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, серы, антиоксиданта и в расплав дополнительно вводят девулканизат из шинной крошки, причем вначале смешивают синтетический цис-1,4-изопреновый каучук и антиоксидант, в их смесь вводят полипропилен низкого давления, затем оксид цинка и стеариновую кислоту, затем девулканизат из шинной крошки, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и затем серу при соотношении компонентов, указанных в составе композиции. Изобретение позволяет улучшить показатель относительного остаточного удлинения при разрыве, значительно увеличить стойкость композиции к действию агрессивных сред и улучшить экологию среды. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению полимерных термопластичных композиций, которые могут быть использованы в резинотехнической, автомобильной промышленности, в частности, для изготовления прокладок, мембран.

Наиболее перспективным направлением является получение термоэластопластов путем смешения эластомера с полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом с одновременной вулканизацией эластомера. Этот способ назван динамической вулканизацией, а сами термоэластопласты - динамическими термоэластопластами (см. Вольфсон С.И. Учебное пособие "Получение, переработка и свойства динамических термоэластопластов", г. Казань, КГТУ, 1997, с. 6).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является термопластичная композиция на основе синтетического цис-1,4-изопренового каучука и полиолефина, включающая оксид цинка, стеариновую кислоту, ускоритель вулканизации и серу, которая содержит в качестве полиолефина полипропилен низкого давления, в качестве ускорителя вулканизации N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и дополнительно антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 75 Полипропилен низкого давления - 25 Оксид цинка - 3-5 Стеариновая кислота - 1-2 N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 3-5 Сера - 0,2-0,6 Антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин (4010NA) - 0,8-1,0 а также способ ее получения, который включает смешение в расплаве синтетического цис-1,4-изопренового каучука, полиолефина, оксида цинка, стеариновой кислоты, ускорителя вулканизации и серы, в качестве полиолефина используют полипропилен низкого давления, в качестве ускорителя вулканизации - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, при смешении дополнительно вводят антиоксидант, причем вначале смешивают каучук и антиоксидант, в их смесь вводят оксид цинка и стеариновую кислоту, затем N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и серу, после чего вводят полипропилен низкого давления, при этом ингредиенты композиции взяты в следующем соотношении, мас.ч.: Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 75
Полипропилен низкого давления - 25
Оксид цинка - 3-5
Стеариновая кислота - 1-2
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 3-5
Сера - 0,2-0,6
Антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n- фенилендиамин (4010NA) - 0,8-1,0
(см. патент RU 2067103 C1, 27.09.1996 г.).

Недостатками известной термопластичной композиции и способа ее получения является то, что композиция обладает высоким значением относительного остаточного удлинения при разрыве и невысокой стойкостью к действию агрессивных сред.

Задачей изобретения является получение термопластичной композиции, которая имеет меньшие значения относительного остаточного удлинения при разрыве и обладает высокой стойкостью к действию агрессивных сред.

Техническая задача решается тем, что термопластичная композиция, включающая синтетический цис-1,4-изопреновый каучук, полиолефин-полипропилен низкого давления, оксид цинка, стеариновую кислоту, сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, серу и антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин, она дополнительно содержит девулканизат из шинной крошки, полученной методами De-линк, ребонд на лабораторных вальцах при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 10-25
Полиолефин-полипропилен низкого давления - 25-65
Оксид цинка - 5
Стеариновая кислота - 2
Сульфенамид Ц - N-циклогексил-2- бензтиазолилсульфенамид -
Сера - 0,35
Антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин - 2
Указанный девулканизат - 25-65
Техническая задача решается также способом получения термопластичной композиции путем смешения в расплаве синтетического цис-1,4-изопренового каучука, полиолефина-полипропилена низкого давления, оксида цинка, стеариновой кислоты, сульфенамида Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, серы и антиоксиданта N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамина, в котором в расплав дополнительно вводят девулканизат из шинной крошки, полученной методами De-линк, ребонд на лабораторных вальцах, причем вначале смешивают синтетический цис-1,4-изопреновый каучук и антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин, в их смесь вводят полиолефин-полипропилен низкого давления, затем оксид цинка и стеариновую кислоту, затем указанный девулканизат из шинной крошки, сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и серу, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:
Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 10-25
Полиолефин-полипропилен низкого давления - 25-65
Оксид цинка - 5
Стеариновая кислота - 2
Сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 5
Сера - 0,35
Антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин - 2
Указанный девулканизат из шинной крошки - 25-65
что позволяет улучшить показатель относительного остаточного удлинения при разрыве в 1,5-4,5 раза, значительно увеличить стойкость композиции к действию агрессивных сред и удешевить композицию за счет использования отходов шинного производства.

Девулканизат из шинной крошки готовят на вальцах при комнатной температуре в присутствии деструктурирующих агентов (De-линк, ребонд) и технологической добавки - синтетического цис-1,4-изопренового каучука, в соотношении, мас.ч.:
Шинная крошка - 100
Деструктурирующий агент - 3-10
Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 6-15
Получение: шинную крошку вводят на вальцы и вальцуют до получения "полотна", далее вводят деструктурирующий агент (De-линк, ребонд), вальцуют 7-8 мин, затем вводят технологическую добавку синтетический цис-1,4-изопреновый каучук и завершают вальцевание через 3-4 мин.

Деструктурирующие агенты De-линк, ребонд производят на территории Российской Федерации.

Для получения термопластичной композиции можно использовать синтетический цис-1,4-изопреновый каучук марки СКИ-3 (ГОСТ 14925-79), полипропилен низкого давления марок 21015, 21016, 21020, 21060 (ГОСТ 26996-86) и ингредиенты резиновых смесей, используемые в отечественной резиновой промышленности: оксид цинка, стеариновую кислоту, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (сульфенамид Ц), антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин (4010NA).

Техническое решение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Композицию, имеющую состав, мас.ч.:
цис-1,4-Изопреновый каучук (СКИ-3) - 25
Полипропилен низкого давления - 25
Оксид цинка - 5
Стеариновая кислота - 2
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 5
Сера - 0,35
N-Изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин - 2
Девулканизат из шинной крошки - 50
готовят смешением компонентов в расплаве в смесительной камере пластикордера "Брабендер" (поскольку смесительная камера имеет объем 43 г, то композицию готовят исходя из этого объема соответственно вышеуказанному массовому соотношению компонентов). При достижении температуры камеры 160^oС вводят в нее 9,4 г цис-1,4-изопренового каучука и 0,7 г антиоксиданта - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин и подвергают пластикации в течение 1 мин при скоростях вращения роторов 90 об/мин, затем вводят 9,4 г полипропилена низкого давления, смешивают в течение 2 мин и вводят 1,8 г оксида цинка и 0,7 г стеариновой кислоты, смешивают в течение 30 с и вводят 18,8 г девулканизата из шинной крошки, затем через 30 с вводят 1,8 г N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида и через 30 с 0,13 г серы. Смешение ведут 1-1,5 мин до достижения максимального значения крутящего момента, характеризующего завершение процесса вулканизации. При этом температура самопроизвольно повышается до 190-205^oС. При этой температуре композицию перемешивают в течение 3-4 мин. Весь процесс получения композиции составляет 9-10 мин. Готовую композицию выгружают из смесительной камеры и пропускают дважды через вальцы при комнатной температуре, получая полотно. Из полотна нарезают полоски и подвергают переработке на экструзионной приставке пластикордера "Брабендер" (диаметр шнека 25 мм, отношение длины червяка к диаметру 20) при температурах 170-200-220-210^oС соответственно по зонам загрузочной пластикации, дозирования, формования. Полученное полотно толщиной 1,5 мм и шириной 100 мм принимается на прикаточное устройство с механизмом вытяжки. Для испытаний на условную прочность при растяжении и относительное остаточное удлинение по ГОСТ 270-75 из полотна вырубают лопатки, для испытаний на набухание по ГОСТ 421-59 вырезают образцы.

Примеры 2-5. Композицию готовят аналогично примеру 1, данные по соотношению компонентов термопластичной композиции и физико-механическим показателям приведены в таблице.

Формула изобретения

1. Термопластичная композиция, включающая синтетический цис-1,4-изопреновый каучук, полиолефин-полипропилен низкого давления, оксид цинка, стеариновую кислоту, антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин, сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид и серу, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит девулканизат из шинной крошки, полученной методами De-линк, ребонд на лабораторных вальцах, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 10-25
Полиолефин-полипропилен низкого давления - 25-65
Оксид цинка - 5
Стеариновая кислота - 2
Сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 5
Сера - 0,35
Антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин - 2
Указанный девулканизат - 25-65
2. Способ получения термопластичной композиции по п. 1 путем смешения в расплаве синтетического цис-1,4-изопренового каучука, полиолефина-полипропилена низкого давления, оксида цинка, стеариновой кислоты, сульфенамида Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, серы, антиоксиданта - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамина, отличающийся тем, что в композиции дополнительно используют девулканизат из шинной крошки, полученной методами De-линк, ребонд на лабораторных вальцах, причем вначале смешивают синтетический цис-1,4-изопреновый каучук и антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин, в их смесь вводят полиолефин-полипропилен низкого давления, затем оксид цинка и стеариновую кислоту, затем указанный девулканизат из шинной крошки, сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и серу, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас. ч. :
Синтетический цис-1,4-изопреновый каучук - 10-25
Полиолефин-полипропилен низкого давления - 25-65
Оксид цинка - 5
Стеариновая кислота - 2
Сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 5
Сера - 0,35
Антиоксидант - N-изопропил-N¹-фенил-n-фенилендиамин - 2
Указанный девулканизат - 25-65

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2