Резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука

Авторы патента:

Шиповский Иван Яковлевич (RU)

Бондаренко Сергей Николаевич (RU)

Криворотов Олег Михайлович (RU)

C08L23/16 - сополимеры этен-пропена или этен-пропен-диена

C08K5/524 - сложные эфиры фосфористых кислот, например H₃PO₃

C08K13/02 - органические и неорганические компоненты

Владельцы патента RU 2307134:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки рецептур резиновых смесей на основе этиленпропилендиенового каучука с повышенной адгезионной прочностью, которая может найти применение при изготовлении композиционных материалов. Резиновая смесь на основе 100 мас.ч. этиленпропилендиенового каучука включает, мас.ч.: серу - 2, каптакс - 0,5, тиурам - 1,5, стеариновую кислоту - 1, оксид цинка - 5, технический углерод ПМ75 - 50, модификатор адгезии - основную соль метилфосфита кальция формулы

Технический результат состоит в повышении адгезии резины к металлу. 2 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки состава резиновой смеси на основе этиленпропилендиенового каучука с повышенной адгезионной прочностью, которая может найти применение при изготовлении композиционных материалов.

Известна резиновая смесь, включающая этиленпропилендиеновый каучук, наполнитель, пластификатор и адгезионную добавку, с целью повышения адгезионной способности, в качестве адгезивной добавки смесь содержит продукт термического разложения этиленпропиленового или этиленпропилендиенового каучука с мол. в. продукта 400-3000 (Авт.св. СССР №765307, кл. С08L 23/16, опубл. 23.09.80).

Данная резиновая смесь обладает хорошей адгезией к стеклоткани.

Известна резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, содержащая адгезионную добавку - металлоорганическое соединение (органический лиганд) - никель (-анион). (Патент №572207, кл. С08L 9/00, опубл. 05.09.77).

При использовании в качестве модификатора адгезии металлорганических соединений получают вулканизованные резиновые смеси с необходимой адгезионной прочностью к металлу, однако данные соединения имеют сложную структуру, и существуют определенные трудности в технологии синтеза, а именно сложное аппаратурное оформление и условия синтеза.

Наиболее близкой к заявленному изобретению по технической сущности является резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука, включающая серу, каптакс, тиурам, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод (Справочник резинщика. Материалы резинового производства. / Под ред. Захарченко П.И. и др. - М.: Химия, 1971 - с.110).

К причине, препятствующей достижению технического результата, относится недостаточная адгезия к металлам.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка резиновой смеси на основе этиленпропилендиенового каучука, которая характеризуется повышенной адгезией к металлу.

При осуществлении предлагаемого изобретения достигается следующий технический результат: повышается качество крепления резин к металлической поверхности при изготовлении композиционных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука, включающая серу, каптакс, тиурам, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, дополнительно содержит в качестве модификатора адгезии основную соль метилфосфита кальция формулы

при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40	100,0
Сера	2,0
Каптакс	0,5
Тиурам	1,5
Стеариновая кислота	1,0
Оксид цинка	5,0
Технический углерод ПМ 75	50,0
Указанный модификатор адгезии	1,0-5,0

Сущность изобретения заключается в том, что основная соль метилфосфита кальция, введенная в состав резиновой смеси, взаимодействуя с активатором, ускорителем вулканизации, а также с двойной связью каучука, приводит к образованию сложных комплексных соединений, реакционная способность которых много выше соединений, образованных ускорителем вулканизации и активатором в его отсутствии. Изменение процессов, протекающих при структурировании эластомерной матрицы, приводит к образованию матрицы с регулярной структурой, с меньшей дефектностью, что и обуславливает повышение адгезионной прочности к металлу.

Основную соль метилфосфита кальция получают при взаимодействии диметилфосфита и гидроксида кальция при повышенной температуре.

Пример синтеза основной соли метилфосфита кальция. В одногорлую колбу, снабженную насадкой с термометром и прямым холодильником, загружают 7,4 г (0,1 моль) гидроксида кальция и 11,0 г (0,1 моль) диметилфосфита. Нагревают реакционную массу при температуре 150-160°С в течение 5 часов до полной отгонки метилового спирта. Порошкообразный продукт извлекают из колбы, растирают в ступке и экстрагируют ацетоном в аппарате Сокслета в течение четырех часов, а затем сушат при температуре 100°С при атмосферном давлении до постоянного веса. Получают 14,3 г основной соли метилфосфита кальция. Выход 96,9%.

Структура полученной соли подтверждена данными элементного анализа и ИК-спектральных исследований. Найдено: С 7,87; Н 3,28; Р 20,39. Вычислено: С 7,87; Н 3,28; Р 20,39. CH₅O₄PCa. Мол. масса вычислено 152. ИК-спектры солей сняты в вазелиновом масле на приборе «Spekord-М82» в области 400-4000 см^-1. В спектрах идентифицированы полосы поглощения с максимумами 2248 см^-1, 1250 см^-1, 1072 см^-1 и 740 см^-1, характерные для группировок Р-Н, Р=О, Р-О-С соответственно.

Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 (ТУ 38.103252-92);

Сера - вулканизующее вещество (ГОСТ 127-93);

Каптакс - ускоритель вулканизации (ГОСТ 739-74);

Тиурам - ускоритель вулканизации (ГОСТ 740-76);

Стеариновая кислота - активатор вулканизации (ГОСТ 6484-96);

Оксид цинка - активатор вулканизации (ГОСТ 10262-73);

Технический углерод ПМ 75 - наполнитель (ГОСТ 7885-77).

Пример приготовления резиновой смеси.

Изготовление резиновой смеси проводят на вальцах. На вальцы загружают этиленпропилендиеновый каучук, затем вводят 50% технического углерода ПМ 75, активатор оксид цинка, ускорители каптакс и тиурам, стеариновую кислоту, оставшиеся 50% технического углерода ПМ 75, указанный модификатор адгезии, основную соль метилфосфита кальция, предварительно измельченныую в шаровой мельнице, и серу. Полученную смесь оставляют для вылежки на 24 часа и затем вулканизуют. Вулканизацию проводят в гидравлическом прессе с электроподогревом при температуре 165°С в течение 10 минут.

Соотношение ингредиентов в резиновых смесях на 100 мас.ч. каучука приведены в таблице 1.

Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 5 вариантов смесей (по способу, описанному в примере) и резиновая смесь по прототипу.

Испытания проводились согласно ГОСТам: прочность связи резины с металлом при отрыве ГОСТ 209-75; определение упругопрочностных свойств при растяжении ГОСТ 270-75.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Заявленные пределы модификатора адгезии 1-5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука обусловлены тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок адгезионная прочность к металлу снижается.

Установлено, что наиболее оптимальным является содержание указанного модификатора адгезии 5 мас.ч., при введении которого адгезионная прочность достигает 1,17 МПа.

Такие показатели, как прочность при разрыве и относительное удлинение, от содержания модификатора в рецептуре резиновой смеси не зависят и остаются в норме.

Таблица 1
Наименование ингредиентов	Содержание компонентов резиновой смеси, мас.ч.
Прототип	1	2	3	4	5
СКЭПТ-40	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0
Сера	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Каптакс	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Тиурам	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Стеариновая кислота	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Оксид цинка	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Технический углерод ПМ75	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0
Модификатор адгезии	-	1	2	3	4	5
Таблица 2
Показатели	Прототип	1	2	3	4	5
Разрывная прочность, МПа	9,1	10	10,3	11	11	11,3
Относительное удлинение, %	226	236	240	256	312	325
Адгезионная прочность, МПа	0,96	1,01	1,05	1,09	1,13	1,17

Технико-экономический эффект, полученный от применения резиновой смеси на основе этиленпропилендиенового каучука, заключается в, том, что ее применение позволяет повысить качество крепления резин к металлической поверхности при изготовлении композиционных материалов.

Резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука, включающая серу, каптакс, тиурам, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит модификатор адгезии - основную соль метилфосфита кальция формулы

при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40	100,0
сера	2,0
каптакс	0,5
тиурам	1,5
стеариновая кислота	1,0
оксид цинка	5,0
технический углерод ПМ 75	50,0
указанный модификатор адгезии	1,0-5,0

Композиция маточной смеси для получения полиолефиновых изделий литьевым формованием // 2304598

Полиолефиновые композиции с высоким сопротивлением разрыву // 2304154

Мягкие полиолефиновые композиции // 2300539

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к полиолефиновым композициям для получения эластичных изделий, включающих следующие фракции: (А) от 8 до 25% (мас.) кристаллической полимерной фракции, выбранной из группы, состоящей из: (i) пропиленового гомополимера, имеющего растворимость в ксилоле при комнатной температуре менее 10% (мас.); и (ii) сополимера пропилена и, по меньшей мере, одного альфа-олефина формулы H 2C=CHR, где R представляет собой Н, или линейный, или разветвленный С2-6алкил, содержащего, по меньшей мере, 85% (мас.) пропилена и имеющего растворимость в ксилоле при комнатной температуре менее 15% (мас.); (В) от 75 до 92%(мас.) эластомерной фракции, состоящей из: (1) первого эластомерного сополимера пропилена, по меньшей мере, с одним альфа-олефином формулы H 2C=CHR, где R представляет собой Н, или линейный, или разветвленный С2-6алкил, возможно содержащий от 0,5 до 5% (мас.) диена, причем указанный первый эластомерный сополимер содержит от 15 до 32% (мас.) альфа-олефина, имеет растворимость в ксилоле при комнатной температуре более 50% (мас.) и характеристическую вязкость растворимой в ксилоле фракции от 3,0 до 5,0 дл/г; и (2) второго эластомерного сополимера пропилена, по меньшей мере, с одним альфа-олефином формулы H2C=CHR, где R представляет собой Н или линейный или разветвленный С 2-6алкил, возможно содержащего от 0,5 до 5% (мас.) диена, причем второй эластомерный сополимер содержит от 32% до 45% (мас.) альфа-олефина и имеет растворимость в ксилоле при комнатной температуре более 80% (мас.) и характеристическую вязкость растворимой в ксилоле фракции в интервале от 4,0 до 6,5 дл/г.

Композиционная резиновая смесь (варианты) // 2300538

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть применено в производстве резинотехнических изделий формовой и неформовой техники, в частности в производстве напорных рукавов различных профилей, в производстве формовых деталей.

Прозрачная и гибкая композиция пропиленовых полимеров и изделие, полученное из нее // 2296772

Композиция на основе кристаллического пропиленового сополимера, отличающаяся улучшенными свариваемостью и оптическими свойствами и пониженной растворимостью // 2294342

Изобретение относится к композициям на основе кристаллического пропиленового сополимера, применяемым при получении термосвариваемых пленок, листов и пленок из них, и к способу получения указанных композиций.

Резиновая смесь для получения гидроизоляционных материалов (варианты) // 2277108

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению эластомерных композиций на основе этилен-пропилен-диенового каучука, и может быть использовано при производстве полимерных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов, применяемых для устройства гидроизоляции зданий и сооружений, мостов, тоннелей, кровельных покрытий.

Термопластичная эластомерная композиция и способ ее получения // 2276167

Изобретение относится к полимерной промышленности, а именно к получению термоэластопластов на основе полиолефинов и тройного этилен-пропилен-диенового каучука, и может быть использовано для изготовления эластичных, атмосферостойких материалов в строительстве, кабельной, автомобильной, легкой промышленности, при производстве различных товаров народного потребления.

Двуосно-ориентированные полипропиленовые пленки // 2269547

Изобретение относится к технологии получения ориентированных синтетических пленок, в частности к двуосно-ориентированным полипропиленовым пленкам, и может быть использовано в качестве упаковочных материалов для пищевых продуктов.

Композиция для получения пенопласта // 2213752

Изобретение относится к композициям для получения пенопласта, эксплуатируемым при температурах до 150oС в условиях повышенных требований к вибростойкости, которые могут найти применения в машиностроении и авиационной технике.

Термопластичная композиция // 2206583

Изобретение относится к термопластичной композиции на основе полипропилена. .

Полимерный композиционный материал // 2144050

Композиция синергистов для стабилизации полиолефинов // 2140938

Полимерная композиция // 2131894

Изобретение относится к стабилизированным полимерным композициям на основе полиолефинов (полиэтилена и его сополимеров) и может быть использовано для получения окрашенных материалов, обладающих повышенной стойкостью к световому старению.

Способ стабилизации органического фосфита и/или фосфонита от воздействия гидролиза и стабилизированная композиция // 2119493

Изобретение относится к способу стабилизации органического фосфита и/или фосфонита от воздействия гидролиза путем добавления в них стерически затрудненного амина, содержащего группу формулы (II) или (III), где G водород, метил; G1 и G2 - водород, метил или оба вместе представляют = 0, в количестве, обеспечивающем содержание в стабилизированном органическом фосфите и/или фосфоните 0,1 - 25,0 мас.% этого амина в расчете на органический фосфит и/или фосфонит.

Термопластичная полимерная композиция // 2115675

Полимерная композиция // 2078779

Изобретение относится к области композиционных материалов на основе лапрола. .

Термостабилизированная полиамидная композиция // 2067598

Стабилизированная композиция и способ ее получения // 2045554

Изобретение относится к стабилизированной композиции на основе поликарбоната, который находит применение в качестве конструкционного материала, и к способу получения стабилизированной поликарбонатной композиции.

Резиновая смесь на основе ненасыщенного карбоцепного каучука // 2307133

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий в различных отраслях промышленности. .