Эбонитовая смесь на основе бутадиен-стирольного каучука

Авторы патента:

Мальцев Максим Валерьевич (RU)

Корчагин Владимир Иванович (RU)

Игуменова Татьяна Ивановна (RU)

Корчагин Михаил Владимирович (RU)

Солоденко Сергей Григорьевич (RU)

C08L9/06 - сополимеры со стиролом

C08L25/08 - сополимеры стирола (C08L 29/08,C08L 35/06,C08L 55/02 имеют преимущество)

C08L17 - Композиции регенерированных каучуков

C08K13/02 - органические и неорганические компоненты

Владельцы патента RU 2309963:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)

Изобретение относится к производству резино-технических изделий на основе бутадиенстирольных каучуков, в частности к получению эбонитовых аккумуляторных моноблоков. Эбонитовая смесь на основе бутадиенстирольного каучука включает регенерат РКТ, серу, дифенилгуанидин, оксид магния, каолин, парафин, сплав фталевого ангидрида с СЖК, мыло-ПАВ, вазелиновое масло, наполнитель. В качестве наполнителя используют предварительно измельченную до фракции 1-40 мкм отработанную ионообменную смолу - катионит КУ-2 в количестве 180-360 мас.ч. Техническим результатом является повышение физико-механических показателей вулканизатов, снижение дефицитной каучуковой фазы в эбонитовой смеси, утилизация отработанных ионообменных смол в производстве резинотехнических изделий. 2 табл.

Изобретение относится к производству резинотехнических изделий на основе бутадиенстирольных каучуков, в частности к получению эбонитовых изделий - аккумуляторных моноблоков.

Известна эбонитовая смесь на основе бутадиенстирольного каучука (А.с. №1027178, опубл. 07.02.83, бюл. №25), включающая регенерат, серу, ускорители, гашеную известь, мягчитель, а также керогенит в качестве наполнителя, смесь вулканизуют при температуре 200-210°С в течение 5-10 минут.

К недостатку данной смеси можно отнести следующее: использование в качестве наполнителя природного материала, подвергнутого специальной переработке; проведение высокотемпературной и кратковременной вулканизации эбонитовой смеси приводит к термодеструкции поверхности, неравномерной вулканизационной сетке, в результате чего образуются трещины в изделиях; исключение возможности использования при производстве крупногабаритных и толстостенных изделий.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является эбонитовая смесь на основе бутадиенметилстирольного каучука (А.с. №1004420, опубл. 15.03.83, бюл. №10), включающая наполнитель, представляющий собой отход производства белко-витаминного концентрата (БВК) из парафинов нефти.

Предлагаемая смесь частично устраняет недостатки приведенного выше аналога, но в свою очередь не лишена недостатков: наличие в отходах производства БВК достаточно большого количества влаги (16-18 мас.%), что нежелательно при высокотемпературной вулканизации из-за образования пористости в изделиях; остаточное содержание белков в отходах требует определенных условий их хранения и введения ингибиторов биоразложения; сложность введения в каучук большого количества пористого наполнителя с плотностью 0,38 г/см³ на смесительном оборудовании, т.к. снижается его производительность не только из-за увеличения объема перерабатываемых компонентов, но и требуется увеличение времени перемешивания для достижения однородности смеси.

Техническими задачами данного способа являются: повышение физико-механических показателей вулканизатов; увеличение содержания наполнителя в эбонитовой смеси с целью снижения содержания дорогостоящей полимерной фазы; утилизация отработанных ионообменных смол в производстве резинотехнических изделий.

Поставленная задача достигается за счет того, что в эбонитовой смеси на основе бутадиенстирольного каучука, включающей регенерат РКТ, серу, дифенилгуанидин, оксид магния, каолин, парафин, сплав фталевого ангидрида с СЖК, мыло, вазелиновое масло, в качестве наполнителя отходы производства, новым является то, что в качестве наполнителя используют предварительно измельченную до фракции 1,0÷40,0 мкм отработанную ионообменную смолу КУ-2 - продукт сополимеризации стирола и дивинилбензола с привитой сульфогруппой в количестве от 180 до 360 мас.ч. при следующем соотношении компонентов в эбонитовой смеси, мас.ч.:

каучук СКС-30АРКМ-15	100-15
Регенерат РКТ	150÷180
Сера	50÷87
Дифенилгуанидин	2
Оксид магния	15
Каолин	50
Парафин	10
Сплав фталевого ангидрида с СЖК	2
Мыло (ПАВ)	4
Вазелиновое масло	23
Отработанная ионообменная смола
фракции, мкм: 1,0÷40,0 (КУ-2)	180÷360

Техническим результатом является:

- достижение высоких физико-механических показателей вулканизатов, полученных с использованием отработанных ионообменных смол, которые содержат мономерные звенья, аналогичные бутадиенстирольному каучуку;

- снижение дефицитной каучуковой фазы в эбонитовой смеси;

- снижение расходных норм серы при вулканизации эбонитовой смеси;

- расширение сырьевой базы при использовании вторичных ресурсов в производстве резинотехнических изделий, в том числе аккумуляторных моноблоков.

Опытные эбонитовые смеси изготавливают на лабораторных вальцах при стандартном режиме в соответствии с рецептурой, приведенной в табл.1. В качестве наполнителя эбонитовой смеси используют отработанные ионообменные смолы, в частности утратившие функциональную способность катиониты: КУ-2-8, КУ-2-20 и КУ-2-3, представляющие собой отходы процесса водоподготовки на ТЭЦ, атомных станциях, а также в производстве СК. Отработанные катиониты предварительно измельчают на лабораторной шаровой мельнице, а затем на дезинтеграторе типа 1А27 Рижского объединения «ЭКС» с производительностью 30 г/мин и скоростью вращения ротора 8000 об/мин, что позволяет получить тонкодисперсный наполнитель с размером частиц до 1 мкм. Разделение на фракции проводят с помощью микросит с размером ячеек 80 мкм, а фракцию 1÷40 мкм получают отстаиванием в воде путем оседания более крупных частиц катионита.

Из табл.2 образец №6 (при введении 360 мас.ч. отработанной ионообменной смолы фракции 1÷40 мкм на 100 мас.ч. маслонаполненного каучука СКС-З0АРКМ-15) видно, что пластоэластические показатели эбонитовых смесей и физико-механические свойства вулканизатов на их основе превышают значения известных эбонитовых смесей и вулканизатов, кроме показателей пластичности по Карреру и теплостойкости по Мартенсу, которые отмечаются на уровне известных образцов, что позволяет определить граничные условия в рецепте эбонитовой смеси: по количеству регенерата - 180 мас.ч. и серы 50 мас.ч. на 100 мас.ч. маслонаполненного каучука.

Таблица 1
Рецептура опытных образцов эбонитовых смесей
Состав смеси	Содержание компонентов в смеси, мас.ч.
Состав смеси	Известная	Номер опытного образца
1	2	3	4	5	6	7
Каучук
СКС-З0АРКМ-15*	-	115	115	115	115	115	100	100
Каучук СКС-З0РП	100	-	-	-	-	-	-	-
Масло ПН-6	15	-	-	-	-	-	-	-
Регенерат РКТ	150	150	150	150	150	150	180	180
Сера	87	87	87	87	50	50	50	50
Дефенилгуанидин	2	2	2	2	2	2	2	2
Оксид магния	15	15	15	15	15	15	15	15
Каолин	50	50	50	50	50	50	50	50
Парафин	10	10	10	10	10	10	10	10
Сплав фталевого
ангидрида с СЖК**	2	2	2	2	2	2	2	2
Мыло	4	4	4	4	4	4	4	4
Вазелиновое масло	23	23	23	23	23	23	23	23
Отход производства
БВК	180
Отработанная
ионообменная смола
на основе:
КУ-23,
фракции, мкм: 1÷40		180
КУ-2-20,
фракции, мкм: 1÷40			270
КУ-2-8,
фракции, мкм:
1÷40				360	360		360
1÷80						360		360
Примечание. * В эмульсионном бутадиенстирольном каучуке СКС - 30АРКМ-15 содержание масла ПН-6 составляет 14,5-17,0 мас.%.
** СЖК - синтетические жирные кислоты фракции С₁₇-С₂₀

Таблица 2.
Пластоэластические показатели эбонитовых смесей и физико-механические показатели вулканизатов на их основе
Наименование	Количественные значения показателей опытных образцов
показателя	Нормативные	Известные	1	2	3	4	5	6	7
Пластичность по
Карреру	0,3-0,55	0,45	0,49	0,48	0,45	0,47	0,46	0,45	0,46
Вязкость по Муни, усл.ед.	60-80	-	68	72	78	75	71	79	76
Хрупкость, мДж/м³	не менее 0,065	0,067	0,075	0,075	0,070	0,110	0,095	0,070	0.060
Изгиб, МПа	не менее 21,0	28	34	33	32	39	32	29	26
Твердость, МПа	не менее 70,0	100	108	121	124	118	119	112	112
Теплостойкость по Мартенсу, °С	не менее45	66	68	66	66	69	65	66	62

Эбонитовая смесь на основе бутадиен-стирольного каучука, включающая регенерат РКТ, серу, дифенилгуанидин, оксид магния, каолин, парафин, сплав фталевого ангидрида с СЖК, мыло - ПАВ, вазелиновое масло, а в качестве наполнителя - отходы производства, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют предварительно измельченную до фракции 1-40 мкм отработанную ионообменную смолу - катионит КУ-2 - продукт сополимеризации стирола и дивинилбензола с привитой сульфогруппой в количестве от 180 до 360 мас.ч. при следующем соотношении компонентов в эбонитовой смеси, мас.ч.:

каучук СКС-30АРКМ-15	100-115
регенерат РКТ	150-180
сера	50-87
дифенилгуанидин	2
оксид магния	15
каолин	50
парафин 10
сплав фталевого ангидрида с СЖК	2
мыло - ПАВ	4
вазелиновое масло	23
отработанная ионообменная
смола-катионит КУ-2 фракции, мкм: 1-40	180-360

Изобретение относится к резиновым смесям, применяемым в производстве шин, конкретно к резиновым смесям для изготовления низкогистерезисных протекторов топливоэкономичных шин, обладающих улучшенными сцепными свойствами.

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.

Резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений // 2286363

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к резиновым смесям для изготовления морозостойких железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений.

Композиция на основе цис-бутадиенового каучука // 2286362

Изобретение относится к промышленности синтетического каучука, резинотехнических изделий и шинной промышленности, а именно к композициям на основе стереорегулярных полидиенов.

Эластомерные смеси на изобутиленовой основе // 2266932

Изобретение относится к полимерным композициям на изобутиленовой основе, а именно к смесям полукристаллических этиленовых сополимеров с бромированным бутилкаучуком.

Производные пиримидина в качестве стабилизаторов твердости // 2265626

Изобретение относится к вулканизуемой композиции, включающей вулканизуемый серой каучук, серный вулканизующий агент, ускоритель, выбранный из группы, состоящей из нетиазолсульфенамидных ускорителей, и агент стабилизации твердости, включающий производное пиримидина формулы где Х представляет Н, радикал от R1 до R 4, NR3R4OR5, SR5 , SO2R6, M, (SO3)z М (М представляет ион металла) и n и z могут быть одинаковыми или различными и равны 1, 2 или 3, в зависимости от того, равна ли соответствующая валентность Х и М 1, 2 или 3, радикалы от R1 до R4 являются одинаковыми или различными и выбраны из группы, состоящей из заместителей Н, галоген, ОН, NH2, алкил, циклоалкил, арил, алкиларил, аралкил, причем каждый из таких заместителей необязательно имеет дополнительные функциональные группы, выбранные из группы, состоящей из NH 2, ОН, замещенного амино, замещенного гидроксила, галогена и карбонилсодержащей группы, R3 и R4 в одной и той же составной части (звене) вместе с N могут образовать гетероциклическую группу, R5 является таким же, как любой из радикалов от R1 до R4, или радикалом, образованным из гетероциклической группы на основе углерода, содержащей, по меньшей мере, один S или N или оба S и N, R 6 выбран из любого радикала от R1 до R4 , ОН, ОМ, OR5, NH2, NR3 R4, причем соответствующее количество ускорителя и агента стабилизации твердости является эффективным, чтобы по существу не ингибировать вулканизацию и стабилизировать свойства твердости указанного каучука после вулканизации, количество ускорителя в указанной композиции больше чем приблизительно 0,6 части на 100 частей каучука, когда указанный каучук является бутадиенстирольным каучуком (SBR), и, по меньшей мере, 0,5 части на 100 частей каучука, когда указанный каучук является натуральным каучуком, и количество агента стабилизации твердости составляет, по меньшей мере, приблизительно 0,5 части на 100 частей каучука.

Композиция для наполнения кабелей // 2257395

Изобретение относится к приготовлению композиций для наполнения кабелей, используемых в области дистанционной передачи данных. .

Резиновая композиция // 2254348

Изобретение относится к способу прививки полимеров на основе сопряженных диеновых мономеров к бромированным бутилкаучукам и использования этих привитых сополимеров в резиновых композициях, которые после вулканизации приобретают улучшенные физические характеристики.

Полимерная композиция и способ ее получения // 2252944

Резиновая композиция // 2235741

Изобретение относится к области получения резиновых композиций шинного назначения. .

Пропиточная композиция для нетканого материала и способ ее получения // 2299218

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к получению нетканых материалов, обладающих сорбционной способностью, и может быть использовано при производстве фильтров различной модификации для очистки жидких сред.

Композиция для склеивания, уплотнения и выполнения покрытий // 2235746

Изобретение относится к композициям для склеивания, уплотнения и выполнения покрытий на основе сополимера стирола, которые пригодны в качестве связующих при получении клеящих веществ, покрытий и масс для заделки швов.

Термопластичные формовочные массы // 2228343

Изобретение относится к термопластичной формовочной массе, содержащей 20-90 мас.ч. .

Термопластичная композиция // 2182913

Изобретение относится к термопластичным композициям на основе смесей полимеров и сополимеров стирола. .

Устойчивые вспененные уплотняющие и герметизирующие составы и способы их применения // 2178802

Устойчивые вспененные уплотняющие и герметизирующие составы и способы их применения // 2178428

Состав пластизоля для покрытий, уплотнительных и клеящих масс и формованных изделий // 2139303

Резиновая смесь // 2094444

Изобретение относится к шинной и резинотехнической промышленности, в частности к разработке смеси на основе каучуков общего назначения. .

Термопластичная композиция // 2091411

Изобретение относится к композициям, состоящим из привитых сополимеров, которые включают полистирол, привитый к главной цепи или основе полипропилена, и в частности, это изобретение относится к композициям на основе привитых сополимеров, имеющих гетерофазную морфологию, отличающуюся тем, что полипропилен представляет непрерывную фазу, а полистирол дисперсную фазу.

Пластификатор для полистирола и его сополимеров // 2089570

Кровельный материал // 2278876

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, а именно к получению кровельного материала, используемого для производства мягких кровель зданий и сооружений.