Вулканизуемая резиновая смесь

Авторы патента:

Никулин Сергей Саввович (RU)

Михалёва Наталья Александровна (RU)

Никулина Надежда Сергеевна (RU)

Кисляк Иван Ильич (RU)

Седых Валерий Александрович (RU)

C08L21 - Композиции каучуков неуказанного строения

C08K5/09 - карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды

C08K3/22 - металлов

C08K3/06 - сера

C08K3/04 - углерод

Владельцы патента RU 2315067:

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

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке рецептуры резиновой смеси, которая обеспечивает получение резин, обладающих повышенной теплостойкостью, устойчивостью к действию многократных деформаций, сопротивлению раздиру. Приготавливают вулканизуемую резиновую смесь, включающую карбоцепной каучук, вулканизующий агент, ускоритель вулканизации, стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод. В качестве вулканизующего агента она содержит тонко размолотый отход сернокислотного производства, содержащий не менее 80% свободной серы, введенный в расчете на свободную серу в количестве 1,8-2,2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Изобретение позволяет получить резины, обладающие повышенной теплостойкостью, устойчивостью к действию многократных деформаций, сопротивлению раздиру. Кроме того, оно позволяет уменьшить загрязнение окружающей среды и решить вопрос использования одного из отходов, который и до настоящего времени не нашел своего применения и вывозится в отвал. 4 табл.

Наиболее близким по своей сущности является вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая серу, ускоритель вулканизации, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод и антиоксидант (Пат. RU 2119508 C1, 27.09.1998).

Однако резины, полученные из данной смеси, обладают недостаточной стойкостью к тепловому старению, действию многократных деформаций, сопротивлению раздиру.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение теплостойкости резин, устойчивости к действию многократных деформаций и сопротивлению раздиру.

Поставленная задача достигается тем, что в вулканизуемой резиновой смеси, включающей карбоцепной каучук, вулканизующий агент, ускоритель вулканизации, стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод, новым является то, что смесь содержит в качестве карбоцепного каучука - бутадиеновый или бутадиен-стирольный каучук, в качестве вулканизующего агента тонко размолотый отход сернокислотного производства, содержащий не менее 80% свободной серы, в качестве ускорителя вулканизации - сульфенамид Ц, сантокюр или альтакс при следующем соотношении компонентов смеси, мас.ч.:

указанный каучук	100
тонко размолотый отход сернокислотного производства,
содержащий не менее 80% свободной серы из расчета
на свободную серу	1,8-2,2
ускоритель вулканизации	0,7-3,0
стеариновая кислота	1,5-2,0
оксид цинка	5
технический углерод	40-50

Использование в предлагаемом составе тонко размолотого отхода сернокислотного производства позволяет повысить теплостойкость резин, их устойчивость к действию многократных деформаций, сопротивление раздиру. Кроме того, использование отходов производства, которые и до настоящего времени не находят своего применения, позволяют снизить загрязнение окружающей среды, так как отходы сернокислотного производства вывозятся в отвал.

Отход сернокислотного производства представляет собой твердый продукт темно-серого цвета, включающий в свой состав следующие основные компоненты: SiO₂ - ˜15%; СаО - ˜1,05%; Fe₂O₃ - ˜1,4%; MnO₂ - ˜0,1%; AI₂O₃ - ˜1,5%; S_{свободная} - не менее 80%; влага - ˜0,3%.

Данный отход подвергали размолу на шаровой мельнице до размера частиц менее 0,01 мм. Размолотый отход сернокислотного производства при хранении не слипался. Содержание свободной серы, основного вулканизующего агента, составляло не менее 80%. При желании или необходимости содержание серы может быть повышено за счет дополнительного введения ее в отход сернокислотного производства.

Приготовление вулканизуемой резиновой смеси осуществляется следующим образом.

Предварительно взвешенные компоненты резиновой смеси последовательно вводятся в карбоцепной каучук на лабораторных вальцах.

Приготовленная резиновая смесь подвергается вулканизации в вулканизационном прессе. Полученный вулканизат (резина) подвергается физико-механическим испытаниям.

Для лучшего понимания процесса приготовления резиновых смесей и испытаний вулканизатов (резин) приводятся следующие примеры.

Пример 1

Резиновые смеси готовят на основе эмульсионного бутадиен-стирольного каучука (СКС-30 АРКПН, производства ОАО «Воронежсинтез-каучук», ГОСТ 23492-83) или бутадиенового каучука (СКД, производства ОАО «Воронежсинтезкаучук», ГОСТ 14924-75). Полные рецептуры смесей представлены в таблицах 1, 2.

Приготовление осуществляли на лабораторных вальцах, вулканизуют в прессе, физико-механические свойства резин определяют по общепринятым методикам и ГОСТам.

1. Режим приготовления резиновой смеси на основе бутадиенового каучука (температура валков 35±5°С):

Подача ингредиентов	время, мин
1. Каучук	0-2
2. Битум нефтяной	2-4
3. Стеариновая кислота	4-6
4. Сантокюр или Сульфенамид Ц	6-9
5. Оксид цинка	9-11
6. Технический углерод	11-26
7. Сера или отход сернокислотного производства	26-30

Резиновую смесь снимают с вальцов на 35 минуте.

2. Режим приготовления резиновой смеси на основе эмульсионного бутадиен-стирольного каучука (температура валков 50±5°С):

Подача ингредиентов	время, мин
1. Каучук	0-5
2. Технический углерод	5-15
3. Стеариновая кислота	15-17
4. Оксид цинка, альтакс, сера или отход сернокислотного производства	17-23

Резиновую смесь снимают с вальцов на 27 минуте.

Тепловое старение резин осуществляют при 100°С в течение 72 часов. Устойчивость многократному растяжению определяют по количеству циклов, выдерживаемых образцами при их многократном растяжении на 100%.

Результаты испытаний резиновых смесей и резин представлены в таблицах 3, 4.

Анализируя представленные в таблицах 3, 4 результаты, можно сделать вывод, что использование в качестве вулканизующего агента отхода сернокислотного производства позволяет повысить устойчивость получаемых резин к тепловому старению, устойчивость к действию многократных деформаций и сопротивлению раздиру. Важно при этом отметить, что данный положительный эффект отмечается при использовании в качестве вулканизующего агента отхода сернокислотного производства, который и до настоящего времени не нашел своего применения и вывозится в отвал, загрязняя окружающую среду. Использование данного отхода позволит заменить более дорогой продукт резиновых смесей - серу на более дешевый. Важным при этом является и то, что данная замена не требует дополнительной корректировки состава резиновых смесей.

Таблица 1
Состав резиновых смесей на основе бутадиенового каучука
Наименование компонентов	Содержание компонентов, мас.ч.
Наименование компонентов	Известной	Предлагаемой
1	2	3	4	5	6
Бутадиеновый каучук (СКД)	100	100	100	100	100	100	100
Битум нефтяной марки А-30 высшего качества (ГОСТ 781-78)	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Стеариновая кислота, техническая, сорт 1 (ГОСТ 6484-64)	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Белила цинковые марки БЦОМ (ГОСТ 202-84)	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Сульфенамид Ц или сантокюр (ГОСТ 6613-86)	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
Техуглерод ПМ-75 (ГОСТ 7885-77)	50	50	50	50	50	50	50
Отход сернокислотного производства (в пересчете на свободную серу)	-	1,0	1,5	1,8	2,0	2,2	2,5
Сера, техническая (ГОСТ 127-76)	2,0	-	-	-	-	-	-

Таблица 2
Состав резиновых смесей на основе бутадиен-стирольного каучука
Наименование компонентов	Содержание компонентов, мас.ч.
Наименование компонентов	Известной	Предлагаемой
1	2	3	4	5	6
Каучук СКС-30 АРКПН	100	100	100	100	100	100	100
Стеариновая кислота, техническая, сорт 1 (ГОСТ 6484-64)	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Белила цинковые марки БЦОМ (ГОСТ 202-84)	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Альтакс марки А или Б (ГОСТ 7087-75)	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
Техуглерод ПМ-75 (ГОСТ 7885-77)	40	40	40	40	40	40	40
Отход сернокислотного производства (в пересчете на свободную серу)	-	1,0	1,5	1,8	2,0	2,2	2,5
Сера техническая (ГОСТ 127-76)	2,0	-	-	-	-	-	-

Таблица 3
Состав резиновых смесей на основе бутадиенового каучука
Наименование показателей	Результаты испытаний
Наименование показателей	Известной	Предлагаемой
1	2	3	4	5	6
Вязкость по Муни резин. смеси	95,5	97,0	98,0	95,0	93,0	93,0	94,0
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа	9,0	3,9	5,4	6,8	7,2	7,3	7,4
Условная прочность при растяжении, МПа	20,0	13,6	17,8	18,6	18,9	18,4	17,6
Относительное удлинение при разрыве, %	570	660	66	630	600	580	550
Относительная остаточная деформация, %	8	18	14	13	12	11	10
Эластичность по отскоку, %: 20/100°С
Твердость по Шору А	59	54	58	58	58	62	69
Сопротивление раздиру, кН/м	49	79	61	66	71	73	79
Сопротивление многократному растяжению при 100% деформации, тыс. циклов	94,2	94,0	102,1	104,6	108,0	95,2	98,7
Коэффициент устойчивости к тепловому старению: по прочности по относительному удлинению

Таблица 4
Состав резиновых смесей на основе эмульсионного бутадиен-стирольного каучука
Наименование показателей	Результаты испытаний
Наименование показателей	Известной	Предлагаемой
1	2	3	4	5	6
Вязкость по Муни резин. смеси	51,0	50,0	51,0	52,0	51,0	53,0	54,0
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа	6,2	2,9	3,6	5,0	5,8	6,0	6,4
Условная прочность при растяжении, МПа	25,1	18,1	19,9	23,0	23,9	24,6	24,0
Относительное удлинение при разрыве, %	740	910	820	780	750	730	700
Относительная остаточная деформация, %	18	48	34	23	20	16	15
Эластичность по отскоку, %: 20/100°С
Твердость по Шору А	54	43	47	50	53	60	64
Сопротивление раздиру, кН/м	73,0	54,0	69,0	81,0	124,0	83,4	80,2
Сопротивление многократному растяжению при 100% деформации, тыс. циклов	61,4	88,1	84,9	85,2	83,5	84,1	82,1
Коэффициент устойчивости к тепловому старению: по прочности по относительному удлинению

Вулканизуемая резиновая смесь, включающая карбоцепной каучук, вулканизующий агент, ускоритель вулканизации, стеариновую кислоту, оксид цинка и технический углерод, отличающаяся тем, что смесь содержит в качестве карбоцепного каучука - бутадиеновый или бутадиен-стирольный каучук, в качестве вулканизующего агента - тонко размолотый отход серно-кислотного производства, содержащий не менее 80% свободной серы, в качестве ускорителя вулканизации - сульфенамид Ц, сантокюр или альтакс при следующем соотношении компонентов смеси, мас.ч.:

указанный каучук	100
тонко размолотый отход серно-кислотного производства,
содержащий не менее 80% свободной серы из расчета
на свободную серу	1,8-2,2
ускоритель вулканизации	0,7-3,0
стеариновая кислота	1,5-2,0
оксид цинка	5
технический углерод	40-50

Изобретение относится к термопластичному материалу, содержащему: а) от 5 до 95 мас.% вулканизованного каучука в измельченной форме; b) от 5 до 95 мас.%, по меньшей мере, одного гетерофазного сополимера, содержащего термопластичную фазу, полученную из гомополимера или сополимера пропилена, и эластомерную фазу, полученную из сополимера этилена с -олефином; с) от 0 до 90 мас.%, по меньшей мере, одного -олефинового гомополимера или монополимера, отличного от b), причем количества (а), (b), (с) выражены из расчета на общую массу (а)+(b)+(с).

Способ получения термопластичной резины // 2312872

Изобретение относится к способу получения термопластичных резин с повышенной масло-бензостойкостью, которые могут быть использованы для изготовления шлангов, прокладок, втулок и других резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами, методами экструзии и литья под давлением.

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. .

Прессованный материал, содержащий полиуретановый эластомер и каучук, способ его получения // 2297327

Изобретение относится к прессованному материалу, содержащему полиуретановый эластомер и каучук, а также способу получения материала, включающему смешивание, формование и прессование исходных материалов, и может быть использовано при строительных, декоративных и инженерных работах.

Резиновая смесь // 2296783

Изобретение относится к резиновой смеси и может быть использовано при производстве резинотехнических изделий и строительных материалов, например, в качестве эластичной добавки в различных покрытиях.

Отверждаемый пластилин ключниковых // 2291776

Изобретение относится к пластичному материалу, такому, как отверждаемый пластилин для лепки, формования и изготовления декоративно-прикладных или художественных изделий, способный приобретать эластичные, упруго-деформационные свойства и термостабильность после нагрева или воздействия сверхвысокочастотным излучением.

Способ утилизации отработанных шин // 2286998

Прозрачная и способная окрашиваться эластомерная композиция и способ ее получения // 2285021

Изобретение относится к прозрачным и способным окрашиваться эластомерным композициям. .

Резиновые композиции, наполненные двуокисью кремния и/или силикатом, содержащие хинондиимин // 2285020

Изобретение относится к резиновой композиции, наполненной двуокисью кремния и/или силикатом и вулканизируемой серой, содержащей ненасыщенный каучук, от 20 до 100 частей на 100 частей каучука двуокиси кремния и/или силиката, от 1,6 до 8 частей на 100 частей каучука силанового связывающего агента - модификатора двуокиси кремния или силиката, от 0,05 до 5 частей на 100 частей каучука противостарителя, от 0,1 до 5 частей на 100 частей каучука ускорителя вулканизации, от 0,1 до 10 частей на 100 частей каучука серы или донора серы и от 0,5 до 5 частей на 100 частей каучука хинондиимина при условии, что противостаритель не является хинондиимином.

Термопластичные композиции галогенированных эластомеров // 2278877

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к термопластичной композиции галогенированных эластомеров повышенной вязкости и к способу получения таких композиций.

Битумная композиция, способ получения и ее применение // 2314325

Резиновая смесь // 2309962

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления манжетных уплотнителей для нефтяного оборудования.

Вулканизуемая резиновая смесь для низкогистерезисных протекторов шин с улучшенными сцепными свойствами и износостойкостью // 2308469

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

Резиновая смесь на основе хлоропренового каучука // 2307849

Изобретение относится к резиновой смеси на основе хлоропренового каучука марки наирит ДП. .

Резиновая смесь на основе ненасыщенного карбоцепного каучука // 2307133

Способ получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука // 2307132

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к способу получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, которая характеризуется повышенными адгезионными показателями.

Активатор вулканизации резиновых смесей на основе ненасыщенных каучуков // 2301818

Изобретение относится к веществам, применяющимся в шинной и резинотехнической промышленности для активации вулканизации резин на основе ненасыщенных каучуков. .

Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости // 2296784

Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе акрилатного и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков, используемой для изготовления изделий, работоспособных при температурах до 150°С, повышенной износостойкости, и может использоваться в производстве резинотехнических изделий - колец, манжет, приводных ремней, работающих в паре трения при повышенных температурах.

Металлические соли гексагидрофталевой кислоты как затравочные добавки для кристаллических термопластов // 2296115

Изобретение относится к новым соединениям - металлической соли соединения, соответствующего формуле (I)(I) в которой M1 и М 2 оба означают литий или объединены с образованием одного катиона металла кальция, стронция, или моногидроксид алюминия, и в которой R1, R2 , R3, R4, R 5, R6, R7, R8, R9 и R 10, одинаковые или различные, выбраны по отдельности из группы, состоящей из водорода, C1-C 9 алкила, и два фрагмента карбокси расположены в виде цис-конфигурации, если катион металла является моногидроксидом алюминия.

Антифрикционная композиция // 2295546

Изобретение относится к наполненным полимерным композициям, предназначенным для изготовления крупногабаритных изделий антифрикционного назначения. .

Металлополимерная композиция для изготовления стальных заготовок // 2310542

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к металлополимерным композициям для получения стальных заготовок путем формования и спекания указанных композиций.