Резиновая смесь

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, и может быть использовано при производстве резинотехнических изделий. Резиновая смесь содержит в мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. изопренового каучука: серу - 1,0-1,5, оксид цинка - 3-5, стеарин - 1,0-1,5, сажу - 30, волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония - 2-4. Резиновая смесь дополнительно может содержать ускоритель вулканизации альтакс - 0,6 мас.ч. или альтакс - 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин - 3 мас.ч. Изобретение позволяет увеличить условную прочность при разрыве и адгезионную прочность контакта резина-металлокорд. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, и может быть использовано при производстве различных резино-технических изделий.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь, содержащая изопреновый каучук, серусодержащий агент вулканизации, оксид цинка, стеарин, сажу, которая дополнительно содержит волластонит, модифицированный органосиланом, при следующем соотношении компонентов в мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука:

изопреновый каучук 100
серусодержащий агент вулканизации 5
оксид цинка 3-5
стеарин 1-2
сажа 10-50
волластонит, модифицированный
органосиланом 5-70

Резиновая смесь дополнительно может содержать пластификатор - парафинонафтеновое масло в количестве 5 мас.ч. и/или стабилизатор в количестве 0,1 мас.ч.,

см. патент RU №2318842, МПК C08L 21/00 (2006.01), С08K 13/02 (2006.01), С08K 3/24 (2006.01), 2008.

Недостатком резин, полученных на основе известной резиновой смеси, является недостаточно высокая условная прочность при разрыве и адгезионная прочность контакта резина-металлокорд.

Задачей изобретения является увеличение условной прочности при разрыве резин и адгезионной прочности контакта резина-металлокорд.

Техническая задача решается тем, что резиновая смесь, содержащая изопреновый каучук, серу, оксид цинка, стеарин, сажу, модифицированный волластонит, она содержит волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония, при следующем соотношении компонентов в мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука:

изопреновый каучук 100
сера 1-1,5
оксид цинка 3-5
стеарин 1-1,5
сажа 30
волластонит, модифицированный
хлоридом алкилбензилдиметиламмония 2-4

Преимущественное выполнение, когда резиновая смесь дополнительно содержит ускоритель вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч. или альтакс в количестве 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин в количестве 3 мас.ч.

Решение технической задачи позволяет увеличить условную прочность при разрыве на 20%, адгезионную прочность контакта резина-металлокорд на 27%.

Характеристика веществ.

Синтетический каучук изопреновый (СКИ-3). ГОСТ 14925-79. Молекулярная масса 500000-1000000 г/моль; плотность 0,91-0,92 г/см3 (910-920 кг/м3). Температура стеклования Тстекл. составляет - 70°С.

Алкилбензилдиметиламмоний хлорид (Товарная марка «Катамин АБ») имеет ТУ 6-01-816-75. Средний молекулярный вес 346-376. Массовая доля алкилдиметилбензиламмоний хлорида в водном растворе составляет 49,0-51,0%, рН водного раствора составляет 6,0.

Сера. ГОСТ 127.4-93. Температура плавления равна 114°С, температура воспламенения равна 261°С. Относительная плотность d20 составляет 1,96 кг/м3.

Технический углерод (ПМ-100). ГОСТ 7885-86.

Стеарин. ГОСТ 6484-96.

Оксид цинка (ZnO). ГОСТ 202-84. Белый порошок, плотность 5500 кг/м3, температура плавления равна 1880°С, размер частиц 0,11-0,33 мкм, чистота 99,8%. Содержание свинца <0,075%.

Дополнительно в качестве ускорителя вулканизации может быть использован: альтакс. ГОСТ 7087-75. Светло-кремовый порошок с плотностью 1540 кг/м3, температурой плавления 170°С и/или дифенилгуанидин (Брутто формула C13H13N3). ГОСТ 40-80. Молекулярный вес 211. Плотность 1,13 г/см3, температура плавления 148°С.

Данные изобретения иллюстрируют примерами конкретного выполнения.

Резиновую смесь готовят путем смешения изопренового каучука, оксида цинка, стеарина, волластонита, модифицированного хлоридом алкилбензилдиметиламмония, сажи, серы в пластикордере «Brabender». Процесс ведут при температуре 70°С в течение 7 минут со скоростью вращения ротора 60 оборотов в минуту. По окончании процесса полученную резиновую смесь дважды пропускают через вальцы.

Пример 1. Резиновую смесь готовят смешением компонентов состава, мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука: изопреновый каучук - 100, оксид цинка - 3, стеарин - 1, волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония - 2, сажа - 30, сера - 1.

Примеры 2-3. Составы резиновой смеси приведены в таблице.

Пример 4. Резиновую смесь готовят аналогично примеру 2 с введением в состав резиновой смеси ускорителя вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч.

Пример 5. Резиновую смесь готовят аналогично примеру 2 с введением в состав резиновой смеси ускорителей вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин в количестве 3 мас.ч.

Данные по составу резиновой смеси и показатели условной прочности при разрыве и адгезионной прочности контакта резина-металлокорд приведены в таблице.

В качестве исходного волластонита используют волластонит марки Воксил М-100. Плотность 2,9 г/см3, твердость 4,5-5,0, рН=8,5, коэффициент преломления 1,631-1636, имеет игольчатую структуру, характеристическое отношение длины к диаметру 30:1-60:5, удельная поверхность 1000-4000 см2/г, насыпная масса 1000-1500 г/см3. Указанный волластонит подвергают модификации хлоридом алкилбензилдиметиламмония.

Берут волластонит и хлорид алкилбензилдиметиламмония в массовом соотношении, равном 1:0,2. Готовят 1% водную суспензию волластонита. Затем готовят 30%-ый раствор хлорида алкилбензилдиметиламмония в горячей воде (70°С). Далее к 1% водной суспензии волластонита добавляют 30%-ый раствор хлорида алкилбензилдиметиламмония. Полученную смесь перемешивают в колбе со скоростью вращения вала мешалки 1500-2000 оборотов в минуту в течение 2,5 часов. Полученную суспензию выдерживают 24 часа и подвергают центрифугированию с последующим промыванием пятикратным избытком дистиллированной воды. Сушку ведут в течение 3 часов в термошкафу при температуре 105°С. Волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония, имеет игольчатую структуру с отношением длины к диаметру 25:1-50:5, с удельной поверхностью 1330-4500 см2/г, насыпной плотностью 840-1250 г/см3.

Образцы для испытаний на прочностные свойства резин выполнены на вырубном прессе в виде двухсторонних лопаток толщиной 2±0,2 мм. На разрывной машине РМИ-250 в соответствии с ГОСТ 270-75 осуществляют растяжение образца и измеряют нагрузку, при которой происходит его разрыв. Далее проводят расчеты условной прочности при разрыве.

Испытания по определению адгезионной прочности контакта резина-металлокорд (тип металлокорда - 9Л23) проводят на разрывной машине РМИ-250 в соответствии с ГОСТ 14863-69.

Образцы для испытаний выполнены из листа резиновой смеси массой не менее 70 г и толщиной 3-4 мм. Из данного листа вырезают полоски, в соответствии с размерами пресс-формы и закладывают в гнезда нижней ее части, нагретой до температуры вулканизации (151°С). Нити корда закрепляют на металлической планке, укрепленной на шпильках пресс-формы, и направляют через прорези в бортиках формы. Поверхность пресс-формы также накрывают резиновой смесью. Пресс-форму закрывают крышкой и помещают в вулканизационный пресс. После вулканизации заготовку разрезают на образцы, кордные нити освобождают от попавшей на них резины (без повреждения нити). Образец устанавливают в машину РМИ-250 так, чтобы кордная нить вошла в прорезь держателя без трения и перекоса. Измеряют нагрузку, при которой происходит выдергивание кордной нити из резинового блока.

Вулкаметрический анализ получаемых резиновых смесей проводят на реометре «Monsanto 1500» согласно методике, приведенной в литературе, см. Основные методы физико-химических испытаний эластомеров: учебное пособие / сост. Н.А.Охотина [и др.]; Казан., гос. технол. ун-т. - Казань, 2006. - 156 с. Для проведения анализа берут навески сырой резиновой смеси массой 7 г, вырезают в виде цилиндра диаметром 3-4 см. Реометр прогревают до рабочей температуры 151°С при закрытых плитах. Устанавливают перо самописца на нуль и задают продолжительность вулканизации 30 минут. Оптимальное время вулканизации tc(90) мин определяют по шкале времени от начала записи кривой до момента времени, соответствующего достижению значения крутящего момента, определяемого по формуле М90мин+0,9·ΔМ, где Ммин - минимальный крутящий момент, ΔМ=Ммакмин, где Ммак - максимальный крутящий момент.

Полученные данные по условной прочности при разрыве, адгезионной прочности контакта резина-металлокорд, вязкости по Муни и оптимальному времени вулканизации сведены в таблицу.

Результаты проведенных исследований показали, что заявляемая резиновая смесь с использованием в своем составе волластонита, модифицированного хлоридом алкилбензидиметиламмония, позволяет увеличить условную прочность при разрыве резин на 20% и адгезионную прочность контакта резина-металлокорд на 27% при сохранении вязкости по Муни и оптимального времени вулканизации на уровне прототипа.

Таблица
Состав резиновой смеси, мас.ч. Прототип По заявляемому объекту
Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5
Изопреновый каучук 100 100 100 100 100 100
Сера 1 1 1,25 1,5 1,25 1,25
Оксид цинка 5 3 5 5 5 5
Стеарин 1 1 1,25 1,5 1,25 1,25
Сажа 30 30 30 30 30 30
Альтакс 0,6 - - - 0,6 0,6
Дифенилгуанидин 3 - - - - 3
Волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония - 2 3 4 3 3
Волластонит, модифицированный органосиланом 10 - - - - -
Свойства резин
Условная прочность при разрыве, кгс/см2 195 224 236 231 232 235
Адгезионная прочность контакта резина-металлокорд (9Л23), Н 13,0 14,0 16,5 16,0 16,0 16,2
Вязкость по Муни 13,5 14,0 13,5 13,0 13,5 13,5
Оптимальное время вулканизации, мин 15 20 20 20 15 10

1. Резиновая смесь, содержащая изопреновый каучук, серу, оксид цинка, стеарин, сажу, модифицированный волластонит, отличающаяся тем, что резиновая смесь содержит волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука:

изопреновый каучук 100
сера 1,0-1,5
оксид цинка 3-5
стеарин 1,0-1,5
сажа 30
волластонит, модифицированный
хлоридом алкилбензилдиметиламмония 2-4

2. Резиновая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ускоритель вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч.

3. Резиновая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ускорители вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин в количестве 3 мас.ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к наноструктурированным полимерам, их получению и применению. .

Изобретение относится к каучуковой композиции, подходящей для использования в качестве элемента покрышек. .

Изобретение относится к получению битумных эмульсий и может быть использовано в дорожном строительстве и при защите от коррозии стали. .
Изобретение относится к производству щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для устройства верхних слоев покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Изобретение относится к биоразлагаемой термопластичной композиции для создания материалов и изделий, способных подвергаться биоразложению в природных условиях. .
Изобретение относится к области производства резиновых изделий различного назначения, а именно к способу изготовления резинотехнических изделий из эластомерных композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука, в том числе гидрированного, и может быть широко использовано в различных областях народного хозяйства.

Изобретение относится к полимерам, предназначенным для использования в модифицированной полимером композиции битумного вяжущего. .

Изобретение относится к химическому производству, а также к железнодорожному и автотранспорту, а именно к материалу, используемому для амортизаторов сцепного устройства вагонов, компенсирующих динамические продольные нагрузки, действующие на сцепки грузовых железнодорожных вагонов и локомотива в процессе их эксплуатации, а также и для других резинотехнических изделий.

Изобретение относится к конструкции автомобильной шины, предназначенной для эксплуатации преимущественно в зимних условиях. .
Изобретение относится к огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной, нефтяной и резинотехнической промышленности. .

Изобретение относится к способу получения эластомерных композиционных материалов, модифицированных металлами переменной валентности. .
Изобретение относится к технологическим процессам и может быть использовано для изготовления прессованных изделий конструкционного и электротехнического назначения.
Изобретение относится к области получения прессовочной композиции, предназначенной для изготовления изделий общепромышленного назначения. .

Изобретение относится к способам получения антитурбулентных присадок в виде суспензий и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.
Изобретение относится к резиновой смеси и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий, в частности для изготовления покровного и герметизирующего слоев резинокордных оболочек баллонного типа и боковин шин.

Изобретение относится к способу получения нанокомпозитов на основе сложных полиэфиров. .
Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе эпихлоргидриновых и нитрильных каучуков для изготовления резинотехнических изделий, в частности топливных шлангов, работающих в условиях воздействия топлива, и может быть использовано в автомобильной промышленности.

Изобретение относится к способу получения композиции окрашенного полипропилена, имеющей высокое содержание -модификации. .

Изобретение относится к зеленой окрашенной -нуклеированной полипропиленовой композиции для получения формованных изделий. .

Изобретение относится к области мембранной техники и может найти применение для тонкой фильтрации и концентрирования различного рода жидкостей в пищевой, фармацевтической промышленности и медицине.

Изобретение относится к технологии получения пенопласта на основе карбамидоформальдегидной смолы и может быть использовано для теплозащиты и звукоизоляции чердачных перекрытий, крыш и стен при возведении зданий.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, и может быть использовано при производстве резинотехнических изделий

Наверх