Резиновые смеси на основе диеновых и этиленпропиленовых каучуков, наполненные белой сажей



Резиновые смеси на основе диеновых и этиленпропиленовых каучуков, наполненные белой сажей
Резиновые смеси на основе диеновых и этиленпропиленовых каучуков, наполненные белой сажей

 


Владельцы патента RU 2491306:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В.Ломоносова) (RU)

Изобретение относится к резинотехнической, шинной, обувной отраслям промышленности и другим областям техники, в частности к резиновым смесям на основе диеновых или этиленпропиленовых эластомеров, наполненных белой сажей или ее комбинацией с техническим углеродом. Резиновая смесь включает диеновый или этиленпропиленовый каучук, промотор взаимодействия белой сажи с каучуком. В качестве промотора смесь содержит двухкомпонентную композицию. Первый компонент композиции - алкоксисилан содержит непредельный углеводородный заместитель при атоме кремния, выбранный из группы - гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилан и винилтриметоксисилан в количестве 1-6 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Второй компонент в композиции - полиорганосилоксан с содержанием гидридсилановых групп 1,0-1,7% выбран из группы - метилгидридсилоксан и метил(метилоктил)гидридсилоксан в количестве 1,0-2,2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Изобретение позволяет улучшить свойства резиновой смеси и ее вулканизатов, а также увеличить температуру приготовления смеси выше 150°C без риска подвулканизации. 5 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к резинотехнической, шинной, обувной отраслям промышленности и другим областям техники, которые требуют применения резин на основе диеновых или этиленпропиленовых эластомеров, наполненных белой сажей или ее комбинаций с техническим углеродом.

В качестве промотора взаимодействия белой сажи с каучуком широко известно использование бис-(триэтоксисилилпропил) тетрасульфида (H5C2O)3-Si-(СН2)3-S4-(CH2)3-Si-(OC2H5)3, общепринятая аббревиатура TESPT [US 5227425].

Однако, при использовании TESPT обязательным является поддержание температуры смешения в пределах 145-150°C и введение дифенилгуанидина, обладающего высокой токсичностью.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются промоторы взаимодействия белой сажи с каучуком, содержащие алкоксисиланы с непредельными углеводородными заместителями при атоме кремния [US 6353045, US 6878768].

Резины на основе указанных промоторов взаимодействия белой сажи с каучуком обладают недостаточными вязкостными, кинетическими, механическими, гистерезисными характеристиками.

Технический результат состоит в улучшении свойств резиновой смеси и вулканизатов на ее основе, а также в увеличении температуры приготовления выше 150°С без риска подвулканизации и исключении токсичного дифенилгуанидина из рецептуры.

Технический результат изобретения достигается путем использования в качестве промотора взаимодействия белой сажи или ее комбинаций с техническим углеродом с каучуком одновременно двух компонентов A и B.

Компонент A - алкоксисилан, содержащий непредельный углеводородный заместитель при атоме кремния, выбранный из группы - гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилан и винилтриметоксисилан в количестве 1-6 масс.ч на 100 масс.ч. каучука:

где R1, R2, R3 - одинаковые или различные алкоксилильные функциональные группы (≡Si-OR, где R - одновалентный органический радикал), a R4 - непредельный углеводородный заместитель: - Х-СН=CHY, где X - двухвалентный органический радикал, содержащий полярные группировки, непосредственно связанные с углеродным атомом при двойной связи или отсутствие радикала; Y - одновалентный органический радикал, либо водород.

Компонент B - полиорганосилоксан с содержанием гидридсилановых групп 1,0-1,7% и выбранный из группы - метилгидридсилоксан и метил(метилоктил)гидридсилоксан в количестве 1,0-2,2 масс.ч. на 100 масс. ч. каучука:

Где R - одновалентный органический радикал, m и n - множители.

Примеры выполнения изобретения.

Пример 1. Резиновые смеси на основе этиленпропиленового каучука марки ROYALENE 563, наполненные различными видами белых саж и содержащие двухкомпонентные композиции в качестве промотора взаимодействия, состоящие из гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилана (компонент А-1), винилтриметоксисилана (компонент А-2) и метилгидридсилоксана с содержанием активного водорода 1,7% (компонент В-1) в различных соотношениях.

В таблице 1 приведены соотношения компонентов А и В, а также кинетические, вязкостные, механические и гистерезисные свойства резиновых смесей.

Таблица 1
Номер резиновой смеси БС-120 Росил 175 Б
1 2 3 4 5 6
ROYALENE 563 100 100 100 100 100 100
Белая сажа 60 60 60 60 60 60
TESPT 4,8
А-1 2 1
А-2 4,8 3,4
В-1 1 1,4
Результаты испытаний
ML, dNm 7,1 5,1 4,8 3,0 4,7 3,4
MH, dNm 30,5 26,3 23,3 18,1 16,5 21,4
Оптимум вулканизации, мин. 44 41 41 16 43 14
Индукционный период, мин. 1,4 1,9 2,3 1,6 1,7 1,9
Вязкость при скорости сдвига 1,5 с-1; МПа*сек 142 121 116 98 115 97
Эффект Пейна (ΔG') 1699 1238 1038 626 812 629
Модуль 300%, МПа 6,3 11,5 6,2 10,5 5,4 6,2
Разрывная прочность, МПа 19,9 19,6 19,2 18,8 12,8 19,8
Удлинение при разрыве, % 610 420 440 460 610 620
tgδ при 70°C*10 Гц. 0,275 0,224 0,230 0,175 0,249 0,306
tgδ при 70°C*30 Гц. 0,177 0,152 0,155 0,122 0,170 0,223
Потеря объема при истирании ГОСТ 23509-79, мм3 98 119 74 70 92 71
Примечание: резиновая смесь содержит серную вулканизующую группу: оксид цинка 5 масс.ч., стеариновую кислоту 1,5 масс.ч., меркаптобензатиазол 1 масс.ч., тиурам Д 1,5 масс.ч. и серу 2 масс.ч. Температура приготовления резиновых смесей 165°C.

Пример 2. Резиновые смеси на основе изопренового каучука марки СКИ-3, наполненные белой сажей Zeosil 1165 MP (60 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука) и содержащие двухкомпонентные композиции в качестве промотора взаимодействия, состоящие из алкоксисилана гамма-метекрилоксипропил-триметоксисилана (компонент A-1), винилтриметоксисилана (компонент А-2) и метилгидридсилоксана с содержанием активного водорода 1,7% (компонент В-1) в различных соотношениях.

В таблице 2 приведены соотношения компонентов А и В, а также кинетические, вязкостные, механические и гистерезисные свойства резиновых смесей.

Таблица 2
Номер резиновой смеси 1 2 3 4 5 6
СКИ-3 100
Zeosil 1165 MP 60
A-1 6 5 3,8
A-2 6 5 3,8
B-1 1 2,2 1 2,2
ML, dNm 3,0 2,3 2,6 7,2 6,9 2,7
MH, dNm 16,2 16,5 18,0 20,5 22,3 18,5
Оптимум вулканизации, мин. 17,3 15,0 13,3 30,9 24,2 13,4
Индукционный период, мин. 9,7 7,7 4,4 4,8 3,5 2,8
Вязкость при скорости сдвига 1,5 с-1; МПа*сек 51 51 68 122 118 73
Эффект Пейна (ΔG') 1523 1132 1238 3495 4479 1574
Модуль 300%, МПа 3,5 4,3 5,3 4,8 8,6 5,5
Разрывная прочность, МПа 21,2 19,7 22,8 18,4 17,4 23,1
Удлинение при разрыве, % 740 660 660 690 620 660
tgδ при 70°C*10 Гц. 0,250 0,204 0,172 0,260 0,267 0,174
Потеря объема при истирании ГОСТ 23509-79, мм3 269 * 103 164 * 92
Примечание: резиновая смесь содержит серную вулканизующую группу: оксид цинка 5 масс.ч., стеариновую кислоту 2 масс.ч., сульфенамид Ц 1,4 масс.ч. и серу 2 масс.ч. Температура приготовления резиновых смесей 165°C.

Пример 3. Резиновые смеси на основе бутадиен-стирольного каучука марки ДССК 2545 М27, наполненные белой сажей Zeosil 1165 МР (60 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука) и содержащие двухкомпонентные композиции в качестве промотора взаимодействия, состоящие из алкоксисиланов гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилана (компонент A-1), винилтриметоксисилана (компонент A-2) и компонента B-1 в различных соотношениях.

В таблице 3 приведены соотношения компонентов A и B, а также кинетические, вязкостные, механические и гистерезисные свойства резиновых смесей.

Таблица 3
Номер резиновой смеси 1 2 3 4 5 6
ДССК 2545 М27 137
Zeosil 1165 MP 60
A-1 6 5 3,8
A-2 6 5 3,8
B-1 1 2,2 1 2,2
ML, dNm 2,3 2,3 * 4,0 2,9 2,8
MH, dNm 14,7 14,6 * 16,3 16,5 15,0
Оптимум вулканизации, мин. 36,4 32,9 * 13,7 16,3 17,0
Индукционный период, мин. 15,7 11,1 * 9,7 9,8 10,2
Вязкость при скорости сдвига 1,5 с-1; МПа*сек 71,7 76 78 101 83 85
Эффект Пейна (ΔG') 472 449 551 958 719 612
Модуль 300%, МПа 5 4,8 4,6 5,3 5,6 3,9
Разрывная прочность, МПа 21,0 18,7 20,2 24,2 20 19,4
Удлинение при разрыве, % 670 630 660 760 660 725
tgδ при 70°C*10 Гц. 0,141 0,142 0,138 0,140 0,132 0,140
Потеря объема при истирании ГОСТ 23509-79, мм3 100 75 67 83 82 134
Примечание: резиновая смесь содержит серную вулканизующую группу оксид цинка 3 масс.ч., стеариновую кислоту 2 масс.ч., сульфенамид Ц 2 масс.ч. и серу 2 масс.ч. Температура приготовления резиновых смесей 165°C.

Пример 4. Резиновые смеси на основе бутадиен-стирольного каучука марки ДССК 2545 М27, наполненные белой сажей Zeosil 1165 МР (60 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука) и содержащие двухкомпонентные композиции в качестве промотора взаимодействия, состоящие из гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилана (компонент A-1), метилгидридсилоксана с содержанием активного водорода 1,7% (компонент B-1) и метил(метилоктил)гидридсилоксана с содержанием активного водорода не менее 1% (компонент B-2) в различных соотношениях.

В таблице 4 приведены соотношения компонентов A и B, а также кинетические, вязкостные, механические и гистерезисные свойства резиновых смесей.

Таблица 4
Номер резиновой смеси 1 2
ДССК 2545 М27 137
Zeosil 1165 MP 60
Компонент A-1 5 5
Компонент B-1 1
Компонент B-2 1
ML, dNm 3,0 2,6
MH, dNm 14,2 14,4
Оптимум вулканизации, мин. 30 31
Индукционный период, мин. 18,7 16,1
Модуль 300%, МПа 4,9 4,9
Условная прочность при разрыве, МПа 15,1 20,5
Относительное удлинение при разрыве, % 600 670
Вязкость при скорости сдвига 1,5 с-1; КПа*сек 84 80
Эффект Пейна (ΔG') 706 645
tgδ при 70°C*10 Гц. 0,136 0,140
Примечание: резиновая смесь содержит серную вулканизующую группу: оксид цинка 3 масс.ч., стеариновую кислоту 2 масс.ч., сульфенамид Ц 2 масс.ч. и серу 2 масс.ч. Температура приготовления резиновых смесей 165°C.

Пример 5. Резиновая смесь на основе бутадиен-стирольного (марки ДССК 2545 М27), натурального (марки SVR 3L) и бутадиенового (марки СКД-П) каучуков, наполненные белой сажей Zeosil 1165 МР и ТУ N220 (в соотношении 50:20 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука) и содержащие двухкомпонентные композиции в качестве промотора взаимодействия, состоящие из гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилана (компонент A-1), винилтриметоксисилана (компонент A-2) и метилгидридсилоксана с содержанием активного водорода 1,7% (компонент B-1).

В таблице 5 приведены соотношения компонентов A и B, а также кинетические, вязкостные, механические и гистерезисные свойства резиновых смесей в сравнении с резинами содержащими TESPT.

Таблица 5
Номер резиновой смеси 1 2 3
ДССК 2545 М27 96 96 96
СКД-II 20 20 20
SVR 3L 10 10 10
Zeosil 1165 MP 50 50 50
ТУ N220 20 20 20
ДФГ 0,5
Сульфенамид Ц 1,5 1,8 1,8
TESPT 4,8
A-1 3,4
A-2 3,4
B-1 1,4 1,4
Температура приготовления резиновых смесей, °C 150 165
Кинетические параметры:
ML, dNm 13,6 13,0 12,4
MH, dNm 2,3 2,1 2,3
Оптимум вулканизации, мин. 21,1 17,3 17,2
Индукционный период, мин. 4,6 6,5 7,1
Технологические свойства:
Вязкость при скорости сдвига 1,5 с-1; КПа*сек 78 67 68
Эффект Пейна (ΔG') 386 505 597
Упруго-гистерезисные показатели:
Условное напряжение при удлинении 200%, МПа 5,2 2,8 2,8
Модуль 300%, Мпа 8,0 -5,3 -5,2
Условная прочность при разрыве, МПа 19,1 19,7 21,3
Относительное удлинение при разрыве, % 500 680 740
Отношение F300/F100 3,2 4,1 3,5
Упруго-гистерезисные показатели после старения 100°C*72 ч.:
Модуль 200%, Мпа 9,4 4,8 5,3
Условная прочность при разрыве, МПа 17,3 16,0 17,6
Относительное удлинение при разрыве, % 320 440 490
Коэффициент сохранения условной прочности при разрыве; % 91 81 83
Коэффициент сохранения условного удлинения при разрыве; % 64 65 66
Другие испытания:
tgδ при 70°C*10 Гц. 0,140 0,161 0,186
Твердость ед. Шора А 51 51 49
Эластичность по отскоку при 23°C, % 21 18 20
Сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе до 12 мм ГОСТ 422-75; тыс.ц. 14 35 118
Потеря объема при истирании по ГОСТ 23509-79, мм3 61 75 78

Из таблиц 1-5 видно, что при одновременном использовании двух веществ A и B в различных соотношениях в качестве промотора взаимодействия белой сажи с каучуком наблюдается положительное влияние на кинетические, вязкостные, механические, динамические и гистерезисные свойства резин.

Использование подобных двухкомпонентных композиций позволяет проводить приготовление резиновых смесей при температурах выше 150°C без риска подвулканизации и исключить токсичный ускоритель вулканизации дифенилгуанидин из рецептуры резиновых смесей.

Резиновая смесь на основе диеновых или этиленпропиленовых каучуков, наполненная белой сажей или ее комбинацией с техническим углеродом, характеризующаяся тем, что в качестве промотора взаимодействия белой сажи с каучуком используется двухкомпонентная композиция, где первый компонент - алкоксисилан, содержащий непредельный углеводородный заместитель при атоме кремния, выбранный из группы - гамма-метакрилоксипропил-триметоксисилан в количестве 1-6 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука, а второй компонент - полиорганосилоксан с содержанием гидридсилановых групп 1,0-1,7% и выбранный из группы-метилгидридсилоксан и метил(метилоктил)гидридсилоксан в количестве 1,0-2,2 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ.
Изобретение относится к составам битумных композиций, используемых в строительстве для гидроизоляции и герметизации элементов конструкций и сооружений. .

Изобретение относится к асфальтовой композиции для дорожного покрытия поверхностей дороги. .

Изобретение относится к способам снижения содержания сероводорода в асфальте. .
Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий во всех климатических зонах.

Изобретение относится к смесям полиамид-эластомер для изготовления формованных изделий. .

Изобретение относится к смесям полиамид-эластомер для изготовления формованных изделий. .
Изобретение относится к морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной и резинотехнической промышленности для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов, эксплуатирующихся в условиях низких температур.

Изобретение относится к способу изготовления непрерывных формованных изделий из вулканизированного силикона, в частности экструзионных изделий. .
Изобретение относится к отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический гель, включающей по меньшей мере один (А) органополисилоксан, содержащий по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильных группы на молекулу и имеющий вязкость от около 10 до около 1000000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, В) по меньшей мере один органоводородполисилоксан, содержащий по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу, где упомянутый органоводородполисилоксан (В) применяется в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (А), составляет от около 0,20 до около 0,79, (С) наполнитель в количестве от около 25 до около 100 частей на сто частей органополисилоксана (A), (D) катализатор и (Е) ингибитор, где время восстановления упомянутой отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, является большим чем около 3 секунд.

Изобретение относится к области химической технологии кремнийорганических соединений. .

Изобретение относится к переработке поливинилхлорида через дисперсии, в частности к получению высоконаполненных адгезионно-способных пластизолей, применяемых для изготовления защитных покрытий в автомобилестроении, в качестве антикоррозионной защиты внутренних поверхностей металлических конструкций.
Изобретение относится к силиконовым композиционным материалам, получаемым по реакции полиприсоединения. .

Изобретение относится к функциональным полиорганосилоксанам, вводимым в состав композиций, пригодных для создания оптических материалов. .

Изобретение относится к гетерофазной полипропиленовой смоле, относится к способу получения такой полипропиленовой смолы и ее использованию для производства изделий, в частности в качестве материала для производства изоляционного и полупроводникового слоев силовых кабелей.
Наверх