Вулканизуемая резиновая смесь

Изобретение относится к технологии резинотехнических изделий. Резиновая смесь содержит, мас.% : каучук СКИ-3 67,60-68,80, стеариновую кислоту 1,30-1,40, оксид цинка 3,30-3,50, серу газовую 1,50-1,60, сульфенамид Т 0,40-0,50, технический углерод N330 23,60-24,10, модификатор N-алкил-4-нитрозо-3-метил-5-(2-нафтил)-пиразол 0,30-2,10. Алкил представляет собой метил,или пропил, или изопропил. Модификатор получают путем каталитической поэтапной конденсации функционализированного 1,3-дикетона, амина и кетона. Изобретение позволяет увеличить степень взаимодействия полимер-наполнитель и улучшить технические характеристики вулканизатов. 2 табл.

 

Изобретение относится к технологии резинотехнических изделий, в частности к способам объемной модификации резин с целью преобразования структуры эластомерной композиции на стадии ее изготовления для увеличения срока эффективной эксплуатации изделий за счет повышения технических характеристик.

Известны резиновые смеси, в которых используются С-нитрозосоединения - производные п-фенилендиамина (ПНДФА), обладающие промотирующей и стабилизирующей активностью [Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов A.M. Общая технология резина. М.: Химия. 1978. 528 с.]. Применение ПНДФА позволяет получить резины с высокой стойкостью к тепловому воздействию в широком температурном интервале.

Недостатком применяемых ПНДФА и его производных является повышенная миграционная активность (особенно при контакте с жидкими агрессивными средами) и наличие канцерогенных примесей.

Известна резиновая смесь, содержащая в качестве модификатора пространственно-затрудненные С-нитрозосоединения [Любяшкин А.В., Гончаров Е.В., Субоч Г.А., Товбис М.С. Сб. тр. Международн. Конф. «Техническая химия. От теории к практике». Пермь. 2008. Т.3. С.218-219], которые проявляют свойства противоутомителей и оказывают влияние на вулканизационные параметры процесса вулканизации.

Недостатком использованных гетероциклических нитрозосоединений является их ограниченная растворимость в эластомерной матрице, приводящая к неоднородному распределению в объеме композиции.

Изобретение решает задачу повышения технических характеристик резиновых изделий.

Технический результат заключается в увеличении прочности вулканизатов и повышении степени взаимодействия полимер - наполнитель.

Указанный технический результат достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь, содержащая 1,4-цис-изопреновый каучук СКИ-3, стеариновую кислоту, оксид цинка, серу газовую, сульфенамид Т, технический углерод N 330, модификатор, в качестве модификатора содержит N-алкил-4-нитризо-3-метил-5-(2-нафтил)-пиразол, где алкил - метил, или пропил, или изопропил, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Каучук СКИ-3 67,60-68,80
Стеариновая кислота 1,30-1,40
Оксид цинка 3,30-3,50
Сера газовая 1,50-1,60
Сульфенамид Т 0,40-0,50
Технический углерод N 330 23,60-24,10
N-алкил-4-нитризо-3-метил-5-(2-нафтил)-пиразол 0,30-2,10

Использование продуктов трехкомпонентной конденсации функционализированного 1,3-дикетона, амина и кетона, обладающих повышенной растворимостью в матрице карбоцепного эластомера и не мигрирующих из полимерной матрицы вследствие стерических затруднений и значительной молекулярной массы в резиновых смесях, позволяет получать модифицированные изделия с повышенной прочностью.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Резиновая смесь (без модификатора) состава 1,4-цис-изопреновый каучук СКИ-3 (ГОСТ 14924-75) - 68,99 мас.%, стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96) - 1,38 мас.%, оксид цинка (ГОСТ 10262-73) - 3,45 мас.%, сера газовая (ГОСТ 127.1-93) - 1,55 мас.%, сульфенамид Т (ТУ 2491-277-00204168-96) - 0,48 мас.%, технический углерод N 330 (ТУ 38.41558-97) - 24,15 мас.% изготавливается на основе на валковом смесителе См 320 160 160 Л.

При изготовлении резиновой смеси ингредиенты вводят в следующем порядке: каучук СКИ-3, стеариновая кислота, оксид цинка, сера газовая, технический углерод N 330, сульфенамид Т. Температура изготовления смеси 70°C. Общее время изготовления смеси 20 мин.

Пример 2

Получение модифицированной резиновой смеси по способу прототипа отличается от представленного в примере 1 тем, что после введения всех ингредиентов дополнительно вводится модификатор - 5-метил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-1Н-пиразол в количестве 0,69 мас.%, получаемый по способу [Любяшкин А.В., Гончаров Е.В., Субоч Г.А., Товбис М.С. Сб. тр. Международн. Конф. «Техническая химия. От теории к практике». Пермь. 2008. Т.3. С.218-219]. Температура изготовления смеси 70°C. Общее время изготовления смеси 20 мин.

Пример 3

Получение модифицированной резиновой смеси по заявляемому способу отличается от представленного в примере 2 прототипа тем, что в качестве модификатора дополнительно вводится 1,3-диметил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-пиразол, получаемый по способу [Любяшкин А.В., Задов В.Е., Соколенко В.А., Товбис М.С. Синтез алкил замещенных аминопиразолов с 2-нафтильным заместителем. «Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2010. Т.53. №4. С.3-5], в количестве 0,34 мас.%. Температура изготовления смеси 70°C. Общее время изготовления смеси 20 мин.

Пример 4

Получение модифицированной резиновой смеси по заявляемому способу аналогично примеру 3, а в качестве модификатора дополнительно вводится 1-пропил-3-метил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-пиразол, получаемый по способу [Любяшкин А.В., Товбис М.С. Синтез алкилзамещенных нитрозопиразолов с 2-нафтильным заместителем. «Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2008. Т.51. №11. С.50-52], в количестве 1,03 мас.%. Температура изготовления смеси 70°C. Общее время изготовления смеси 20 мин.

Пример 5

Получение модифицированной резиновой смеси по заявляемому способу аналогично примеру 3, а в качестве модификатора дополнительно вводится 1-изопропил-3-метил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-пиразол, получаемый по способу [Любяшкин А.В., Товбис М.С. Синтез алкилзамещенных нитрозопиразолов с 2-нафтильным заместителем. «Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2008. Т.51. №11. С.50-52], в количестве 2,03 мас.%. Температура изготовления смеси 70°C. Общее время изготовления смеси 20 мин.

В таблице 1 представлены составы резиновых смесей по примерам 1-5.

Влияние пространственно-затрудненных нитрозопиразолов на степень межфазного взаимодействия оценивали по изменению содержания связанного с наполнителем каучука (углерод-каучукового геля) с использованием способа, изложенного в [Токарева М.Ю., Алексеева И.К., Кавун С.М., Лыкин А.С. О причинах изменения эффективности действия п-нитрозодифениламина и стабилизаторов класса п-фенилендиамина в наполненных резинах из СКИ-3. Каучук и резина. 1980. №11. С.13-19].

В таблице 2 представлены структурные характеристики резиновых смесей. Видно, что смесь, модифицированная по предлагаемому способу (по примерам 3, 4, 5), имеет повышенное содержание углерод-каучукового геля, что указывает на повышенный уровень взаимодействия полимера с наполнителем. Содержание связанного с наполнителем каучука в модифицированных композициях увеличено на 2÷31% относительно контрольной смеси (пример 1).

Добавление С-нитрозопиразолов, предлагаемых для модификации эластомерных композиций (по примерам 3, 4, 5), обеспечивает вулканизатам повышение на 2÷23% величины условного напряжения при 300% удлинении, прямо пропорционального густоте вулканизационных связей.

Повышение степени взаимодействия полимер-наполнитель (выраженное содержанием углерод-каучукового геля) и образование более густой вулканизационной сетки, отраженной в увеличении условного напряжения при 300% удлинения, приводит к изменению прочности композиций. Вулканизаты на основе композиций, модифицированных С-нитрозосоединениями (по примерам 3, 4, 5), обладают уровнем прочности, большим на 3÷19% относительно образца без модификатора.

Добавление в эластомерную композицию С-нитрозопиразолов (по примерам 3, 4, 5) приводит к увеличению динамической усталостной выносливости вулканизатов в режиме заданной деформации на 1÷31% в сравнении с немодифицированным образцом.

Таблица 1
Состав резиновых смесей
Ингредиенты резиновой смеси Содержание ингредиентов, мас.%
Резиновая смесь по примеру
1 2 3 4 5
Синтетический каучук 1,4-цис-полиизопреновый СКИ-3 68,99 68,52 68,75 68,28 67,59
Стеариновая кислота 1,38 1,37 1,38 1,36 1,35
Оксид цинка 3,45 3,43 3,44 3,42 3,38
Сера газовая 1,55 1,54 1,55 1,52 1,52
Сульфенамид Т 0,48 0,48 0,48 0,48 0,47
Технический углерод N 330 24,15 23,97 24,06 23,91 23,66
3-метил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-1Н-пиразол - 0,69 - - -
1,3-диметил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-пиразол - - 0,34 - -
1-пропил-3-метил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-пиразол - - - 1,03 -
1-изопропил-3-метил-4-нитрозо-3-(2-нафтил)-пиразол - - - - 2,03
Таблица 2
Структурные и упруго-прочностные характеристики опытных композиций, вулканизованных при 142°C
Ингредиенты резиновой смеси Резиновая смесь по примеру
1 2 3 4 5
Содержание углерод-каучукового геля, % 22,8 27,3 23,3 27,0 29,8
Условная прочность при 300% удлинении, МПа 16,0 18,3 16,3 18,1 19,7
Условная прочность при растяжении, МПа 20,8 23,7 21,5 23,4 24,8
Динамическая усталостная выносливость, тыс. ц. (деформация 150%; амплитуда 250 мин-1) 12,1 13,3 15,8 14,2 12,2

Вулканизуемая резиновая смесь, содержащая 1,4-цис-изопреновый каучук СКИ-3, стеариновую кислоту, оксид цинка, серу газовую, сульфенамид Т, технический углерод N 330, модификатор, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит N-алкил-4-нитрозо-3-метил-5-(2-нафтил)-пиразол, где алкил - метил, или пропил, или изопропил при следующем содержании компонентов, мас.%:

Каучук СКИ-3 67,60-68,80
Стеариновая кислота 1,30-1,40
Оксид цинка 3,30-3,50
Сера газовая 1,50-1,60
Сульфенамид Т 0,40-0,50
Технический углерод N 330 23,60-24,10
N-алкил-4-нитрозо-3-метил-5-(2-нафтил)-пиразол 0,30-2,10



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области резинотехнических композиций, предназначенных для получения полуфабриката для шин. Усиленная резиновая композиция на основе по меньшей мере (a) эластомерной матрицы, содержащей негалогенированный натуральный каучук, (b) усиливающего наполнителя, (c) особого полиаминового соединения, присутствующего в количестве от более 0 до менее 7 ммоль на 100 г эластомера.

Изобретение относится к резиновой композиции, которая не содержит цинк или содержит меньше чем 0,5 масс.ч. цинка, которую можно использовать для производства шин.

Изобретение относится к модификатору, способу получения модифицированного полимера и модифицированному полимеру сопряженного диена. Модификатор для полимера сопряженного диена получают в результате проведения для кремнийсодержащего соединения, имеющего защищенную первичную аминогруппу и две гидролизуемые группы, полной конденсации.

Группа изобретений относится к каучуковой композиции и пневматической шине с областью протектора, сформированной с использованием данной каучуковой композиции. Каучуковая композиция содержит диеновый каучук, газовую сажу и светлый наполнитель, а также маточную смесь, приготовленную посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси.

Изобретение относится к способу удаления летучих соединений из текучей среды, содержащей, по меньшей мере, один нелетучий полимер, представляющий собой синтетический каучук и, по меньшей мере, одно летучее соединение, а также к устройству, подходящему для осуществления указанного способа.

Изобретение относится к каучуковой композиции из диеновых каучуков, не содержащей цинк или содержащей меньше 0,5 мас.% цинка в расчете на эластомер и приемлемой для изготовления пневматических шин и протекторов шин.

Изобретение относится к способу получения формованных изделий, содержащих полибутадиен, и может быть использовано в шинной промышленности в качестве формованных полос для боковых стенок или беговых дорожек шин.

Изобретение относится к совместному применению в композиции одного или нескольких эластомеров, содержащей изопреновый эластомер, осажденного диоксида кремния, содержащего алюминий в качестве неорганического усиливающего наполнителя и 3-акрилоксипропилтриэтоксисилана в качестве агента связывания неорганического наполнителя с эластомером.

Изобретение относится к диеновым каучуковым композициям, усиленным неорганическим наполнителем, которые можно использовать, в частности, для производства шин или полуфабрикатов для шин, в том числе протекторов.

Изобретение относится к композиции для протекторов шин, добавке для протекторов шин и способу приготовления композиции для протекторов шин. Композиция включает каучуковый компонент, выбранный из группы, состоящей из синтетического диенового каучука и природного каучука, и олигомерную смолу, полученную из компонента а), включающего по меньшей мере один мономер, представляющий собой терпен, выбранный из группы, состоящей из α-пинена, β-пинена, δ-3-карена, 3-карена, D-лимонена и дипентена, компонента b), включающего по меньшей мере один мономер, выбранный из группы, состоящей из стирола и α-метилстирола, и компонента с), включающего мономер, представляющий собой фенол.

Изобретение относится к созданию резиновой композиции на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с повышенным содержанием акрилонитрила и малой непредельностью и может быть использовано в резиновой и резинотехнической промышленности для изготовления многослойных резинокордных изделий, эксплуатирующихся в условиях воздействия динамических нагружений, топлив и масел при повышенных температурах в течение длительного времени.
Изобретение относится к наполненным композиционным полимерным материалам, предназначенным для напольных вибропоглощающих покрытий и может быть использовано в судостроении, гражданском и промышленном строительстве и других отраслях.
Изобретение относится к морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной и резинотехнической промышленности для изготовления уплотнительных деталей, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, сульфенамид Ц, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту, в качестве противостарителя и модификатора 2-(диметиламинометил)-4-метил-6-(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гепт-экзо-2-ил)фенол 2-4 мас.ч.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий. Резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука включает серу, дифенилгуанидин, ускоритель вулканизации, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту, противостаритель и модификатор.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых износостойких изделий конструкционного назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред.

Изобретение относится к пневматической шине и слоистому пластику в качестве внутреннего несущего материала. Пневматическая шина содержит слоистый пластик, состоящий из пленки термопластичной смолы или термопластичной эластомерной композиции, и слоя каучуковой композиции.
Изобретение относится к производству композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков и может найти применение для изготовления пластин резиновых теплостойких, валов обрезиненных, резиновых уплотнительных деталей.

Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильных каучуков, перерабатываемой методом литья под давлением для изготовления резиновых уплотнительных деталей для гидравлических и пневматических устройств.

Изобретение относится к способу приготовления стабилизатора (противостарителя), ускорителя вулканизации или модифицированного природного каучука при использовании анилина.

Настоящее изобретение относится к изолирующей смоле на основе сложного глицидилового эфира для изоляционных материалов в распределительных устройствах. Указанная смола содержит метилнадик-ангидрид и/или гидрированный метилнадик-ангидрид и имидазол структуры где R1, R2, R3 и R4 указаны в п.1 формулы.

Изобретение относится к технологии резинотехнических изделий. Резиновая смесь содержит, мас. : каучук СКИ-3 67,60-68,80, стеариновую кислоту 1,30-1,40, оксид цинка 3,30-3,50, серу газовую 1,50-1,60, сульфенамид Т 0,40-0,50, технический углерод N330 23,60-24,10, модификатор N-алкил-4-нитрозо-3-метил-5--пиразол 0,30-2,10. Алкил представляет собой метил,или пропил, или изопропил. Модификатор получают путем каталитической поэтапной конденсации функционализированного 1,3-дикетона, амина и кетона. Изобретение позволяет увеличить степень взаимодействия полимер-наполнитель и улучшить технические характеристики вулканизатов. 2 табл.

Наверх