Способ приготовления резиновой смеси на основе хлоропренового каучука
Владельцы патента RU 2577283:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к способу приготовления резиновой смеси на основе хлоропренового каучука. Способ получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука включает распарку каучука при температуре 100°C в течение 1 часа, введение оксида цинка и оксида магния. Перед смешением с компонентами смеси каучук в течение 20 секунд подвергают микроволновому воздействию с частотой микроволн 2,45 ГГц, В смесь дополнительно вводят стеариновую кислоту и технический углерод при соотношении компонентов, мас.ч.: хлоропреновый каучук - 100, оксид цинка - 5, оксид магния - 7, стеариновая кислота - 0,5, технический углерод - 0,5. Изобретение позволяет улучшить деформационно-прочностные свойства вулканизата резиновой смеси. 1 табл. , 2 пр.
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке способа приготовления резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, изделия из которой характеризуются улучшенными деформационно-прочностными свойствами и могут быть использованы в качестве уплотнителей в строительстве, а также в качестве покрытий в шинной и резинотехнической промышленности.
Из области техники известно применение воздействия СВЧ полем на различные полимерные композиции, в частности на силиконовые композиции для сокращения времени изготовления и повышения микробиологической чистоты при изготовлении спортивных зубных шин (патент РФ 2291881, МПК C08J 3/28, A61C 9/00, опубл. 20.01.2007).
Однако данный способ не позволяет повысить деформационно-прочностные свойства готовых изделий.
Известен способ приготовления резиновой смеси, при котором карбоцепной каучук смешивают с модифицирующей добавкой органическим порообразователем до введения вулканизующей группы, пластификатора, противостарителя и технического углерода (RU 2094442, МПК C08J 3/22, C08L 9:00, опубл. 27.10.1997).
Однако данный способ требует дополнительно обработки гидролизного полиуретана, входящего в состав смеси, порообразователями при повышенных температурах.
Известен способ, при котором резиновую смесь на основе хлоропренового каучука, включающую оксид магния, оксид цинка, стеариновую кислоту, предварительно полученный модификатор и технический углерод, готовят на вальцах при нагревании (RU 2307132, МПК C08J 11/00, C08J 3/28, опубл. 27.09.2007).
Однако данный способ требует дополнительного введения модификатора, который предварительно получают при повышенной температуре в течение длительного времени.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, при котором перед введением в каучук смеси наирита КРНТ, дифенилгуанидина, предварительно полученного модификатора, оксида магния и оксида цинка, каучук распаривают в течение 60 минут при температуре 100°C (RU 2279448, МПК C08J 3/20, C09J 111/00, C08L 11/00, опубл. 10.07.2006).
Однако синтез вводимого в смесь модификатора требует больших временных затрат и повышенной температуры, что снижает технологичность способа.
Задачей изобретения является разработка технологичного способа получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука.
Техническим результатом является вулканизат на основе хлоропренового каучука, обладающий улучшенными деформационно-прочностными свойствами.
Поставленный технический результат достигается в способе получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, включающем распарку каучука при температуре 100°C в течение 1 ч, введение оксида цинка и оксида магния, при этом перед смешением с компонентами смеси каучук в течение 20 секунд подвергают микроволновому воздействию с частотой микроволн 2,45 ГГц, а в смесь дополнительно вводят стеариновую кислоту и технический углерод при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.: хлоропреновый каучук - 100, оксид цинка - 5, оксид магния - 7, стеариновая кислота - 0,5, технический углерод - 0,5.
Сущностью изобретения является предварительная обработка микроволновым воздействием основы резиновой смеси - хлоропренового каучука. Микроволновое воздействие с частотой микроволн 2,45 ГГц осуществляют в течение 20 секунд. Микроволновое воздействие способствует разупорядочиванию кристаллических и аморфных участков макромолекул каучука и их последующему формированию в новую, более равномерную структуру. Введение наполнителя - технического углерода - способствует более равномерному распределению тепла, образующегося в процессе микроволновой обработки резиновой смеси, что также способствует образованию более равномерной структуры в каучуке.
Стеариновая кислота является активатором вулканизации.
Образованная равномерная структура каучука позволяет улучшить деформационно-прочностные свойства вулканизованной резины на основе описываемой смеси.
Уменьшение времени микроволнового воздействия не позволяет осуществиться изменениям в структуре каучука (что косвенно подтверждается отсутствием улучшений деформационно-прочностных свойств вулканизатов), увеличение времени воздействия свыше 20 секунд приводит к необратимым процессам частичной деструкции полимера.
Микроволновое воздействие на каучук осуществлялось с помощью микроволновой установки Panasonic NN-GD391S, мощностью 950 Вт и частотой микроволн - 2,45 ГГц.
В составе резиновой смеси на основе хлоропренового каучука марки Байпрен (CAS №9010-98-4) в качестве вулканизующих агентов использовались оксид магния (ГОСТ 4526-75), оксид цинка (ГОСТ 202-84), в качестве активатора вулканизации - стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96), в качестве наполнителя - технический углерод марки Π 803 (ГОСТ 7885-86).
Способ приготовления резиновой смеси осуществляется следующим образом.
Пример 1. Закристаллизованный хлоропреновый каучук (100 мас.ч.) предварительно распаривают в течение 1 часа при температуре 100°C, охлаждают до 50-60°C и затем в течение 20 секунд подвергают микроволновому воздействию с частотой микроволн 2,45 ГГц. Далее в резиновую смесь последовательно вводят оксид цинка (5 мас.ч.), оксид магния (7 мас.ч.), стеариновую кислоту (0,5 мас.ч.) и технический углерод (0,5 мас.ч.). Резиновую смесь готовят в микрорезиносмесителе типа «Brabender» при температуре камеры постепенно повышающейся в процессе смешения от 40 до 70-75°C. Продолжительность смешения 10-15 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 145°C в течение 25 минут.
Пример 2 (контрольный образец). Аналогичен примеру 1, но отсутствует стадия предварительной обработки каучука микроволновым излучением.
Физико-механические свойства полученных вулканизованных резин определялись в соответствии с ГОСТ 270-75 и ГОСТ 263-75 и приведены в таблице.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ приготовления резиновой смеси обеспечивает высокие деформационно-прочностные показатели вулканизата на ее основе.
Таким образом, разработанный технологичный способ получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, предварительно подвергшегося 20-секундному микроволновому воздействию с частотой микроволн 2,45 ГГц, с введением в состав смеси стеариновой кислоты и технического углерода позволяет улучшить деформационно-прочностные свойства вулканизата на ее основе.
Способ получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, включающий распарку каучука при температуре 100°C в течение 1 часа, введение оксида цинка и оксида магния, отличающийся тем, что перед смешением с компонентами смеси каучук в течение 20 секунд подвергают микроволновому воздействию с частотой микроволн 2,45 ГГц, а в смесь дополнительно вводят стеариновую кислоту и технический углерод при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас. ч.:
| хлоропреновый каучук | 100 |
| оксид цинка | 5 |
| оксид магния | 7 |
| стеариновая кислота | 0,5 |
| технический углерод | 0,5 |
