Модификатор резин и резиновая смесь на его основе

Изобретение относится к области производства модификаторов для резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе. Модификатор получают путем взаимодействия фуллеренов фракции С5092, индолил-3-масляной кислоты, метилбензола, диметилкетона, серной кислоты, параформа. Полученная смесь продуктов синтеза соединяется с волластонитом в массовом соотношении 10:100 путем механического перемешивания. Полученный модификатор используют для изготовления резиновых смесей. Резиновая смесь содержит каучук СКЭПТ, масло вазелиновое, окись цинка, кислоту олеиновую, волластонит, пероксимон F40, модификатор и пигмент фталоцианиновый. Изобретение позволяет улучшить комплекс физико-механических свойств резиновой смеси. 2 н.п. ф-лы, 5 табл.

 

Изобретение относится к области производства модификаторов для резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе.

Известно применение в качестве модификатора (наполнителя) для резины повышенной износостойкости (в частности, применяемой для изготовления шин) углеродной сажи [например, патент ЕР N 0159469, кл. В60С 1/00, 1985 г., ЕР N 0224184, кл. В60С 1/00, 1987 г.]. Добавление углеродной сажи в процессе вулканизации приводит к усилению каучуков, т.е. повышению прочности, износостойкости резины, т.к. частицы активных саж, соединяясь с каучуком, образуют дополнительную сетку, пронизывающую всю массу каучука в различных направлениях, т.е. сажа входит в пространственную сетку полимера. Однако прочность и износостойкость резины с наполнителем в виде углеродной сажи не отвечает современным требованиям.

Известен наполнитель для эластомеров на основе фуллерена [патент ЕР N 0716044, кл. С01В 31/02, 1996 г.], которым является амино- или гидроксифуллерен, например С60(ОН)х. При этом молекулы мономера или каучука связываются между собой молекулами фуллерена. Каучуки и резины, полученные с использованием указанного наполнителя, также не обладают достаточными прочностными свойствами, т.к. фуллерены не образуют достаточное количество связей в различных направлениях.

В качестве прототипа был выбран патент РФ №2151781 [Петрик Виктор Иванович, опубл. 27.06.2000]. Изобретение относится к области производства резин, синтетических каучуков и других эластомеров. Наполнитель для каучуков, резин и других эластомеров состоит из смеси фуллеренов и углеродной смеси, изготовленной из графита, обработанного хромовой кислотой при соотношении массы графита к массе кислоты от 1:0,3 путем резистивного нагрева, причем углеродная смесь составляет 80-95 мас. % наполнителя, фуллерены - остальное. Однако такой модификатор создает сложности в диспергировании и дальнейшем изготовлении готового изделия на основе полученной резиновой смеси.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка комплексного модификатора для производства резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе с улучшенным комплексом физико-химических свойств. Для получения модификатора использовали следующие компоненты при соотношении, мас.%:

Смесь фуллеренов фракции С5092 0,033-0,094
Индолил-3-маслянная кислота 0,163-0,469
Метилбензол 31,269-32,616
Диметилкетон 62,569-65,232
Серная кислота 1,631-4,690
Параформ 0,326-0,938

К дополнительному взаимодействию в процессе вулканизации и, как правило, к усилению вулканизатов приводит использование в процессе вулканизации наполнителей. Использование разрабатываемого модификатора приводит к сшиванию цепей макромолекул в эластомерах молекулами фуллеренов и к образованию дополнительных поперечных связей. При этом появляется возможность снизить содержание вулканизующего агента.

Техническая задача изобретения решается тем, что модификатор на основе смеси углеродных фуллеренов для РТИ синтезируется следующим образом:

- на первом этапе смешиваются растворы индолил-3-масляной или индолилуксусной кислот и параформа в диметилкетоне и смеси фуллеренов фракции С5092 в метилбензоле,

- указанная смесь растворов подогревается при постоянном перемешивании до температуры проведения реакции в диапазоне температур 58-60°C. Синтез проводится при постоянном возврате растворителей через обратный холодильник, охлаждаемый проточной водой до начала снижения температуры реакционной среды ниже указанного интервала,

- далее по каплям в реакционную смесь добавляется катализатор (концентрированная серная кислота плотностью 1,84 г/см3) до полного прекращения выделения газов из реакционной смеси. Окончание реакции сопровождается изменением цвета системы и образованием темно-красной непрозрачной устойчивой коллоидной системы смеси продуктов синтеза.

Для осуществления синтеза были подготовлены три состава реагентов, что представлено в таблице 1.

Выход продуктов синтеза определяли по величине коэффициента пропускания видимого света полученного цветного раствора при помощи однолучевого спектрофотометра КФК-ЗКМ в фотометрическом диапазоне измерения. При длине волны видимого света равной 620 нм эта величина составила 11,25%; 9,22%; 10,56% соответственно для составов №1, №2 и №3. Минимальное значение величины коэффициента пропускания соответствует наибольшей степени конверсии исходных веществ, что наблюдалось при осуществлении реакции с соотношением реагентов по составу №2.

Для получения модификатора образующаяся в результате реакции смесь продуктов синтеза соединяется с наполнителем в массовом соотношении 10:100 путем механического перемешивания, где в качестве наполнителя используется волластонит при следующем соотношении, мас.%:

Смесь фуллеренов фракции С5092 0,003-0,009
Производные индола 0,016-0,047
Метилбензол 3,262-3,127
Диметилкетон 6,523-6,257
Серная кислота 0,163-0,469
Параформ 0,033-0,094
Волластонит 90-90,185

Примеры состава модификаторов представлены в таблице 2.

Исходя из величины степени конверсии продуктов синтеза оптимальными свойствами обладает модификатор, соответствующий составу №2. На основе полученного модификатора была изготовлена резиновая смесь, которая состояла из тройного этилен-пропилен-диенового каучука (СКЭПТ), масла вазелинового, окиси цинка, кислоты олеиновой, волластонита, пероксимона F40, разработанного модификатора и пигмента фталоцианинового при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Каучук СКЭПТ 59,269-65,959
Масло вазелиновое 3,958-4,742
Окись цинка 1,979-2,963
Кислота олеиновая 1,319-2,371
Волластонит 26,383-29,635
Пероксимон F40 0,329-0,889
Модификатор 0,007-0,012
Пигмент фталоцианиновый 0,067-0,119

Способ приготовления резиновой смеси осуществляется следующим образом. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На предварительно подогретых до 50±5°C вальцах вальцуют каучук, затем последовательно добавляют ингредиенты; смесь готовят в течение 20 минут и снимают в виде листа при температуре не выше 100°C; полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°C и перестилают чистой прокладкой.

Использование в рецептуре разработанного модификатора позволяет получить резиновую смесь с высокими физико-механическими показателями вулканизатов. Разработанная резиновая смесь на основе модификатора обладает хорошими технологическими свойствами, легко перерабатывается на существующем оборудовании, готовые изделия будут отличаться высокой стойкостью к кислородному старению, улучшенными физико-химическими показателями.

В качестве примеров в таблице 3 представлены составы резиновых смесей на основе полученных модификаторов.

Готовые резиновые смеси анализировали и определили: условная прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 4.

Как следует из данных таблицы 4, оптимальными свойствами обладает резиновая смесь, изготовленная по примеру 2, с применением модификатора состава №2 в количестве 0,009 мас.%. Предложенная резиновая смесь обладает наилучшими показателями и позволяет улучшить эксплуатационные свойства готового резинотехнического изделия на ее основе.

1. Модификатор для резин, характеризующийся продуктом взаимодействия фуллеренов фракции С5092, индолил-3-маслянной кислоты, метилбензола, диметилкетона, серной кислоты, параформа и волластонита в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:

смесь фуллереновая фракции С5092 0,003-0,009
индолил-3-масляная кислота 0,016-0,047
метилбензол 3,262-3,127
диметилкетон 6,523-6,257
серная кислота 0,163-0,469
параформ 0,033-0,094
волластонит 90,0-90,185

2. Резиновая смесь на основе каучука СКЭПТ, включающая масло вазелиновое, окись цинка, кислоту олеиновую, волластонит, пероксимон F40, модификатор, изготовленный по п. 1, пигмент фталоцианиновый при следующем соотношении компонентов, мас.%:

каучук СКЭПТ 59,269-65,959
масло вазелиновое 3,958-4,742
окись цинка 1,979-2,963
кислота олеиновая 1,319-2,371
волластонит 26,383-29,635
пероксимон F40 0,329-0,889
модификатор 0,007-0,012
пигмент фталоцианиновый 0,067-0,119



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к полимерным обшивочным материалам, в частности к кровельным мембранам. Кровельная мембрана содержит 2 слоя.

Изобретение относится к способу получения термопластичной резины (ТПР) с повышенной стойкостью к углеводородным маслам, которая может быть использована для изготовления различных эластичных резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами.

Группа изобретений относится к резино-технической промышленности и может быть использована для изготовления формованных изделий, применяемых в деталях и элементах пневматических подвесок, шинах, протекторах шин, оболочках кабелей, шлангах, приводных ремнях, конвейерных лентах, покрышках, обувных подошвах и в амортизирующих элементах.

Изобретение относится к эластомерным полимерным материалам для изготовления набухающих уплотняющих изделий с контролируемыми свойствами набухания и к использованию таких материалов.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащий серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод П-324, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензотиазол, дитиоморфолин, канифоль сосновую, белую сажу и модифицирующую добавку - фосфорборазотсодержащий олигомер, материал, отличается тем, что содержит фосфорборазотсодержащий олигомер, предварительно обработанный коллоидной кремнекислотой в виде белой сажи БС-120, при следующем соотношении компонентов, масс.
Изобретение относится к уплотнительному профилю для дверей и окон, выполненных из смеси материалов, включающих, об.%: этиленпропилендиеновый каучук 10-50, сополимер пропилена с этиленом 8-50, наполнитель 5-70, парафиновое масло 0-20, ускоритель-донор серы 0,1-5, сера 0,5-5, оксид цинка 0,5-3.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензтиазол, канифоль сосновую, белую сажу и фосфорборазотсодержащий олигомер, материал отличается тем, что дополнительно содержит алюмосиликатные полые микросферы, предварительно обработанные фосфорборазотсодержащим олигомером при 80°C, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 100,0, сера 2,0, тетраметилтиурамдисульфид 0,75, 2-меркаптобензтиазол 1,5, оксид цинка 5,0, стеарин 1,0, технический углерод П-324 2,0, канифоль сосновая 3,0, белая сажа БС-120 30,0, алюмосиликатные полые микросферы 5,0, фосфорборазотсодержащий олигомер 1,0-3,0.

Изобретение относится к пропиленовым ударопрочным сополимерам. Ударопрочный пропиленовый сополимер содержит матрицу, включающую гомополимер пропилена или статистический сополимер пропилена и альфа-олефина, и дисперсную фазу.

Настоящее изобретение относится к термопластичным полиолефиновым композициям и изготовленным из них изделиям. Композиция статистического сополимера пропилена содержит (A) 60-85 мас.% сополимера, включающего пропилен и от 0,1 до 2 мас.% звеньев, образованных из этилена, и (B) 15-40 мас.% сополимера, включающего пропилен и от 7 до 17 мас.% звеньев, образованных из этилена.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе СКЭПТ-50 содержит серу, дитиодиморфолин, тиурам Д, 2-меркаптобензотиазол, оксид цинка, стеарин, белую сажу БС-120, технологическую добавку-технический углерод П-324 и модифицирующую добавку.

Изобретение относится к области получения композитных материалов с применением нанотехнологии, а именно касается технологии получения нанокомпозитов на основе наноструктурированного карбида кремния с полиимидной матрицей, которые могут быть применены в различных областях техники, в частности при изготовлении конструкционных материалов, используемых в авиационной и космической отрасли, в ракетостроении, электротехнике, в кабельной промышленности и микроэлектронике.

Группа изобретений относится к резино-технической промышленности и может быть использована для изготовления формованных изделий, применяемых в деталях и элементах пневматических подвесок, шинах, протекторах шин, оболочках кабелей, шлангах, приводных ремнях, конвейерных лентах, покрышках, обувных подошвах и в амортизирующих элементах.

Изобретение может быть использовано в производстве красок, пластиков, косметических средств, керамики, стекла, в текстильной промышленности. Для получения чешуек перлита с покрытием сначала наносят слой оксида олова на чешуйки перлита.

Изобретение относится к резиновой смеси на основе термоэластопластов бутадиенстирольного класса, которые могут использоваться в конструкциях бортовых кабельных систем ракетно-космической техники.

Изобретение относится к кабельной промышленности и может быть использовано при изготовлении изоляции и оболочек кабелей и проводов, характеризующихся пониженным выделением дыма при горении.

Изобретение относится к композиции полиэтилена высокой плотности для производства труб или изделий, используемых в системе трубопроводов, обладающей устойчивостью к повреждениям в присутствии хлорированной и нехлорированной воды.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, к области тиксотропных эпоксидных композиций для получения противокоррозионных покрытий металлических, бетонных и железобетонных изделий и конструкций, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к дорожному строительству и касается способа получения составов на основе полимербитумных вяжущих, которые могут быть применены для защиты дорожных асфальтобетонных покрытий от негативных воздействий.

Изобретение относится к отверждаемым композициям эпоксидной смолы, пригодным для получения изолятора для газоизолированного распределительного устройства высокого напряжения.

Изобретение относится к способу получения каучуковых иономеров и полимерных нанокомпозитов. Способ получения каучуковых иономеров включает стадии подачи в экструдерный узел концентрированной жидкости, содержащей бромированный каучук и летучее соединение, и нуклеофила, содержащего азот и/или фосфор.

Изобретение относится к нанокомпозиционному материалу с ориентированной структурой на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, который может быть использован для изготовления триботехнических изделий, таких как подшипники скольжения, втулки, применяемые в слабо- и средненагруженных узлах трения, в том числе в эндопротезах коленных и тазобедренных суставов в качестве полимерного вкладыша.

Изобретение относится к области производства модификаторов для резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе. Модификатор получают путем взаимодействия фуллеренов фракции С50-С92, индолил-3-масляной кислоты, метилбензола, диметилкетона, серной кислоты, параформа. Полученная смесь продуктов синтеза соединяется с волластонитом в массовом соотношении 10:100 путем механического перемешивания. Полученный модификатор используют для изготовления резиновых смесей. Резиновая смесь содержит каучук СКЭПТ, масло вазелиновое, окись цинка, кислоту олеиновую, волластонит, пероксимон F40, модификатор и пигмент фталоцианиновый. Изобретение позволяет улучшить комплекс физико-механических свойств резиновой смеси. 2 н.п. ф-лы, 5 табл.

Наверх