Комплексный противостаритель для резин с повышенной стойкостью к абразивному износу

Изобретение относится к комплексным противостарителям для резин, эксплуатируемых при повышенных температурах в условиях абразивного износа, и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности для обеспечения резинам сопротивления абразивному износу в течение длительного времени их эксплуатации. Комплексный противостаритель состоит из порошкообразного носителя - коллоидной кремнекислоты и жидкого сплава противостарителей при соотношении сплава и коллоидной кремнекислоты, равном 45-55 : 55-45 мас. ч. Сплав противостарителей содержит, мас.%: салициловая кислота - 8,7, фталевый ангидрид - 2,0, оксид цинка - 29,5, ε-капролактам - 29,9, N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамина - 29,9. Изобретение позволяет повысить устойчивость резин к абразивному износу. 2 табл.

 

Изобретение относится к комплексным противостарителям для резин, эксплуатируемых при повышенных температурах в условиях абразивного износа. Изобретение может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности для обеспечения резинам, например беговой части протектора шины, сопротивления абразивному износу в течение длительного времени их эксплуатации.

Известен комплексный противостаритель для резин, содержащий ε-капролактам, 2,2-метиленбис(4-метил-6-трет-бутилфенол), салициловую кислоту и оксид цинка (Патент RU 2620058, МПК С08K 13/02, С08K 3/22, С08K 5/09, С08K 5/18, C08L 21/00, 22.05.2017).

Недостатком данного противостарителя является использование в его составе 2,2-метиленбис(4-метил-6-трет-бутилфенол), который относится к противостарителям фенольного типа, уступающим по эффективности защиты противостарителям аминного типа. Поэтому их использование ограничивается в основном светлыми резинами, так как фенольные противостарители не окрашивают их.

Известен комплексный противостаритель для резин, состоящий из порошкообразного носителя оксида цинка и жидкого сплава противостарителей, содержащего N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин, ε-капролактам, борную кислоту, салициловую кислоту и оксид цинка. Порошкообразный носитель является твердой оболочкой капсул, препятствующей проникновению сквозь нее жидкого вещества капсулы и превращения порошкообразного продукта в пасту (Патент RU 2528673, МПК С08K 13/02, C08L 21/00, 20.09.2014).

Недостатком данного противостарителя является невозможность обеспечения резинам высокого уровня защиты от абразивного износа. Его действие в основном направлено на увеличение термоокислительной и озонной стойкости резин.

Известен комплексный противостаритель для резин, состоящий из порошкообразного носителя оксида цинка и коллоидной кремнекислоты и жидкого сплава противостарителей, полученного при 70-90°С, содержащего N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин, ε-капролактам, борную кислоту, салициловую кислоту и оксид цинка. Порошкообразный носитель является твердой оболочкой капсул, препятствующей проникновению сквозь нее жидкого вещества капсулы и превращения порошкообразного продукта в пасту (Патент RU 2531200, МПК С08K 13/02, C08L 21/00, 20.10.2014).

И в этом случае недостатком данного противостарителя является невозможность обеспечения резинам высокого уровня стойкости к абразивному износу. Его действие также направлено в основном на увеличение термоокислительной и озонной стойкости резин.

Наиболее близким по совокупности признаков является комплексный противостаритель для резин, состоящий из порошкообразного носителя (образующего капсульную оболочку) - коллоидной кремнекислоты и капсулируемого вещества - жидкого сплава противостарителей, содержащего N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, оксид цинка, ε-капролактам и салициловую кислоту (Патент RU 2559469, МПК C08L 21/00, С08K 3/22, С08K 5/09, С08K 5/18, 10.08.2015).

Однако запатентованный противостаритель не обеспечивает высокой ходимости шине. Лабораторные испытания, проводимые на машине типа Грассели, образцов резин из резиновых смесей, содержащих данный противостаритель, указывают на относительно низкий уровень износостойкости.

Задачей настоящего изобретения является создание комплексного противостарителя для резин с повышенной стойкостью к абразивному износу, эксплуатируемых при повышенных температурах.

Техническим результатом является повышенная устойчивость резин к абразивному износу.

Поставленный технический результат достигается при использовании комплексного противостарителя для резин с повышенной стойкостью к абразивному износу, состоящего из порошкообразного носителя - коллоидной кремнекислоты и жидкого сплава противостарителей, содержащего производное n-фенилендиамина, ε-капролактам, оксид цинка и салициловую кислоту, при соотношении сплава и коллоидной кремнекислоты, равном 45-55 : 55-45 мас.ч. соответственно, при этом противостаритель дополнительно содержит фталевый ангидрид, а в качестве производного n-фенилендиамина содержит N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин, при следующем соотношении ингредиентов жидкого сплава, мас. %:

салициловой кислоты - 8,7

фталевого ангидрида - 2,0

оксида цинка - 29,5

ε-капролактама - 29,9

N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамина - 29,9.

Заявляемый комплексный противостаритель представляет собой капсулу с оболочкой из коллоидной кремнекислоты и капсулируемое вещество, синтезируемое из салициловой кислоты, фталевого ангидрида, оксида цинка, ε-капролактама и N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамина. При этом коллоидная кремнекислота с капсулируемое вещество (жидкий сплав противостарителей) берутся исходя из соотношения 45-55 : 55-45 мас. ч. соответственно.

Синтез комплексного противостарителя (ПPC-1N6) для резин с повышенной стойкостью к абразивному износу осуществляется при 130°С.

Для приготовления 100 г жидкого сплава противостарителей использовали 29,9 г ε-капролактама, 29,9 г N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамина, 2,0 г фталевого ангидрида, 8,7 г салициловой кислоты и 29,5 г оксида цинка.

Расплав N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин - ε-капролактам в процессе синтеза выполняет функцию не только дисперсионной среды, но и способствует формированию комплексных солей.

Фталевый ангидрид дает возможность получения полимерной комплексной соли и тем самым, создавая пространственные затруднения, обеспечивает, совместно с N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамином, наибольший эффект в повышении сопротивления абразивному износу, не только в поверхностных слоях вулканизата, но и в слоях, удаленных от поверхности. Причем N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин координирован цинком и обладает меньшей способностью к миграции в поверхностные слои резины.

Идентификация структуры полученного вещества свидетельствует о получении двух комплексных солей: салицилата цинка и полифталата цинка. Так, количество воды, выделившейся в результате реакции салициловой кислоты и фталевого ангидрида с оксидом цинка и отобранное насадкой Дина-Старка, составляет 95% от стехиометрического. ε-Капролактам, выполняющий, в начале синтеза соли, функцию дисперсионной среды, способен отмываться водой (растворимость ε-капролактама в воде составляет 500 г на 1 литр). Остальные компоненты, взятые для синтеза соли, в воде растворяются очень плохо, поэтому их присутствие в промывных водах маловероятно. Количество отмытого, из реакционной смеси ε-капролактама, после 1 и 5 мин синтеза соответственно составляет 2 и 1% мас. Видно, что по мере вхождения ε-капролактама в лигандную сферу комплексной соли его отмывка затрудняется и может практически прекратиться (в условиях данного опыта к 10 мин.).

Еще одним, косвенным доказательством образования комплексных солей является изменение окраски, происходящее в процессе синтеза и свойственное, как правило, такого рода химическим превращениям. Окраска меняется от черной - до темно-фиолетовой.

Таким образом, в результате синтеза капсулируемое вещество представляет собой салицилат и полифталат цинка с координацией цинком ε-капролактама и N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамина.

Заявляемое соотношение компонентов комплексного противостарителя является наиболее предпочтительным, в том числе и с позиции обеспечения вязкости капсулируемой системы в целом.

Для получения комплексного противостарителя используется ε-капролактам по ГОСТ 7850-86, оксид цинка по ГОСТ 202-84, салициловая кислота по ГОСТ 624-70, фталевый ангидрид по ГОСТ 7119-77 и N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин (6PPD) китайского производства фирмы DALIAN RICHONCHEM CO., LTD.

При качении по асфальтовому покрытию и особенно в условиях торможения температура резинового массива протектора может развиваться до 90-100°С. При этом сопротивление абразивному износу со стороны асфальтного покрытия обеспечивают каучуки общего назначения, в том числе и синтетический полиизопреновый каучук (СКИ-3), а также противостарители.

Преимущества от использования в резиновых смесях заявляемого комплексного противостарителя (ПРС-1N6) показаны на примере известной и широко используемой резиновой смеси для беговой части протектора на основе СКИ-3, содержащей в качестве противостарителей, как правило, производные n-фенилендиамина и ацетонанила в дозировках соответственно 1,0-1,5 и 1,0-2,0 масс. ч. [Справочник резинщика. Материалы резинового производства. М.: Химия, 1971 г. С.330-335].

Резиновые смеси и их вулканизаты с заявляемым противостарителем сравнивали с контрольными резиновыми смесями и их вулканизатами. Все резиновые смеси готовили по общепринятой технологии. Вулканизацию проводили в прессе с электрообогревом при температуре 155°С в оптимуме вулканизации.

Составы резиновых смесей с разными противостарителями представлены в Таблице 1.

При оценке физико-химических свойств резин проводили их термоокислительное старение, для того чтобы имитировать процессы, протекающие в шине, принимая во внимание, что разогрев массива шины при ее качении будет ускорять термоокислительные процессы, что, естественно, не может не отразиться на абразивном износе.

Физико-механические свойства резин представлены в Таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что смеси, приготовленные с использованием заявляемого комплексного противостарителя, обладают более высоким уровнем абразивной износостойкости и стойкости к термоокислительному старению в сравнении со стандартами сравнения и прототипом.

Таким образом, комплексный противостаритель для резин с повышенной стойкостью к абразивному износу, состоящий из порошкообразного носителя - коллоидной кремнекислоты и жидкого сплава противостарителей, содержащего N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин, ε-капролактам, фталевый ангидрид, оксид цинка и салициловую кислоту, при соотношении сплава и коллоидной кремнекислоты, равном 45-55 : 55-45 мас. ч., соответственно, при заявленном соотношении ингредиентов, обеспечивает повышение устойчивости резин к абразивному износу.

Комплексный противостаритель для резин с повышенной стойкостью к абразивному износу, состоящий из порошкообразного носителя - коллоидной кремнекислоты и жидкого сплава противостарителей, содержащего производное n-фенилендиамина, ε-капролактам, оксид цинка и салициловую кислоту, при соотношении сплава и коллоидной кремнекислоты, равном 45-55 : 55-45 мас. ч. соответственно, отличающийся тем, что противостаритель дополнительно содержит фталевый ангидрид, а в качестве производного n-фенилендиамина содержит N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин, при следующем соотношении ингредиентов жидкого сплава, мас. %:

салициловая кислота 8,7
фталевый ангидрид 2,0
оксид цинка 29,5
ε-капролактам 29,9
N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-n-фенилендиамин 29,9



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резиновой смеси и шине, изготовленной с ее использованием. Резиновую смесь получают смешиванием, по меньшей мере, одного каучукового компонента, выбранного из натурального каучука и/или диенового синтетического каучука с диоксидом кремния и композицией эфира глицерина и жирной кислоты, в которой количество композиции эфира глицерина и жирной кислоты составляет 0,5-15 мас.ч.

Изобретение относится к способу производства протектора шины, а именно к способу получения коронной зоны, которая в ходе своего использования образует пористую поверхность с площадью пор от 75 до 800 мкм2.

Изобретение относится к шинам для колес транспортных средств, в частности, шины с высокими и сверхвысокими эксплуатационными характеристиками наряду с технологическим процессом их изготовления.

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, получаемых растворной полимеризацией, в частности к регенерации возвратного растворителя со стадии выделения каучуков.

Изобретение относится к способам скрытой маркировки и идентификации резиновых изделий и может быть использовано в криминалистике и в судебной практике для экспертизы резин физико-химическими способами.

Изобретение относится к вулканизуемой каучуковой композиции, содержащей сталь и аминоалкоксимодифицированный силсесквиоксан (АМС), который включает одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из амино АМС, амино/меркаптан со-АМС, амино/ блокированный меркаптосилан со-АМС и их смеси, и используется для покрытия металлизированного или неметаллизированного металлического провода для обеспечения адгезии провода к резиновой смеси.
Изобретение относится к плоскопараллельным слоистым уплотнительным материалам - паронитам и различным прокладкам из них, предназначенным для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями, в процессе эксплуатации которых материал подвергается переменным термическим и механическим нагрузкам - периодическим сжатиям, нагревам и др.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шипованная шина изобретения содержит шиповые шпильки (шипы противоскольжения) (20), устанавливаемые в поверхность участка (1) протектора, контактирующую с дорожным покрытием.

Изобретение относится к каучуковым смесям, к способу получению каучуковых смесей, к способу получению вулканизатов, к вулканизатам и применению эфира ω-меркапто- С 2 –С 6-карбоновой кислоты с многоатомным спиртом для получения каучуковых смесей и их вулканизатов.

Изобретение относится к анализу старения резиновой смеси для шины, в частности к ухудшению состояния поверхности полимерного материала с низкой проводимостью. Способ анализа старения резиновой смеси включает облучение резиновой смеси с образованным на ней металлическим покрытием толщиной 100 Ǻ или менее рентгеновскими лучами высокой интенсивности, имеющими энергию в диапазоне 4000 эВ или менее, и измерение поглощения рентгеновских лучей по графикам спектров поглощения для анализа старения резиновой смеси для шины.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксиангидридной смеси, которые могут быть использованы в строительстве объектов транспортной инфраструктуры, жилищно-коммунального хозяйства, а также в гражданском и промышленном строительстве.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксиангидридной смеси, которые могут быть использованы в различных отраслях машиностроения, строительства, а также в производстве стеклопластика.

Изобретение относится к области промышленного неорганического синтеза, в частности производства и установки гидрирования щелочных металлов, и может быть использовано для получения влагозащитного покрытия на деталях из химически активного материала.

Изобретение относится к новому способу получения антиоксиданта для стабилизации резин и к аминному антиоксиданту, полученному указанным способом для стабилизации резин в твердой форме.

Изобретение относится к производству материалов, используемых для изготовления изделий различного функционального назначения, в том числе нефтенабухающих уплотнительных элементов, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к получению комплексного противостарителя для резин, обеспечивающего последним высокие физико-механические показатели и их сохранение в процессе термоокислительного старения.

Изобретение относится к полипропиленовым изделиям с уменьшенной матовостью, увеличенной температурой кристаллизации и яркостью. Полипропиленовое изделие с улучшенными оптическими свойствами и/или увеличенной температурой кристаллизации содержит полипропиленовую смолу и однородным образом диспергированные в ней от около 1 ppm до около 10 ppm одного или более полициклических органических пигментов, выбранных из синих, зеленых, пурпурных, красных, желтых, оранжевых и фиолетовых полициклических органических пигментов и от около 50 ppm до около 250 ppm одного или более ароматических трисамидных нуклеирующих агентов, выраженных формулой (I), и где ppm уровни выражены по массе в пересчете на массу полипропиленовой смолы.
Изобретение относится к получению комплексного противостарителя для резин и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Комплексный противостаритель для резин включает, мас.ч.: порошкообразный носитель - коллоидную кремнекислоту - 45-55 и жидкий сплав противостарителей - 45-55.
Изобретение относится к композиции на основе полиамидных смол, включающей полиамид, состоящий из диаминового звена, содержащего 70 мол.% или более параксилилендиаминового звена, и звена дикарбоновой кислоты, содержащего 70 мол.% или более звена алифатической дикарбоновой кислоты с 6-18 атомами углерода, а также (В) ароматического соединения вторичного амина и (С) органического соединения на основе серы.
Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству резиновых смесей для изготовления изделий различного целевого назначения, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Изобретение относится к области химической технологии получения термостабилизаторов экструзивной переработки ПВХ смол - солей органических карбоновых кислот и двухвалентного свинца и направлено на устранение известных недостатков, присущих ранее разработанным способам получения данного класса соединений.

Изобретение относится к комплексным противостарителям для резин, эксплуатируемых при повышенных температурах в условиях абразивного износа, и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности для обеспечения резинам сопротивления абразивному износу в течение длительного времени их эксплуатации. Комплексный противостаритель состоит из порошкообразного носителя - коллоидной кремнекислоты и жидкого сплава противостарителей при соотношении сплава и коллоидной кремнекислоты, равном 45-55 : 55-45 мас. ч. Сплав противостарителей содержит, мас.: салициловая кислота - 8,7, фталевый ангидрид - 2,0, оксид цинка - 29,5, ε-капролактам - 29,9, N--N-фенил-n-фенилендиамина - 29,9. Изобретение позволяет повысить устойчивость резин к абразивному износу. 2 табл.

Наверх