Резиновая смесь

 

° %i &eeie б® "Юi)

is

ОЛ ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

III) 526635

Со1ов Советских

Социалистических

Республик (61) До полнительное к авт. овид-ву (22) Заявлено 31.12.74 (21) 2091130/05 (51) М. Кл.з С 08L9/00

С 081 19/00

С 081 25/08 с присоединением заявок № 2116637/05 и

2116780/05 (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 11.10.76 (53) УДК 678.4(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Л. С. Кофман, Л. А. Галата, Л. М. Лановская, Г. Л. Мануйлова, В. Я. Никитина, И. М. Тункель, В. В. Марков, О. Г. Поляков, Г. Д. Болдырева, Н. Л. Сахновский, И. Т. Попов и А. С. Лыкин (71) Заявитель (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ

),2

Сера

Альтакс

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке резиновой смеси на основе смеси диено вых каучуков, нааример бутадиенового (СКД), бутадиенстирольного (СКС) и изопренового (СКИ).

Известна резиновая смесь на основе смеси диеновых синтетических каучуков,,ьключающая эластичный наполнитель, например структурированные серой пластифицированные жидкие каучуки, содержащие карбоксильные, нитрильные и другие функциональные группы. Известные эластичные наполнители обозначены в дальнейшем СПТФ. Резиновые смеси с использованием СПТФ не обеспечивают требуемых эксплуатационных свойств полученным резинам (по износостойкости, динамической выносливости и сопротивлению тепловому старению).

Цель изобретения состоит в повышении эксплуатационных свойств резин на основе смеси диеновых синтетических каучуков, например СКД, СКС и/или СКИ.

Поставленная, цель достигается иопользованием в качестве эластичного наполнителя структурированного серой с ускорителем олигомера, вы бранного из группы: олигодиен разветвленного строения молекулярного веса 2—

6 тыс. с содержанием концевых,гидроксильных групп 0,57 — 1,9 вес. % от олигодиена; олитобутадиен молекулярного веса 10 — 20 тыс.; олигомер бутадиена со стиролом молекулярного веса 10 — 20 тыс. в количестве 5—

15 вес. ч, на 100 вес. ч. смеси каучуков.

Пример 1. 100 вес. ч. олигобутадиендиола

5 мол. массы 2,0; 2,7; 3,5 и 6,0 тыс. (содержание гидроксильных групп соответственно 1,7;

1,9; 0,98; 0,57 вес. %) нагревают до 100 С в сосуде, снабженном мешалкой, вводят альтакс и через 15 мин — поро шкообразную серу в

10 следующих количествах, вес. ч. на 100 вес. ч. олигодиена:

При непрерывном,пер емешивании тем пер атуру смеси повышают в течение 120 — 160 мин до 150 С и затем — до 165 — 170"С за 60—

90 мин (до остановки мешалки вследствие

25 резкого увеличения вязкости реакционной смеси) . Полученный вязкий продукт термостатируют в течение 90 — 150 миH при 165—

170 С. После охлаждения образовавшийся эластичный активный наполнитель, легко отЗО деляющийся от стенок сосуда, у средняют

526635

Таблицв 1

ТяГ>лица 2 о

1, 3" ) Показатели

1,1 1,2 1,3 СПТФ

Показател;3

15,5

28,3 !

020

Ацетоновь)!) экстракт, вес. ":o

Бензольный экстракт, вес. ь

Максимум набухяния в бензоле, !

8,0 > )

1230

28 0

670

1,70

>0,020, >,)„)

1 |

" ) Определен на приборе Гепплера.

Таблица 3

Механические свойства протекторных резин на основа комбинадии каучуков СКИ-Ç, СКД, СКМС-ЗО, АРКМ-15 (содержание добавок СПТФ и ЭАН в опытных смесях

10 вес. ч, на 100 вес. ч. каучука) Модифицирующая добавка

Показатели

СПТФ

ЭАН(1, 1) Э АН(1, 3) ЭАН(1,2) 1 0 3

104

100

1.> -

4-14 (>

>! Gv

) J

), >

)45

)l )

)1,0

7) 150

4 i0

Я,О

0,93

0,63 (> 88

0, >6

0,94

0,61

0 ч

0,47

31

38 30

6>2

57

До 330

56

5i

110,0

39,0

32,0

6,0 (),0

10, i

101

132

1,0

1,3

Характеристика ЭАН-эластичных ак) ивпых наполнителей на основе олигобутадиендиолсв (содержание свободной серы 0,03 — 0,25 вес., >) 1

Ацетоновый экстракт, вес. " 18,01.) 812 8!

Бензольный экстракт, вас.",. 10,4 13,1 8,9

Максимум набуха)3ия в беи- 935 !6:)();497 золе,Я !

Модуль эластичности ":), кгс>с)( вальцеванием. Характеристика,полученного эластичного активного наполнитсля (ЗАН) приведсна в табл. 1. Для сравнения в табли- 20 це приводятся данные, . арактс;..изующис

СПТФ.

Пример 2. Отличается оТ примера 1 тем, что вместо олигооутадис!(ов взяты олинонзопрены мол. массы — 4 тыс. с содержание>м 25 гидро)ксильных групп 0,84 вес. ")), В качсс;.— ве ускорителя при>меня)от альтакс или суль(ренах)ид Ц. Исходный о I)(гоизопрсllдпол зиНапряжение при 300 и удлинения, к гc/см"Сопротивление разрыву, кгс см

Относительное удлинение, :u

Остаточное удл;шенне, К

Сопротивлен::е раздиру, кгс, сх)

1<оэффицие)3т тгп))овэго старения (100-С, 72 чвс) по сопротивлению разрыву по относительному удлинению

Эластичность ио отскоку

20" C

100" С

Твердость по ТМ, ед.

20 С

100 С

Сопротивление многократному растя)кению IIpll 1 0.С,-,,„=2()", — 100 и, тыс. циклов

CoIIPoTIII3>loI3IIP. РвзРвствнию тРгщllli до )0 мм при многократпом изгибе (с проколом), тыс. циклов

Истираемость ив призоре МИ)3-1, (ск) /квт-чвс) прн степени проскзль Il»нания 5 4

Истираемость на приборе „ШопиерШлобвх", см /м 1(>

Характеристика ЭАН на основе олигоизопрендиола (со.(ержачие свободной сары .,1 — 0,3 весГ ) ) ) Соотнопениг сера — ускоритгль соответствует нрн )еру J. правляют антиоксидвнтом. Приготовление эластичного наполнителя отличается только тегипсрвтурным режимом: температуру смеси поныв>)ают от,100 до 133 C в течение 140—

150 мин, смесь загустевает и се выдерэкива)от прп 135" C сще 90 — 150 мин.

Характеристика 3АН, полученных нв основе олигоизопрсндиолз, приведена в табл. 2.

В табл. 3 гриве.-.спы сгл;ства резин. модифицированных доба))кими СПТФ и 3АН. 1хак видно из табл. 3, протскторные резины, мо526635

1,2

1.3

Альтакс

Сера

Таблица 4

Свойства протекторных резин для легковых и грузовых автомобильных шин на основе комбинаций каучуков СКИ-З, СКД, БСК, модифицированных эластичным активным наполнителем (ЭАН) Резина для легковых шин

Резина для грузовых шин каучуки

СК И-3-1- С КД

СКИ-3 — БСК вЂ” ÑÊÄ

Показатели

ЭАН, вес. ч.

15

432!

150

114

186

12

85

130

448

68

Напряжение при 3001ь удлинения, кг/см"Сопротивление разрыву, кгс/см

Относительное удлинение,, Остаточное удлинение, о

Сопротивление раздиру, кгс/см

Коэффициент теплостойкости при 100 С по сопротивлению разрыву. по относительному удлиненшо

Коэффициент теплового старения (100 С, 72 час) по сопротивлению разрыву по относительному удлинен.iso

Эластичность по отскоку при 20-"С при 100.С

Твердость по ТМ, ед. при 20=С при 100-С

Механические потери в режиме заданной энергии цикла (К/Е) при 10УС

Сопротивление многократному растяжению при 100=С, 1

E<,„— — 20:о, <„,„=-100"., тыс. циклов

Сопротивление разрастанию тре.цпн до 10 мм при мно: ократном изгибе (с проколом), тыс. циклов

Истпраемость на приооре МИР-1, см /квт-час, прп степени, проскальзывания, )

12

Истираемость на приборе „Шоппер-Шлобах", см 1м 10

430

11

0,64

0,92

0,61

0,78

0.6 ! n,79

0,68

0,79

1,08

0,53

0,7

0,5

0,88

0,56

0,93

0,63! 29

28

31

52

0,35

62

58

0,26

58

0,31

0,32

28

177

42

15,0

8,0

330

128

290

78

228

2о4

1,О

244 дифицированные предложенными ЭАН, характеризуются лучшими, чем модифицированные

СПТФ аналогичные резины, гюказателями по износостойкости, усталостной выносливости, сопротивлсни10 тепловом) старению.

Лучши;I ком плексом свойств характеризуются резины, модифицированные ЭАН (1, -) и ЭАН (1, 3).

Технологические свойства резиновых смесей, voдифипировапных предложенными ЭАН, оыли вполне удовлетворительными.

Пример 3. A) В сосуде с мешалкой нагревают 100 г олигобутадиендиола мол. веса 2—

6 тыс. (предпочтительно 3 тыс.) до 100 С, noc;Iå чего добавляют альтакc и через 15 мин— порошкообразную серу в следующих количествах:

Не прекращая,перемешивания, тем пературу смеси повышают в течение 120 — 150 мин до 150 С, затем нагревают 60 — 80 мин до

170 С (до остановки мешалки вследствие резкого увеличения, вязкости реакционной смеси) и термостатируют при 170 С 1,5 — 2 час с цеJbIo понижения coдер кания cBooo;IHQII cppbl B полученном ЭАН до (0,1 вес. %.

Б) Резиновые смеси на основе синтетических каучуков СКИ-З, СКД и БСК готовят в две стадии в лабораторном смесителе, причем

ЭАН вводят на второй стадии вместе с вулканизующей группой. Дозировка ЭАН в резино1п вых смесях составляла 5, 10 и,15 вес. ч. на

100 вес. ч. каучуков.

Результаты физико-механических испытаний ооразцов, вулканизованных при 153 С в течение 20 мин. приведены в табл. 4.

15 Техно".îãèÿ изготовления предлагаемых модифицированных протекторных резин не меняется по сравнению с используемой для серийного состава.

Пример 4. Резиновые смеси на основе

20 синтет1гческих каучуков СКИ-З, СКД. БСК готовят в две стадии,в лабораторном смесителе, причем на второй стадии вместе с вулканизующей группой вводят ЭАН, представляющий собо" част11чно структурированную се „"5 рой смесь 72 вес. ч. бутадиен-стирольного сополимера СКС-ЗОЖ (моль. веса -10 тыс.) с

28 вес. ч. минерального масла (ПН-6). Дозировку масла в первом цикле смешения (при

526635

Таблица 5

Свойства протекторных резин для легковых и грузовых автомобильных шин на основе комбинаций каучуков СКИ-3, СКД, БСК, модифицированных эластичным наполнителем (ЭАМ) Резина для грузовых шин

Резина для легковых шин каучуки

Показатели

СКИ-3+СКД+БСК

СКИ-3- СКД

ЭАН, вес. ч.

10

98

172

500

13,5

81 5

Напряжение при 300% удлинения, кгс/см«

Сопротивление разрыву, кгс/см

Относительное удлинение, %

Остаточное удлинение, %

Сопротивление раздиру, кгс/см

Коэффициент теплостойкости при 100 C по сопротивлению разрыву по относительному удлинению

Коэффициент теплового старения 100 С, 72 час по сопротивлению разрыву по относительному удлинению

Эластичность по отскоку при 20=С при 100 С

Твердость по ТМ, ед. при 20 С при 100 С

Механические потери в режиме заданно" энергии цикла (К/Е) при )OO=C

Сопротивление многократному растяжению при

100 С,яс,а,— 20%у«див:100%,тыс.циклов

Сопротивление разрастанию трещин до 10 мм при многократном изгибе образцов (с проколом), тыс. циклов

Сопротивление знакопеременному изгибу при кручении при деформации (27,5%), тыс, циклов

Истирание на приборе МИР-1, см /квт-час, при степени проскальзывания, %

12

104

168

444

10,8

218

13,0

92,0

0, ()4

0,98

О,Я

0,87

0.60

0,96

0,83

0,54

0,73

0,47

58

54

0,25

57

0,34

56

0,3!

30,0

34,0

13,0

3,004

132

312

119

320

12!

301

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 2496/13 Изд. № 1626 Тираж 690 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 приготовлении о!пытных смесей) рассчитывают с учетом содержания ПН-,6 в ЭАН.

Результаты физико-механических испытаний образ цов,,вулканизованных при 153 С в течение 20 мин, приведены в табл. 5.

Как это следует из данных табл. 3, 4, и 5, использование предлагаемых протекторных резин, приготовляемых с добавками ЭАН, обеспечивает по сравнению с применяемыми ныне серийными резинами следующие преимущества: повышаегся износостойкость, особенного в области малых проскальзываний, характерных для работы элементов протектора в зоне контакта легковых шин с дорогой; улучшается усталостная выносливость при сохранении значений всех остальных показателей; увеличивается ходимость автомобильных шин.

Резиновая смесь, например для протекторных шин, на основе смеси диеновых синтетических каучуков, включающая эластичный на45 полнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств резин из данной смеси, последняя содержит в качестве эластичного наполнителя структуриро ванный серой с ускорителем олигомер, вы50 бранный из группы: олигодиен разветвленного строения молекулярного веса 2 — 6 тыс. с содержанием концевых гидроксильных групп

0,57 — 1,9 вес. % от олигодиена; олигобутадиен моль. веса 10 — 20 тыс.; олигомер бутадие55 на со стиролом молекулярного веса 10 — 20 тыс., в количестве 5 — 15 вес. ч. на 100 вес. ч. смеси каучуков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

60 1. «Виды, свойства и применение фактисов», изд. ЦНИИНефтехим, 1974, стр. 31 (прототип) .

2. «Производство шин, РТИ и АТи», 1969, № 5, стр. 6 — 8, 1972, № 9, стр. 8 — 10, 65 3. «Каучук и резина», 1974, № 11, стр. 22—

23.