Пластификатор-диспергатор для резиновых смесей

 

Со(оз Советских

Социалистических

Республик

< >658153 (б}) Д(ъполиительное к авт. свил-ву (22) Заявлеио23.04.73 (21) 1915695/23 05 е присоединением заявки № 2479244/23 05 г (51} М. Кл.

С 08 L 67/00

С 08 К 3/24

С 08 К 5/01

С 08 L 9/00

Гаеудзрственнв(х иемвтет

СССР ао делан хзИретвний н втхрьник (23) Приоритет

Опубликовано 25. 04. 79&оллетеиь № 15

Дата опубликования описания 25. 04.79 (53) УДК 678.049.. 13 (088.87 (72) Авторы изобретения

B. M. Костюченко, Л. П. Роэенцвет и Л. В. Овчинникова (71) Заявитель (54) ПЛАСТИФИКАТОР-ДИСПЕРГАТОР ДЛЯ РЕЗИНОВ6!Х

СМЕСЕЙ

Изобретение относится к композицчи пластификатора-диспергатора на основе сложных эфиров и начолнителей, которая может применяться при изготовлении резиновых смесей в шинной и резиновой промышленности.

Широко известны пластификаторы резиновых смесей, улучшающие распределение ингредиентов и обрабатываемость смесей, такие как стеариновая, олеиновая, лауриновая органические кислоты или (В смеси высших жирных кислот jl).

Однако с использованием этих пластификаторов не всегда удается добиться равномерного распределения ингредиентов, что приводит к получению неоднородного каландрованного листа, затрудняется обработка резиновой смеси на вальцах из-эа повышенной усадки и неравномерного разогрева. При изготовлении деталей литьевым способом наблюдается частичное расслоение цродукта и пригорание его в формах, значительный брак деталей по недопрессовкам.

Прн изготовлении резиновых смесей с высоким содержанием порошкообразных наполнителей не всегда обеспечивается необходимая диспергация его и изготовление смеси проводится в две стадии во избежание ее подвулканизапии.

Известно также применение в качестве пластификатора и некрасяшэго мягчйтеля, улучшающего шцрицуемость реэино вых смесей, для изготовления формовых изделий импортного продукта-полипластола - й(, представляющего собой смесь эфиров жирных кислот с активным напол нителем (2).

Однако с применением полипластола

iv качество резиновых смесей не всегда стабильно, что сказывается на качестве деталей, их внешнем виде и физико-механических показателях.

Цель изобретения — улучшение технологии изготовления резиновых смесей, повышение физико-механических показателей полученных с их использованием резин.

Табл и ца

0,33 0,44 0,38

0,36 0,28 0,40 0,5 0

Пластичность

0,35

0,43

Копьцевой модупь 3,0

3,0

2,5

3,0 3,5

3,0

3,0

Прочность на разрыв, кгс/см

2 148 158 148 152 150 152 145 130 150 Удлинение, %: относитепьное

582

504

464

12 9

77,0 73,3

496 564 остаточное

76,4

69,0

75,2

63,0

Это достигается тем, что в качестве ппастчфикатора-диспергатора пспопьзу1от сложные афиры жирных кпспот с Со-С 4 и смеси спиртов, содержаших 30-90вес.ч. попиатипенгпикопя со степенью оксиэтп- Ю пирования 4-10 и 10-70 вес.ч. гпицерина, а в качестве активных напопнитепей о парафин с т. пп. 50-60 С и каопин при спедуюшем соотношении компонентов, вес,%: спожные афиры - 20-50, парафин И

20-40, каопин 10-60.

Пример 1. В колбу с мешалкой и термометром загружают 200 г парафина о с т. пп. 56 С, 250 г спожных эфиров и

50 г каопина гранупометрического соста- 1 ва, при этом содержание частиц с диаметром более 20 мк не более 1,5% менее 5 мк - не менее 90%, менее 10 мкне менее 96%.

Предваригепьно синтезируют афиры пу- тем этерификации 60 r смеси попиатипенгпикопя со степенью оксиэтипирования 8 (И =8) с гпицерином при соотношении

30;70 (вес.%) 250 г СЖК фракции С -С 4 о и Я4 при 130 С в присутствии 0,93 г и-топуопсупьфокиспоты в течение 4-5 ч до достижения киспотного числа 5,3 мг КОН/г. Смесь перемешивают при 80 С о в течение 2 ч. Готовый ппав с содержанием 50% эфира, 40% парафина и 10% каопина гранупируют на лабораторном гранупяторе.

Получают светло-жептые чешуйки ппаси тификатора-диспергатора с т, пп. 53,4 С, с числом омыпения 51,0 мг КОН/г и киспотным числом 2,4 мг КОН/г.

Твердодть по ИСО 72,6 74,5 73,9

Попученный ппастпфикатор- испергатор и параппепьно пластификатор попиппастоп ф применяют дпя получения резиновой смеси.

Рецепт 1, вес.ч: СКИ-3 - 25,0; СКД Пм20,0; наирит МА — 55,0; магнезия жженая — 2,0; продукт — 4010 — 4,0; бепипа цинковые — 5,9; стеарин 1,0; озокерит 60-4,0; сажа ПМ - 50-53,00; предпагаемый ппастификагор-дисперг атор (эмупьфин-К) - 5,0; масло ПП»6 — 3,0; нитрозодифенипамин — 2,5; апьтакс - 0,5.

Резиновую смесь согласно рецепту 2 попучают аналогично, но вместо ппастификатора-диспергатора (эмупьфина-К) применяют 5,0 вес.ч. попиппастопа Iv

Смесь с попиппасгоплм ф после выгрузки иэ резиносмеситепя в начальный период плохо садится на валок, рвется, что требует допопнитепьного времени дпя вапьцевания. С ппастификатором-диспергатором таких откпонений не наблюдается.

Смеси после вупканизации при 143 С о в течение 30 мин имеют показатели, йриведенные в табл. 1.

Следовательно, предпоженный ппасгификатор-диспергатор обеспечивает более стабильное качество резиновой смеси. Поспе распрессовки детали из смеси с плестификатором-диспергатором апастичнее и имеют более гладкую поверхность.

Пример 2. В колбу с мешалкой и термометром загружают 150 r парафио на с т. пп. 60 С, 150 г сложных афиров, 200 r каопина гранупометрического состава как в примере 1

Продолжение табл. 1

Пок

Сопротивление раздиру, кг/см 76

74 73. 76 74 70

66 72

Изменение после о старения, 70 С х

70 ч: прочности на разрыв, +3 -7 -5

-3 -14 +2

+3,2 +1 3 -1,2 -0,8 -0,7 +2 5 +0,4 +3,0 +4,0 твердости, о

После вулканизации прп 150 С в те2с чение 20 лшн получают показатели вулканизаторов, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Пока

Предел прочности, кгс/сл1 158 й

Твердость по ИСО

71

69,5

Получают светло-желтые чешуйки пластификатора-диспергатора с т. пл. 5 1,2 С, go числом омыления 30,0 мг КОН/г (прод.) и кислотным числом 1,9 мг КОН/г (прод.).

Его применяют для изготовления резиновой смеси.

Рецепт l, вес.ч.: CKH-40М» 100,00; g„ сера - 0,20;N,N -дитиодиморфодин - 1,00; тиурам TQ - 1,50; белила цинковые5,00; N -нитрозодифениламин — 1, ОО; противостаритель МБ - 1,50; альдоль—

1,50; стеарин - 1,00; пластификатор— диспергатор (эмульфин К) — 5,00; диоктилфталат 5,00; канифоль — 3,00; микротальк — 85, 00; каодин Экстра"- 2 О, 00; сажа ПГМ-33 - 15,00.

Я

Резиновую смесь согласно рецепту 2 получают аналогично, но вместо пластифпкатора-диспергатора (эмульфина-К) применяют 5 весе ч. полиплас тола I V .

Предварительно синтезируют эфиры путем этерификации 133 г смесп полиэтиленгликоля с ц =10 с глицерином при со-отношении 90:10 (вес.%), 100 r СЖК о

C -С® при 130 С в присутствии 0,7 r

-и-толуолсульфокислоты в течение 5 ч до достижения кислотного числа реакционной массы 5,3 мг КОН/г продукта. о

Смесь перемешивают при 80 С в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием

20% эфира, 20% парафина и 60% клодина гранулируют на лабораторном грануляторе.

Детали по рецепту 1 после распрессое " ки отличаются четким профилем, более эластичш. и имеют более высокие прочностные показатели.

П р и и е р 3. В колбу с мешалкой и термометром загружают 160 г парафина с т. пл. 56 С, 200 r сложных эфиров и 140 г каолина гранулометрического состава как в примере 1.

Предварительно синтезируют эфиры путем этерификации 84 г смеси полиэтиленгликоля (и =9) с глицерином (при весо вом соотношении 1:1), 200 r СЖК фракции С -С нрп 200 С без катализатора

17 20 в течение 7 ч до достижения кислотного числа реакционной массы 6,5 мг KOH/ã.

Смесь перемешивают при 80 С в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием

40% эфира, 32% парафина и 28% каолина гранулируют на лабораторном грануляторе.

Получают светло-желтые чешуйки nnacl тификатора-диспергатора с т.пл. 54 С, Показатели

Твердость таблица 4 ением полупласти-диспер

Удлинение, %:

430 числом омыления 58,3 мг KOH/ã и кислотным числом 2,1 мг КОН/г, Полученный пластпфикатор-диспергвтор и параллельно полипластол IV применягот для изготовления формовых пэдеггий. 5

Рецепт 1, вес.ч.: СКИ-26м — 80,0;

CKH»26fIBX-30 - 20,0; окись ципка—

5,0; сера в.с., кл. А - 0,8; тиурам ММ1,5; альтакс — 1, 8; неозон Й вЂ” 1, О; диа«фен ФП - 2,0; стеарин - 0,5; цереэин И

80 - 3,0; полиатилен н.м. - 4, О; поливтиленгликоль - 1,6; полипластол tV

2.

Предел прочности, кгс/см

Сопротивление раздиру, кг/см

Следовательно, с применением полипластолв fQ прочностные показатели вулкани эата ниже нормы, чего не наЗо блюдвлось с пластификатором-диспергатором.

Пример 4. Пластификатор-диспергатор, полученный по примеру 3, применяют в качестве добавки при изготовлении формовых автодеталей по следующей рецептуре, вес.ч.: СКП-26 - 100,00; сера - 2,00; альтакс гр. - 1,14; белила цинковые - 5 70 сажа ПМ-15 гр.—

1 У

102,30; сантофлекс УР - 1,00; параоксинеоэон - 1,00; стеарин - 1,14; дибутил-, фталат - 7 1,40; пластификатор-диспергатор (эмульфин-K) - 5,00.

Предел прочности, кгс/см

3,0; стирольноинденовая смола - 7,0; смола сосновая "А" - 4,0; тиокол

ТП-ОО-Б - 20,0; резоксайд 1с-4,0; дьуокись титана - 10, О; ааросил А-17525, 0; каодин - 25, О.

Формовые иэделия согласно рецепту 2 получают аналогично, но вместо полипластода tV применяют 3,0 вес.ч. плвстификатора-диспергатора (амульфина-К).

Показатели смесей после вулквниэации о при 160 С х 30 мин приведены в табл.3.

ТаблицаЗ

И /м 80 75,5 92

55+5 50 51

Иlм 25 17 26

Смесь без добавления предложенного пластификатора-диспергаторв, несмотря на столь высокое содержание мягчителя для обеспечения необходимой диспергацип наполнителя, увеличения пластичности и текучести, изготавливают в 2 стадии: 1 - изготовление сажемасляной матки (100 вес.ч. CKH-26+50 вес.ч. сажи+

+50 вес.ч. ЙЕФ); 2- .» изготовление сме» си по рецепту с применением матки.

С использованием 5 вес.ч. полученного пластификатора-диспергатора смесь изготавливают в одну стадию на основе пластиката СКН-26, Физико-механические показатели вуло капиэатов (143 С, 30 мин) приведены в табл. 4.

658153

Продолжение табл. 4

12

46

0,45

0,44

Жесткость по йефо при 140 С

600

230/1,20

Брак по "расколу, %

0,65 0,70

0,7 10,75

0,76 0,78

120-180

181-241

242-266

Твердость по TMP

Пластичность по ГОСТ 415-53

Следовательно, особенно зффектнвно снижается жесткость (с 600 до 230 r) и брак по"расколу".

Пример 5. В аппарат с мешалкой

25 и термометром загружают 1003 r napaо фина с т.пл. 50 С, 1000 г сложных афиров и 3000 r мелкодисперсного каолина как в примере 1.

Предварительно синтезируют ефиры путем атерификации 309 r смеси тетраэтиленгликоля с глицерином в соотношении

70:30 (вес.%) и 1000 г стеариновой кисо лоты при 130 С в присутствии 4,0 r и-толуолсульфокислоты в течение 6 ч до

35 достижения кислотного числа 5,2 мг КОН/г I о (npon.}. Смесь перемешивают прн 80 С в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием 30% ефира, 30% парафина н 40%

40 каолина гранулируют на лабораторном грануляторе.

Получают светло-желтые чешуйки пласо гификатора-диспергатора с т.пл. 50,0 С, с числом омыления 34>0 мг КОН/г и

Кислотным числом 1,59 мг КОН/r.

Полученный пластификатор-диспергатор используют как технологическую добавку (8 вес.ч.) к резиновой смеси для изготовления пористых уплотнителей по следующей рецептуре, вес.ч.: келтан 312 — 70,0; бутилкаучук - 30,0; каптакс гр. - 1,0; тиурам Й rp. - 2,0; сера - 2,0; белила цинковые - 5,0; меп191,0; литопон - 50,0; порофор 4Х3-21

5,0; СЖК - 4,0; масло вазелиновое»

30,0; масло ПН-6-50,0; пластификатордиспергатор (амульфин-К) — 8,0; окись кальция - 0,75; кальцийнафт - 0,25.

При переработке на вальцах и шприцмашине смеси с добавлением предложенного пластификатора-диспергатора вследствие снижения адгезионных свойств прекращается прилипание смеси к вальцам и увеличивается скорость шприцевания про филя. Во время вулканизации обеспечивается равномерное образование пор, что приводит к стабильности качества изделий.

Пластичность смеси и обьемное расипмрение приведены в табл. S.

Т а б л и ц а 5.

Таблицаб

Н/м 30 ?8 38

58-7 0 64 66

Н/м 110 . 307 396

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ón. Проектная, 4

Пример 6. В колбу с мешалкой и термометром загружают 160 г парафина о с т.пп. 58 С, 200 r сложных эфиров и

140 г каолина гранулометрического состава как в примере 1.

Предварительно синтезируют эфир путем атерификации 84 г смеси полиатиленгликоля (11 =-8) с глицерином (при весовом . соотношении 1:1) и 200 r стеариновой о кисиоты при 200 С без катализаторе в течение 5 ч до достижения кислотного числа реакционной массы 6,0 мг КОН/г. о

Смесь перемешивают при 80 С в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием

40% эфира, 32% парафина и 28% каолина гранудируют на лабораторном гранупяторе.

Получают светло-жедтые чешуйки ппастиЕ1

Предел прочности, кгс/см

Твердость ТМ-2

Относительное удлинение,%

Следовательно, показатель по пределу прочности с применением стеарина ниже нормы, а с применением пдастификатора- диспергатора намного выше.

Приведенные примеры показывают, что предложенный состав ппастификатора-диспергатора обеспечивает равномерное рас- 40 предепение ингредиентов в резиновой смеЪ си, что позволяет улучшить основные технологические процессы; смешение, капандрование, шприцуемость, вулканизацию и обеспечивает Gonee высокие физико-механические показатепи и стабильность ка» чества готовых иэделий. Значитепьно повышается производительность всего технологического цикпа изготовления резиновой смеси за счет сокрашения времени смешения, вальцевания, увеличения скорости шприцевания, снижения брака, сокрашения вспомогатепьных операций (обрезка заусениц) по доводке готовых изделий, снижения времени очистки пресс-форм от нагара.

IIHHNI1È Заказ 2900/59 о фикатора-диспергатора с т.пи. 54 С, числом омыпения 59,2 мг КОН/г и кислотным числом 2,0 мг КОН/r.

Йля изготовления резиновой смеси применяют стеарин.

Рецепт 1, вес.ч.: СКС-30 АРКМ-15

П гр. - 90; НК - 10; сера - 3; тиурам

1,25; сульфенамид U - 0,9; белила цинковые - 4,0; мел технический — 141,3; каолин - 40,0; магнезия - 0,7; лак ру» биновый - 0,35; стеарин — 3; масло вазелиновое » 4.

Резиновую смесь согласно рецепту 2 получают аналогично, но без стеарина.

Показатели вулканизатов после вупкао низации при 150 С в течение 20 мин приведены в табл. 6.

Формула изобретения

Пластификатор-диспергатор для резиновых смесей на основе спожных афиров и активных наполнитедем, о т п и ч а юш и и с я тем, что, с целью улучшения технологии приготовления резиновых смесей, повышения физико-механических показателей полученных с их испопьзованием резин, в качестве сложных афиров он содержит афир жирных кислот с С,0-С и смеси спиртов, содержащих 30-90вес.ч. полиатипенгликодя со степенью оксиатипирования 4-10 и 10-70 вес.ч. глицерина, а в качестве активных напопнитепейо парафин с т. пл. 50-60 С и каопин при следующемсоотношенин компонентов, вес.% .

Сложные афиры 20-50 .

Парафин 20-40

Каолин 10-60.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Справочник резиншика. M., "Химия, 1971, с. 133.

2. Отчет НИИПМ ¹ К1Л-136, 1970.

Тираж 584 Подписное