Резиновая смесь на основе диенового каучука

 

Союз Советскик

Соцкалистнческкк

Республик

Н И Е 729212

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

i

1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 01.12,77 (2l ) 2549954/23-05 (51) Я. Кл. с присоединением заявки М 2549945/23-05 (23) Приоритет

Опубликовано25.04.80. Бюллетень 3415

Дата опубликования описания 28.04.80

С 08 L 9/00

С 08 К 5/00

Гааударственный кем итет

СССР по делам иаааретений и атирытий (53) УДК678.049.. 1 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Юкельсон, Л. B. Федотова, И. А. Осошник, Л. В. Концова, В. П. Бородовицына, Л. М. Гинзбург н Е. Н. Кудрявцева

Воронежский технологический институт (71) Заявитель (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ДИЕНОВОГО КАУЧУКА

100,0

1,6-2,8

0,6-1,8

3,0-5,0

1,5-2,5

50,0-60,0

2,0-3,0

0,3-0,7

5,0-20,0, Изобретение относится к резиновым смесям, применяемым в шинной и резинс технической промышленности.

Известны резиновые смеси на основе диеновых каучуков, содержащие вулканн5 зующую группу,наполннтель, протнвостарнтель, мягчнтель, днспергатор, замедлитель подвулканнэации, активатор.

В качестве мягчнтелей резиновых сме

:сей известно применение различных веществ — нефтяных масел, рубракса, каменноугольной смолы, растительных масел (1), эфиров дикарбоновых кислот (2), кубовых остатков ректификацин стнрола (31, 15 масла ПН 3ш (4), Недостатком резцовых смесей, содержащих масло ПН-6ш, является то обстоятельство, что применение последнего приводит к снижению когеэионной прочности резиновых смесей н ухудшению физико-механических показателей вулканнэатов.

Ilesü нэобретения состоит в повьппе ии когезионной прочности смеси н физико2 механических показателей вулканнэа тов.

Поставленная цель достигается тем, что смеси на основе дненового каучука, включающая вулканизующнй агент, ускоритель вулканизацнн, активатор, днспергатор, напопнитель, противостаритель, замедлнтель подвулканиэацйи, в качестве мятчнтеля содержит продукт вакуумной раз гонки остатка после дегидратацнн метилфеннлкарбннола при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Диеновый каучук

Вулканнзующнй агент

Ускоритель вудканнзацнн

Активатор

Днспергатор

Наполннтель

Протнвостаритель

Замедлнтель подвулканнзацни

Мягчитель

3 729212

Мягчитель 5 ) является высокоаромач изированным продуктом и имеет следующую характерцстику (мягчитель ДМ):

Содержание ароматичеоких углеводородов, % 97-98

Молекулярная масса 350-400

Фракционный состав: 62-190 С/5 мм рт ст„% 20 выше 190 С/5 мм рт.ст., Ь 80

Кислотное число, мг КОН/г 5-10

Удельный вес, г/см ъ

1,045

Температура размягчения, С 70-72 .

Постоянство состава мягчителя гарантируется стабильностью сырья.

Пример 1. В резиновую смесь стандартного типа на основе СКМС-30

APKM-15, содержащую на 100 вес.ч. каучука, вес.ч.:

Сера 2,0

Окись цинка 5,0

Альтакс- 1р5

Дифенилгуанидин 0,3

Сажа ПГ-100 50,0 вводят 5 вес.ч. мягчителя ДМ. Изготовление смесей осуществляют на вальцах при температуре валков 65-70 С в тече- ние 30 мин. Показатели технологических свойств смесей, содержащих мягчитель

ЙМ, масло ПН-6ш (прототип), а также без мягчителя (для сравнения) приведены в табл. 1.

Как видно из табл, 1, резиновые смеси с мягчителем ДМ имеют более высокую когеэионную прочность и меньшее эластическое восстановление, чем с маслом ПН-43Ш.

Резины с мягчителем ДМ обладают большей прочностью на разрыв и раздир и эластичностью, чем с маслом ПН-6Ш (см, табл. 2).

Пример 2. В резиновую смесь стандартного типа на основе 100 вес.ч, каучука СКМСЗО APKM-15 вводят

10 вес.ч. мягчителя ДМ. Изготовление смеси проводится так же, как описано в примере 1. Показатели технологических свойств смесей, содержащих мягчитель

ДМ; масло ПН-6Ш, а также не содержащих мягчителя (для сравнения) приведе:ны в табл. 3. Физико-механические показа тели вулканизатов — в табл. 4.

Из табл. 4 следует, что резиновая смесь, содержащая мягчитель ДМ, превосходит смесь с маслом ПН-6Е (прототип) по напряжению при 300%-ном удлинении, :,прочности и сопротивленио раздиру. Опыт5

1О

55 ные резины превосходят по прочности и сопротивлению раздиру и резину, содержащую высокоароматиэированное масло ПН6Ш.

Пример 3. В резиновую смесь брекерного типа ча основе каучука СКИ3; содержащую на 100 вес,ч. каучука, вес.ч.: каучук СКИ-3 100, сера 2,8, ускорители 0,6, - замедлитель подвулканизации 0,7, цинковые белила 5, стеариновая кислота 2, противостарители 2, техуглерод ПМ-100 55, вводят 5 вес.ч. мягчителя ДМ, Изготовление смесей проводят в резиноэ смесителе лабораторного типа при 90-100 С в течение 10 мин с последующим вальцеванием смеси на вальцах при 60-70 С в течение 5 мин.

Как видно иэ табл. 5, резиновые смеси с мягчителем ДМ обладают большей когезионной прочностью и относительным удлинением, а вулканизаты характеризуются более высокими значениями прочности на разрыв и раздир.

Пример 4, В резиновую смесь брекерного типа на основе каучука СКИ3 вводят 10 вес.ч, мягчителя ДМ, Изго товление смеси проводится так же, как в примере 3.

Результаты испытаний смесей и их вулканиэатов приведены в табл, 6.

Как видно из табл. 6, опытная смесь имеет более высокую когезионную прочность и относительное удлинение, а вулканизаты ее превосходят прототип по прочности на разрыв, раздир и по напряжению нри 300%-ном удлинении.

Пример 5. В резиновую смесь протекторного типа на основе комбинации каучуков СКИ 3 + СКС-30 АРКМ-. 5+СКД(50+20+30), содержащую,на . .00 вес.ч. каучука, вес,ч.; каучук 100, сера 1,6, сульфенамид Ц 1,6, цинковые белила 6, олеиновая кислота 1,5, фталевый ангидрид 0,5, противостарители 3, техуглерод ПМ-100 55, вводят 12 вес.ч, мягчителя ДМ.

Изготовление смесей проводят в лабораторном резиносмесителе в течение 10 мин по общепринятым режимам, температура в резиносмесителе 90-100 С. Поведение смесей с мягчителем ДМ и с маслом ПН-6Ш на оборудовании аналогично.

Свойства смесей и вулкенизатов приведены в табл. 7. и 8, Как видно из табл. 7, опытная реэино вая смесь превосходит прототип по пластичности, когезионной прочности и отно5 72 сительному удлинению, а также обладает меньшей эластической восстанавливаемостью, что свидетельствует о меньшей усадке смесей.

Вулканизаты протекторных смесей с мягчителем ДМ характеризуются более высокими значениями напряжения при 300%ном удлинении, прочности при разрыве и,37

0,40

0,40 ластичность по Карреру

Эластическое восстановление по Муни

1,00

0,85

1,04

Вязкость по Муки

47,5

40,5

39,0

Когеэионная прочность смеси, кг/см

1,41

1,38

1,18

Относительное остаточное удлинение смеси, %

545

540

500

Таблица 2

Физико-механические показатели стандартных резин в оптимуме вулканизации (143 С .50 ) Напряжение при 30 удлинении, кгс/см

-ном

54

Предел прочности при разрыве, кгс/см

228

195

700

Относительное удлинение, %

Сопротивление раздиру, кгс/см

60

Твердость по ТМ-2

Эластичность по отскоку

30,Таблица 3

Свойства резиновых смесей стандартного типа на основе

СКМС-30 АРКМ-15

0,42

0,37

0,42

Пластичность по Карреру

Эластическое восстановление по Муни

1,10

0,35

1,00

9212 6 раздире и еластичности по отскоку (см. табл. 8), Из приведенных данных видно, что пред лагаемое изобретение обеспечивает новы шение когезионной прочности смесей на

50-130% (в зависимости от типа резиновой смеси и дозировки мягчителя ДМ), увеличение прочности резин на 15-17% и сопротивления раэдиру на 20-60%, Таблица 1

Свойства резиновых смесей стандартного типа на основе

СКМС-30 АРКМ-15

729212

Продолжение табл. 3

35,5

37,2

47;5

Вязкость по Муни

Когезионная прочность смеси, кгс/см

1,24

1,04

1,38

Относительное остаточное удлинение смеси, %

540

500

540

Таблица 4.

Физико-механические показатели стандартных резин в оптимуме вулканизации 143 С w 50

Напряжение при 300%-ном уды линении, кгсl см

Предел прочности при.разрыве, кгс/см. 218

188

Относительное удлинение, %

700

770

Сопротивление раздиру, кгс/см

58

58

Та блица 5

Свойства смесей и вулканиэатов брекерного типа с мягчителем LLM и маслом ПН-6Ш

4,0

102

106

255

263

Относительное удлинение, %

590

560

Остаточное удлинение, %

Сопротивление раздиру, кгсlсм

112

120,Твердость по ТМ-2

Эластичность по отскоку

Когезионная прочность резиновой смеси, кгсlсм

X.

Относительное удлинение, смеси, %

Напряжение при 300%-ном удлинении, кгсl см

Сопротивление разрыву, кгс/см

1860 1700

Оптимум вулканизации

243 С «40

729212

Таблица 6

Свойства смесей вулканизатов брекерного типа с мягчителем ЙМ и маслом ПН-61U

Показатели

7,2

3,2

1720

1620

Оптимум вулканизации

143 С к 40

118

100

540

545

Остаточное удлинение, %

Сопротивление раздиру, кгсl см

100

110

Таблица 7 отекторного типа с мягчителем ДМ

0,31

1450

1250

Вязкость по Муни при 100 С 58,0 о

53,8

Эластическое восстановление по Муни

7,0

5,0 10,0

9,0

Относительное удлинение смеси, %

570

Таблица 8

Физико-механические показатели резин протекторного о типа в оптимуме вулканизации 153 С < 25

210

246

Когезионная прочность резиновых смесей, кгс/см

Относительное удлинение смесей, %

Напряжение при 300%-ном удлинении, кгсlсм

Сопротивление разрыву, кгс/см

Относительное удлинение, %

Пластичность по Карреру

Жесткость по Дефо, r

Время до начала подвулканизации, Т (при 130 С), мин

Когезионная прочность смеси, кгс/см

Напряжение при 300%-ном удлинении, кгс/см

Предел .прочности при разрыве, кгс/см й

Мягчитель ДМ Масло ПН-6Ш (10 вес.ч.) (10 вес.ч.) 729212

Продолжение табл. 8

Сопротивление раздиру, кгс/см

Эластичность по отскоку;

20 С

100 C

46

1,6-2,8

0,6-1,8

3,0-5,0

1,5-2,5

Составитель Л. Реутова

Редактор О. Кузнецова Техред М. Петко Корректор Е. Папп

Заказ 1908/23 Тираж 549 П одлисное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Формула изобретен ия

Резиновая смесь на основе диенового каучука, включающая вулканизующий агент, ускоритель вулканиэации, активатор, диопергатор, наполнитель, противостаритель, замедлитель подвулканизации и мягчитель, отличающаяся тем, что, с це- :. лью повышения когезионной .прочности смеси и физико-механических показателей вулканизатов, полученных на ее основе, 2p смесь в качестве мягчителя содержит продукт вакуумной разгонки остатка после дегидратации метилфенилкарбинола при следующем соотношении компонентов, вес.ч„. 25

Диеновый каучук

Вулканиэующий агент

Ускоритель вулканизации

Активатор

Дисперга тор Зо

Наполнитель

Противостаритель

Замедлитель подвулканизации 0,3-0,7

М ягчитель 5,0-20,0, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

- 1. Литвинова Т. В, Пластификаторы резиновых смесей. М., ЦНИИнефтехим, 1971; с, 78-81.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 450817, кл. С 08 С 11/36, 1972.

3. Патент США № 3923769, кл. 260-112.5, опублик. 1975.

4. Справочник резинщика. М., "Химия," 1971, с. 443 (прототип}.

5. Литвинова Т. B. Последние достижения в области создания новых пластификаторов, М., ЙНИИнефтехим, 1976, с. 27-28.