Резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука

 

Ч. Л. Меламед, Е. А, Войтковская, Г, А. Блох, В, Т,Зюэь, М, l1. Шапиро, Ю. Е, Туровский, В. Д, Бедняк, Б. Ф. Войтковский, Л, И, )Киляева u A. Т. Зюзь (72) А вторы изобретения

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф, Э. Дзержинского (7l ) Заявитель (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ

БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой, резиновой смеси на основе бутадиеннитрильного каучука.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного

5 каучука, включающая наполнитель, активатор вулканизации, противостаритель, ускоритель вулканизапии, вулканиэующий агент и пластификатор — эфиры фталевой или себациновой кислот (1)

Однако резины иэ такой смеси характеризуются недостаточными усталостной выносливостью, термостойкостью, сопротивлением раэдиру и твердостью, а смеси — низкими технико-экономическими показателями.

Цель изобретения состоит в повышении усталостной выносливости, теплостой- кости, сопротивления раздиру и твердости резин иэ укаэанной смеси, также улучшении технико-экономических показателей последне O.

Поставленная цель достигается тем, что вулканиэуемая резиновая смесь íà основе бутадиеннитрильного каучука, включающая наполнитель, активатор вулканиэации, противостаритель, ускоритель аулка; йиэации, вулканизунхций агент и пластификатор, содержит в качестве пластификато- ра предварительно отделенные or содержа- щейся кислоты отходы сернокислотной очистки фракций сырого коксохимического бензола при соотношении компонентов, масс,ч:

Бутадиеннитрильный каучук (СКН) 100

Наполнитель 50-100

Активатор вулканизации 5-20

f1ðîòèâîñòàðèòåëü 0,5-2,5

Ускоритель вулканизации 0,5-2,0

Вулканиэующий агент 0,5-3,0

Указанный пластификатор 10-35

Используемый нластифик атор — предварительно отделенные от содержащейся

17 4 неозон Я 1,0; сера 2,5; каптакс 0,65 вводят 25 масс.ч. смолы KCP или ДБФ.

Вупкенизацию осуществляют в прессе при 15« С в течение 25 мин.

Свойства представлены в табл. 2, 55

3 . 7374 кислоты отходы сернокислотной очистки фракции сырого коксохимического бензола в дальнейшем назван смола КСР".

Смола KCP представляет собой отходы

;сернокислотной очистки фракций сырого коксохимического бензопа не имеющий до настоящего времени квалифицированного.. применения и повтому вывозимый в от— - валы, . которые, занимая огромные плац ади плодородной земли, загрязняют среду 10 обитания.

Смолу отстаивают от свободной кисПотй, которая может быть возвращена в производство дпя дальнейшего исполь- . зования.

Элементный состав смолы KCP,%:

Н 306, С 64,68; С 10,04 ; О 22,?О.

Химйческий состав КСР, Ж:

Ароматические и алифатические сульфокислоты --.. 30-45 с

Сополимеры индена с тиофеном, ти офейа с о стиропом, тиофена с пипериленом (цис- и транс-формы) я другие полимеры . 40»50

Высокомолекулярные соединения 1,8-4,8 3 „„- ... 0 «03 90

Вода .. 8 -«0

Плотность при 20"С - 1,1-1,3кг/6м Мопекулярная масса - 170-330. Наличие . " в составе смолы КСР серу oдeржащиx соединений и opi"àéè÷ecêèõ супьфокиспот способствует сши»ванию -каучуКа, уЪЪПй-" чению твердостй вулканизатов — .- - = = :Смолу КСР вводйт "в фезян»оную" смесь обычными прйемами. Она хорошо совме- 40

Мается с каучуком;

Пример 1.. В резиновую композицию состава, масс .ч. CKH-26 100; : стеарин 3.,5; окись цинка 20; техничес=" кий углерод (ПМ-75) 70;неозон D 1,5 -. стабилизатор продукт 4010-1,8; рода нистый аммоний 2,15 сера 0,75, вво.. дят 10 масс,ч. дибутипфтапата (ДБФ) или смолы KCP.

Вулканизацию осуществпяют в прессе при температуре 1511 С в течение

25 мин.

Свойства вулканизатора представлены в табп. 1.

Пример 2. В резиновую композицию состава, месс.ч.: СКН-26 100; : стеарин 1,5; окись" цинка 5,0; техничес;кий углерод (ПМ-50) 20 и ПМ-100 20„ :

Пример 3. В резиновую смесь состава, масс.ч. СКН-26 100, стеарин

1,5, технический углерод ПМ-50 20, ПМ-100 20, неозин Э 1,0, вводят взамен пластификатора (ДБФ-25,0) и вулканизующей системы; (окись цинка 5,0; сера 2,5; каптакс 0,65) смолу KCP

33,15. Вулканизацию осуществляют в прессе при температуре 151 С в течео ние 25 мин.

Свойства представлены в табл. 3.

Пример 4. В резиновую смесь

57-5006 состава, масс.ч. СКН-26 100

) окись цинка 7,0 Н,N-дитиодиморфолин 1,5, сульфенамид U 1,,0, тиурам Д 1,3, й—

-нйтрозодифенипамин 1,0, диафен ФЙ 2Р дйвтилдитиокарбамат никеля «,О, стеа рин 1,0, церезин 80-3,0, мел 20,0, технический углерод ПМ-75 25,0 и

ПМ-5О 25,0 вв»одят 12 масс.ч. смолы

КСР иаи ДБФ.

Вулканизацию осуществляют в прессе о при 143 С. в течение 30 "мйн.

Свойства представлены в табл. 4.

Пример 5. С помощью метода математйчесКого йпаюрованйя акспери мента определяют c ðóéòóðéðóêéöóâ активность смолы КСР. Данные експери»мента (план экспе римента "2 } представлены в таба. 5.

И качестве функции отклика йзуЧалось

У - весовое набухание в м -ксипопе, 24 ч, в %.:, Решейие у»равнения регрессйи свидетельствует о том, что смола КСР является самостоятельным структурирующим агентом, исключающим необходимость применения обычной вулканйзуюшвй системы для СКН.—

Введение окиси цинка в смесь снижа ет активность смолы, каптакс практичес- кй не влияет, количество серы в смеси может быть значительно снижено и даже практически сведено к нулю.

Вулканизуемые композиции, содержащие в своем составе смолу КСР, отличаются от аналогичных с ДБФ и обычной вулканизующей системой улучшенной ус»татостной выносливостью,, тепло стойкостью, повышенным сопротивлением раздиру и твердостью. Применение

Коэффициент стойкости к тепловому старению (100 С х 72 ч)

kg (по пределу прочности): 1,0

К, (по относительному удл) 0,79

Коэффициент температуростойкости, 100 С Кб- 0,63

К 082

0,80

Коэффициент агресс ивостойкости

0,99

0,88

0,70

0,94

0,88

0,96

14© 0,84

М .088

К у 0,87

К 0,93

КО 065

0,78

0,75

К„0,90

O„70

k 079

70-72 мюло

60 суток

/ вода

60 с ток

1,0

0,96

0,99 олеиновая кислота

60 суток

0,89

0,91 щелочь HaOH 50%

0,98

1,0 бензин:бензол (3:1) 0,60

0,88

78-80

24 ч

Твердость по ТМ-2

Т а б л и ц а,. 2

Сопоставительные даниые свойств резиновой композиции и вупкаиизатов,.содержащих ДБф и KCP

Усталостная выносливость до разрушения (тыс. циклов) при 200%-ном удпинении 6,5

Коэффициент стойкости к тепловому старению

100 Сх72 ч

0,83

К 0,80

К„о,зо

0,36

5 . 737417 6 смолы КСР, позволяет упростить рецеп- ля), расширяет области применения отходов турный состав резиновой композиции (за коксохимического производства, не насчет исключения активатора и ускорите- ходящих пока практического применения.

Таблица 1, Сопоставительные данные свойств вулканизатов, содержащих ДБф и KCP

Продолжение табл.

Свойства

Пластификаторы

ДБФ КСР

К 0,28

k 052

К .„0,32

К овффициент агрессивостойкости, 25 С

0,47

0,76

0,59

1,0 масло

30 суток

1,0 вода

30 суток

1,0

1,0 бензин:бензол (3: 1) 0,75

24 ч

Сопротивление раздиру, кгс/см

0,78

Твердость но ТМ-2

Резиновая композиция

Пластичность по Карреру

60

0,32

0,35

Таблица 3

Сопоставительные данйые свойства вулканизатов

Усталостная выносливость до разрушения (тыс. цикцов) при 200%-ном удпииении

Коеффициент стойкости к тепловому старению

72чх100С

6,5

К, 0,80

0,30

1,0

0,49

Коеффициент темперйтуро-. стойкости, lOO C К 0,28

К 0,52

К 032

0,37

0,59

0,65

Сопротивление раздиру, кгс lсм

Коеффициент температуростойкости, 100 С

К-, 10

К 0,98

0,94

К, 0,88

К ° 0,76

0,78

Твердость по TN-2

Сопротивление разрыву, кгс /см

Напряжение при 300%-ном удлинен и

570

Относительное удлинение, %

660

Остаточное удлинение; %

Таблица4

Сопоставительные да щце свойств вулканизатов, содержащих в качестве пластификатора ПБФ и смолу KCP

Сопротивление разрыву, кгс/с м

Относительное удлинение, %

-с

Остаточное удлинение, %

Твердость по TM=2

Сопротивление раздиру, кгс/см

Озоностойкость (50 Сх70 ч) д

Нет трещин

Температура хрупкости

Остаточная деформапия при постоянном сжатии

25% (70 Сх70 ч) у%

Относительные изменения показателей после старения, % (70 С х 70 ч ) в изооктане: изменение твердости 0,69 изменение прочности

0 в масле изменение твердости изменение прочности

73743.7 10

) Продолжение табл. 3

Табл ица5

План эксперимента

Факторы

ocHoBHoN

1,5

Шаг варьирования

10 10

Верхний

Нижний

0

50-100

5-20

0,5-2,5

О, 5-2,0

0,5-3,0

Составитель Л. Пиняев

Редактор Т. Никоп ьская Техред 1 . Кузьма Корректор М, Пожо

Заказ 2597/6 Тираж 549 Подцисное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЛПП "Патент, г . Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изоб рете нй я

Резиновая смесь на основе бутадиеннитрипьного каучука, вжпочающая напопнитепь, активатор вулканизации, противо старитепь, ускоритепь вулканизации, вул-. канизующий агент и пластификатор, о ти и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью повышения усталостной выноспивдсти, теппостойк ости, сопротивпения раздиру и твердости резин нз данной смеси, а также улучшении технико-экономических

;показателей поспедней, смесь содержит в качестве ппастификатора Ifôéäâàpèéåéüно отделенные ст содержащейся киспоты отходы сернокислотной очистки фракций сырого коксохимического бензопа при соотношении компонентов, масс.ч:

Бутадиеннитрильный каучук

Наполнитепь

Активатор вулканизации

Противостаритель ускоритель вулканизации

Вупканиэующий агент

Указанный пластификатор

Источники информ ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Энциклопедия полимеров, т. 2, М., Советская энциклопедия, 1974, с. 628; (прототип).