Курносова, Е.И. Васильченко, С.М. Кавун, Н.Л.Сахновский, Межиковский, Л.И. Степанова, Л. T. Гончарова, Френкель, A.A. Берлин, А. С. Лыкин, A. Г. Шварц, И. И. Тугов, Сапронов, В.Р. Розенберг, Г.В. Моцарев и Л.И. Яловая

Н.В.

С.М.

P.Ш.

В.A. (71) Заявитель

Ордена Ленина институт химической физики AH СССР (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ HA ОСНОВЕ НЕПОЛЯРНОГО

КАУЧУКА

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

Известна резиновая смесь на основе неполярного каучука, включающая олигоэфиракрилат, инициатор его полимериэации вЂ” перекись серу ускори- 10 тель вулканиэации и йротйвостаритель (1) .

Известная смесь обладает неудовлетворительными технологическими свойствами, а резины из нее вЂ” низкими, физико-механическими и гистерезисны- 15 ми показателями.

Цель изобретения состоит в улуч шении технологических свойств резиновой смеси и повышении фиэ,ико-механи- 20 ческих и гистереэисных показателей резин из. нее.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе неполярного каучука, включающая олигоэфиракрилат (03A), инициатор его полимеризации, серу, ускоритель вулканизации и противостаритель, в качестве инициатора содержит бис-(хлоралкил) -арил (БХАА) и ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:

Каучук 100

Олигоэфиракрилат 3-5 0

Бис: вЂ” (хлоралкил)вЂ”

-арил 0,4-3

Сера 0,1-3

Ускоритель вулканизации 0 5-3

Противостаритель 0,1-3

Пример 1. На стандартном резиносмесительном оборудовании готовят резиновую смесь. на основе изопренового каучука (СКИ-3) . Рецептуру и свойства приводят в табл. 1.

744012

Таблица 1 °

Состав резиновой смеси и свойства резин из нее

°Состав, вариант, мас. ч.

Ингредиенты

1 2 3 4 (п ототип

СКИ-3

Окись цинка

Стеарин технический Канифоль

100,0 100,0 100,0

100,0

5,0

5,0 580

° 5,0

2,0

2i0

2,0

2,0 2,0

2,0

55,0

Сажа ПМ-100

ТГМ-3 + 7-1 (1:1) 55,0 55,0 55,0

5,0

5 0

5,0

1, 3-Трихлормет ил бе н з ол

N-Кит р о з одиф е нил амин

Сера

Альтакс

Каптакс

1,0

0,7

2,8

0,4

0,2

0,4

0,2

3,0

Рубракс

ПДК

1i0

Свойства

Сопротивление подвулканизации мин +10, мин

Напряжение при удлинении 300%, кг/см

Сопротивление разрыву, кгс/см

125

115 125 168

255 258 247

560 500 420

255

500

Относительное удлинение, %

115 108

115

Сопротивление раздиру, кгс/см о

Твердость при 22 С при 100 С 56 о

Эластичность, Ъ при 22 С при 100 С

После старения (144 ч при 100 С):

2 сопротивление раз рыву, кгс/см 100

115 160 сопротивление раздиру, кгс/см 35 40 55

П р и м е ч а н и е . ТГМ-3 вЂ” промышленная марка d,® вЂ” диметакрилаттриэтиленгликоля;

7-1 с -триметакрил-(И-мет акрилпентаэритритдиметакрилпе нтаэритритадипинат;

ПДК вЂ” пе рек ис ь дикумил а.

%++

Исследуют влияние смеси ОЭА и 1,3- практически неизменными прочностных

-трихлорметилбензола (ТХМБ) на свойст- показателей. Кроме того, резины из ва резин в сравнении с прототипом и предложенной смеси превосходят резирецептурой, не содержащей ОЭА. B Ka- 55 ны согласно прототипу, стандартные честве реакционноспособного компонен- резины и резины, в которых отсутстта в данном примере используют соче-, вуют бис-(хлоралкил)-арилы по сопротание двух олигоэфиракрилатов (ТГМ-3 тивлению к тепловому старению (см. и 7-1 в соотношении 1:1). Вулканиза- сравнительные варианты 1,2 и 4 иэ пию проводят в электропрессе при табл. 1) .

155 С. Композиции, содержащие ОЭА в Пример 2. Готовят резиновую .сочетании с ТХМБ, обладают большим смесь согласно примеру 1 с тем отливременем до подвулканизации, повышен- чием, что используют смесь каучуков .ными модулями при 300% удлинения и СКИ-3 и бутадиенового СКД и скоррекповъиаенной твердостью при сохранении, 5 тированное количество серы и других

744012

6 ного действия ОЭА и BXAA в отсутствие инициатора и при использовании перекиси. Рецептуру и результаты испытаний физико-механических свойств резин приводят в табл.2. ингредиентов. Для сравнения готовят смесь с перекисным инициатором превращения ОЭА (перекисью дикумила).

Изучают влияние содержания хлора в

БХАА при фиксированном весовом коли честве инициатора; влияние совместТ а о л и ц а 2

Состав резиновой смеси и свойства резин из нее

Ингредиент

70 70

30 30

70 70

30 30

СКИ-3

СКД

Сера

Сантокюр-Мор

1,7 1,7

1,7

1,7 1,7

1,2 1,2

1,2 1,2 1,2

1,2

BXAA с содержанием хлора 68Ъ

0,4

61,2Ъ

46,8Ъ

ПДК

0,4

1,0

Стеарин технический

2,0 2,0

5,0 5,0

2,0 2,0

5,0 5,0

10,0 5,0

2,0

5,0

ZnO

5,0

5 0

5,0

5 0

5,0

Масло ПН-б

ОЭА

5,-0

5,0

Воск микрокристаллический

2,0 2,0 2,0

55,0 55,0 55,0

2,0

55,0

2,0

55,0 55,0

Сажа ПМ-100

Свойства

Напряжение при удлинении, 300Ъ, кгс/см 95 105 ° 148

114 133 144

241 242 248

Сопротивление разрыву, кгс/см 240 238 245

Сопротивление раздиру, кгс/см 86 84

87 85

490 490 450

510 500 420

58 60 бб

55 57 64

Эластичность, Ъ при 22 С при 100 С

60 47

Модуль внутреннего трения, К (кгс/см ) 20

Динамический модуль, Е кгс/см

60 63

П р и м е ч а н и е . ПДК вЂ” перекись дикумила.

% ОЭА вЂ” смесь ТГМ-3 и 7-1 в соотношении 1:I.

Относительное удлинение, Ъ

Твердость, усл. ед. при 22 С при 100 С

46. 45

62 60

16 17

50 53

2,0

5,0

64 65

61 63

46 47

59 60

19 20

744012

Состав резиновой смеси и свойства резин иэ нее Т à б л и ц а 3

Ин ен

40 40

40 40 40

40 40

СКД

40 40

БСК

20 20 20 20 20

СКИ-3

Сера

20 20

1,8 1,8

1,8

1,8 1,8

1,8

СантокюрМор

1 2 1,2 1,2

1,2 1,2

1,2

1,2 1,2

1,2

Стеарин технический

2 2

3 3

2 2

3 3

Окись цинка

BXAA с содержанием хлора 65%

1,0 li0

1,0

61,2%

46,8%

1,0

li0

ПДК

ТГМ-3

МГФ-9

ТМГФ-11

7-2 0 +

Масло

ПН-6-III

Микрокристаллический воск ЗВ-1

2 2 2

65 65 65

2 2 2

65 65 65

Сажа ПМ-100 65 65

65Свойства

Напряжение при 100% удлинении, кгс/см 19 24 31 33 22 27 30

135 165 165 170 120 148 160

14 17 18 27

85 120 125 163

ЗООЪ

Как следует из данных табл. 2, смесь полученная при совместном использовании ОЭА. и БХАА, отличается повышенными модулями при ЗООЪ удлинении, твердостью и динамическим модулем. Остальные показатели вЂ” на уров- не известного решения. Изменение содержания хлора от 46,8 до 68% в BXAA мало влияет на свойства резин. По комплексу свойств резины на основе смеси, содержащей BXAA превосходит резины, у которых в качестве инициатора для ОЭА используют перекись дикумила (прототип) .

Пример 3. Готовят смесь аналогично примеру 1, Но в отличие от него используют смесь каучуков СКД, СКИ-3 и бутадиенстирольного БСК, широко используемую для изготовления протекторных резин. Вулканизацию проводят в прессе при 163 С. Рецептуру смесей и результаты испытаний приводят в табл. 3.

Исследуют влияние BXAA на технологические (вязкость по Муни) и физико-механические свойства резин в присутствии и отсутствии 03А, а также в зависимости от природы и функцио- нальности ОЭА, от содержания хлора в

BXAA. Для сравнения приводят данные по свойствам резин из известных смесей, прототипа и стандартной резиновой смеси (в отсутствие 03А и BXAA).

744012

Продолжение табл.3

Сопротивление разрыву, кгс/см 195 210 187 185 175

175 175 170 180 185 181

Относительное удлинение, % 580 510

330 320 300 410 . 380 350

450 340,420

Твердость при 22 С, усл. ед.

100 С

65 72 76 62 70 71

64 68 72 64 65 67

57 62

51 57

59 65 60

57 64 58

Эластичность, Ъ

22 С

100 С

36 35 . 37 33 35 36

53 49 52 51 50 50

33 38

33 36 34

46 51 53 56 55

П р и м е ч а н и е . МГФ-9 в of.,Ю-метакрилбис-(триэтиленгликоль)вЂ”

-фталат.

МХ

ТМГФ -II вЂ” GL,И -диметакрил- (1, 3) вЂ” (бисглиц рин)вЂ”

-2-фталат, М. %

7-20 вЂ” GL-òðèìåòакрил-И3-метакрнлпентаэритритди- (диметакрилпентаэритритадипинат) .

Из приведенных данных следует, ния при 100% и 300Ъ удлинении и тверчто 1) пластифицирующее действие тет- дости, чем по прототипу; 4) измене- рафункционального ОЭА (ТГМ-3) в при- ние содержания хлора в БХАА практисутствии ТХМБ на уровне стандартного чески не влияет на свойства резин. пластификатора (масло ПН-6), но поли-. По комплексу свойств резины иэ смефункциональные ОЭА (7-20, ТМГФ-11) си согласно изобретению превосходят значительно эффективнее; 2) использо- известные резины. ванне ОЭА в сочетании с ТХМБ приво- Пример 4. Готовят смесь со дит к существенному повышению моду я гласно примеру 3, но дополнительно сдвига, тогда как использование ОЭА 40 вводят противостарители аминного и без EXAA мало влияет на этот показа- фенольного типа, подавляющие радитель. EXAA в сочетании с ОЭА более кальные процессы перекисного иницииэффективны, чем ПДК; 3) использова- рования химических процессов преврание ОЭА в сочетании с БХАА приводит щения ОЭА. Результаты испытаний и рек более существенному росту напряже- 45 цептура резин приведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Состав резиновой смеси и свойства резин из нее

Ингредиенты

40 40 40

20 20 20

40 40 40

СКД

СКИ-3

БСК

1,8

li8

1,8

l,8

1,8

Сера

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

5 0

1,0

2,0

С ул ьф ен амид Ц

Стеарин технический

Окись цинка

2,0

5,0

5 0

5,0

744012

Продолжение табл

> 12 асло ПН-6Воск микрокристаллический ЭВ-1

2,0

Сажа ПН-100

Диафен ФП (4010 NA)

Хинол ЭД

1,3- (Трихлорметил)вЂ”

-бензол

0,4

ПДК

1,0

ТГМ-3

7-1

Свойства

Напряжение при ЗООЪ удлинения, кгс/см

165 120

130

105

140

183

186 175 190

180

Относительное удлинение, Ъ

540

420

500 320 470

370

Остаточное удлине ние, Ъ

Сопротивление раздиру, кгс/см

Твердость 22 C/100 С усл. ед.

62/59 68/64 . 65/64 72/69 66/63 69/66

37/52 37/52 37/45 38/50 37/50 36/50

Эластичность, Ъ

22оC/100oC

Усталостная выносли- вость при многократном растяжении, тысяч циклов

10 25 33

Сопротивление разрыву, кгс/см 195

Из данной таблицы следует, что

1) резины из смеси, содержащей 03А и

ВХАА, превосходят свойства перекис- ных резин (прототип),а также стандартную (используемую в промышленности резину;2) введение в смесь согласно изобретению противостарителей повышает усталостную выносливость резин.

Пример 5. Готовят смесь согласно примеру 1, но в отличие от неro используют каучук БСК и сажу

ДГ-100. Варьируют количество серы, ускорителей вулканиэации, антиоксиданта. Для сравнения готовят смесь с перекисью дикумила и в отсутст-. вие BXAA. Рецептуру и свойства смесей, содержащих максимальные, минимальные и средние- дозировки приводят в табл.5.

744012

Состав резиновой смеси и свойства из нее

Таблица 5

40 40

40 40 40 40

50 30

Сажа .ДГ-100 40

0,1

Сера

ТГМ- 3

Стеарин

3,0

1,0 1,0

li0 1,0 1,0 li0

li0

1,0

1i0

0,5

3,0 1,5 1,5

Альтакс 0,5

1,5

Фенил-P-нафтиламин

1,5

0,5

1,5

1 5 1,5

0 5

1,3-(трихлорметил)-бенэол

0,1

0 5

0,5

0 5 0,5

1,0

Свойства

Время подвулк ан из ации

Т6- по Муни при 120С C,ìèí 10

10 14 12. 16 20

24 25

Сопротивление разрыву, кгс/см

240 300 300 350 300 280 260 - 280 210

Относительное удлинение, Ъ 500

650 500 410 640 680 650 640 . 700

Остаточное удлинение, ф

12 12 14 15

16 14 14 16

Сопротивлеинйе раэрастайию трещин, тысяч циклов 10

64 20 20 .22 23 15

55 . 45

Как следует иэ данных табл, 5, резины из резиновой смеси согласно изобретению имеют преимущество по сравнению с прототипом вЂ” большую проч- 45 ность, лучшее сопротивление разрастанию трещин, большую устойчивость к подвулканиэации.

Таким образом, приведенные данные в табл. 1-5 показывают, что резины 50 иэ предложенной смеси по физико-механическим и гистерезисным показателям (усталостной выносливости) превосходят известные, кроме того, предложенные смеси обладают улучшенными технологическими свойствами (меньшей подвулканиэацией) . тивостаритель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения технологических свойств резиновой смеси и повышения физико-механических и -. гистерезисных показателей резин иэ нее, в качестве инициатора смесь содержит бис-(хлоралкил) -арил, а ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:

Каучук 100

Олигоэфиракрилат 3-50

Бис-(хлоралкил) - ар ил О, 4-3

Сера 0,1-3

Ускоритель вулканизации О, 5-3

Против остаритель О, 1-3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 411097, кл. С 08 Ь 9/00, 1971 (про. тотип) .

Тираж, 549 Подписное !

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

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе неполярно ro к аучук а, включающая оли гозфиракрилат, инициатор его полимеризации, серу, ускоритель вулканизации и проЦНИИПИ Заказ 3643/1 и1:

Резиновая смесь на основе неполярного каучка

Похожие патенты: