Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистических

Pecnydnw

<»891707.4r, "

) {61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22) Заявлено 180480 (21) 2912828/23-05 с прмсовдимвммвм заявки ¹â€” (23) Приоритет— (зцм. кл,э

С 08 L 9/00

Госуяарстаеииый комитет

СССР яо левам изобретеиий я открытий

Опубликовано 23,1281 Бюллетень N9 47 (53) УДК 678. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 231281 (72) Авторы изобретения

Воронежский технологический институт и Воронежский шинный завод (П) Заявители (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ

НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к области переработки ненасыщенных эластомеров и может быть использовано на предприятиях резиновой н шинной промаотенности, а также на смежных. пред- приятиях, использующих в производстве резиновые смеси.

Для облегчения переработки резиновых смесей в них вводят ингредиенть., например мягчитель и замедлитель подвулканиэации, которые улучшают технологические свойства смеси и стойкость к подвулканиэации.

Известна резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука (эластоме- 15 ра), содержащая агент вулканизации, ускоритель, диспергатор, наполнитель, активатор, противостаритель и замедлитель подвулканизации, например фталввый ангидрид, а также и мягчитель, 20 например живичную канифоль, в соотношении, вес. ч.: 100:1,5:1,5т1г4 !

50г2:1-3 13 .

Однако известная резиновая смесь характеризуется недостаточной стой- 25 костью к подвулканиэации и невысокой когезионной прочностью, а резины, полученные на ее основе, обладают неудовлетворительным сопротивленнем тепловому старению, что связано с 39 повышенной склонностью канифоли к окислению. Входящая в состав известной резиновой смеси канифоль является дорогостоящим дефицитным продуктом, получаемым нз растительного сырья, а фталевый ангидрид, будучи веществом с относительно высокой температурой плавления (130-131оС) и полярностью, плохо распределяется в смеси и "выцветает" на поверхности при хранении резиновой смеси.

Цель изобретения — улучшение качества резиновой смеси, а именно.. повышение стойкости резиновой смеси к подвулканизации и улучшение ее когезионной прочности, а также физикомеханических свойств резин иэ этой смеси.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая агент вулканизации, ускоритель, диспергатор, активатор, наполнитель, противостаритель и замедлитель подвулканизацни, содержит в качестве последнего продукт сополимеризацин пиперилена и 3- метил — 1,2,3,6

-тетрагидрофталевого ангидрида при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Р

И.П.Лычкин, Л.B.ôåäîòîâà, Л.П.Коршунов, Н.И.Кохановская, Л.Я.Глодина, Ю.И.Мичуров и 3.С.ШалиМова

891707

70-90

0,2-0,6

2,22

0i07

Изготовление резиновых смесей,содержащих смолу ЗМТГФА протекало беэ осложнений, никаких технологических трудностей не наблюдалось. Визуально отмечалась несколько повышенная адгеэия к металлу и повышенные когеэионные свойства резиновых смесей.

Нен асыще нный к аучу к 100

Агент вулканизации 1,0-3,0

Ускоритель 1,5-4,5

Диспергатор 0,2-3,0

Активатор 2 0-10,0.

Наполнитель 20,0-85,0

Прстивостаритель 0,5-3,0

Замедлитель подвулканиэ ации 1,0-5,0

Продукт сополиме иэации пиперилена и 3 - метил — 1,2,-3,6 - тетрагидрофталевого ангидрида (смола ВМТГФА) получается в качестве отхода в производстве 3 — метил - 1,2,3,6 - тетрагидрофталевого ангидрида в количестве 10% от основной продукции. Ресурсы смолы составляют по данным СОПНХЗ примерно 20 т год.

Смола ЗМТГФА представляет собой твердый хрупкий полупрозрачный продукт светло-коричневого цвета со следующей характеристикой!

Молекулярная масса 400-480

Плотность, r/ñì 1, 12-1, 16

Температура размягчения, С

Содержание летучих, % 2-2, 5

Содержание эолы, % 0;05-1, 0

Содержание нераство-. римых в ацетоне, %

Кислотное число, мг K0H/i 370-420

lIo данным спектрального анализа в состав смолы ЗМТГФА входят соединения, содержащие ангидридные группы и непредельные звенья. Имея относительно невысокую температуру размягчения, смола ЗМТГФА хорошо смешивается с каучуком и исключает появление неоднородности иэ-за плохого распределения при изготовлении смеси. лабораторным исследованиям в составе резиновых смесей в качестве замедлителя подвулканизации и мягчителя подвергался образец смолы ЗМТГФА со следующими показателями:

Молекулярная масса 443

Плотность> г/см 1,15

Температура размягчения, С 85,0

Содержание летучих, %

Содержание эолы, %

Содержание нерастворимых в ацетоне, % 0,40

Кислотное число, мг КОН/r 396

Данная смола выполняет и роль мягчителя. Поэтому нет необходимости испольэовать в смеси канифоль.

Испытания смолы в качестве замедлителя подвулканиэации (антискорчинга) и в качестве мягчителя проводились в составе конкретных шинных резиновых смесей на основе различных рсаучуков и различного назначения.

Известной служили серийные резиновые смеси, содержащие канифоль и фталевый ангидрид в оптимальных для них дозировках (1,5 и 0,5 мас. ч. на

100 мас. ч. каучука соответственно).

Il p и м е р 1. Готовят обкладочную резиновую смесь состава, мас.ч.г каучук СКИ - 3 100, сера

2,4, сульфенамид 1,1, альтакс 0,2, модификатор РУ 1,00, смола Алрафор

1з 1,00, цинковые белила 5, стеарин 2, масло ПН-6 3, рубракс 4, техугле— род 50, неозон "Д" 1,00, диафен ФП

1,00, фталевый ангидрид 0,5, канифоль 1,5 (известная) и смесь, содер$9 жащую в качестве антискорчинга и мягчителя 1,5 мас. ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая).

Пример 2. Готовят обкладочную резиновую смесь по примеру 1 (известная) и смесь, содержащую в качестве антискорчинга и мягчителя

2,0 мас. ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая)..

Определяют время до начала подвулканизации при 1204С, в течение которого вязкость резиновой смеси увеличивается на 5 единиц против минимальной, а когезионные свойства резиновой смеси, а также основные физикомеханические показатели в оптимуме вулканизации.

Свойства смесей н вулканиеатов приведены s табл. 1.

П р н и е р 3, Готовят протекторную резиновую смесь состава, ф() мас.ч.: каучук СКД 30, каучук СКСЗОАРКМ 70, сера 1,7, сульфенамид

1,45, цинковые белила 3, диафен ФД

16,олеийовая кислота 2, масло ПН-б

14,5, рубракс 3, микровоск ЗВ 2, трехуглерод ПМ - 100 60, фталевый ангидрид 0,5, канИфоль 1,5 (известная) и смесь, содержащую в качестве антискорчинга и мягчителя 3,0 мас.ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая). щ H р и м е р 4. Готовят резиновую смесь по примеру 3 (известная), и смесь, содержащую в качестве антискорчинга и мягчителя 5,0 мас.ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая).

Определяют время до начала подвулканиэадии при 120 С и стойкость рео эин к тепловому старению при 100 С в течение 72 ч по отношению показателей прочности и относительного удлинения резин после старения к uc$p ходным показателям (до старения).

Свойства смесей и вулканиэатов приведены в табл. 2.

Иэ табл. 1 и 2 видно, что предлагаемь:е смеси в сравнении с известной обладают повышенными показателями

891707

Известная смесь

Предл аг аемая сме с ь со смолой ЗМТГФ

Показатели

Свойства смесей

22,5

1,2

1,3

640

1070

1233

Свойства вулканизатов

85

240

237

240

590

610

600 31

85

80 стойкости к подвулканизации, когезионной прочности, что весьма важно для обкладочных резин, а вулканиза« .ты характеризуются более высоким сопротивлением тепловому старению.

Сопротивление подвулканизации увеличивается на 10-30%, относительное удлинение нри разрыве резиновой смеси увеличивается на 70-90%, а сопротивление тепловому старению резин возрастает на 20% по прочности и на

5-20% по относительному удлинению.

В настоящее время смола ЗМТГФА не находит квалифицированного примеВремя до начала подвулканизации, мин

Когезионные свойства: модуль при 300% удлинении, кг/см относительное удлинение, %

Модуль при 300% удлинении, кг/см l

Сопротивление разрыву, кг/см

Относительное удлинение, В

Остаточное удлинение, Ъ

Сопротивление раздиру, кг/см нения и уничтожается. Предлагаемое техническое решение поэнолит решить проблему утилизации одного иэ нефтехимических отходов, загрязняющих экружающую среду.

Смола ЗМТГФА выполняет бифункциональную роль — мягчителя и антискорчинга одновременно. Это позволит не только улучшить качество резиновых смесей, но и снизить их себестоимость за счет замены дорогой и дефицитной канифоли и фталевого ангидрида на практически бросовый продукт.

Таблица 1

1,5 мас.ч. 2,0 мас ° ч.

891707

Таблица 2

Предлагаемая смесь со смолой ЗМТГФА

Известная смесь

Показатели

5 мас. ч.

3-мас.ч.

Свойства смесей

0,42

0,44

0,41

Пластичность по Карреру

27

Свойства, вулканиэатов

Коэффициент теплового старения по сопротивлению разрыву

0,94

0i80

0,57

0,48

0 50 по относительному удлинению Твердость по ТМ-2

32

Эластичность по отскоку, Ъ

Формула изобретения

1,0-5,0

Составитель В. Холоденко

Редактор В.Иванова Техред A. Сайка. Корректор М. Коста

ЬО»

Заказ 11145/35 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ 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

Время дб начала подвулканизации, мин

Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая агент вулканизации, ускоритель, днсперга.тор., активатор, наполнитель, противостаритель и эаэедлитель подвулканиэации, о т л и ч а в щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости ре- 49 эиновой смэси к подвулканизации и улучшения ее когеэионной прочности, а также физико-ьюханических свойств резин. as этой смеси, последняя содер- жит в качестве эамедлителн подвулка- 4» низации сополимер пнперилена и 3 .-метил - 1,2,3,6 - тетрагидрофталевого ангидрИда прн следующем соотношении комцоненто®, мас. ч.з

Ненасыщениый каучук 100

Агент вулканизации . 1-3

Ускоритель 1, 5-4,5

Диспергатор 0,2-3,0

Активатор 2,0-10,0

Наполнитель 20-85

Противостаритель 0,5-3, 0

Указанный замедлнтель подвулканнзации

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Справочник резинщика. М., . Химия",.1971, с. 12á (прототип).