Способ получения резиновой композиции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.03. 81 (21) 3298063/23-05 (51) М. Кл.з

С 08 J 3/20

С 08 L 75/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070982. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 070982 (53) УДК 6 7 8. 66 4 (088.8) (72) Авторь изобретения

Н. Н.Кирюхин, A.Ì.Oãðåëü, Ю.М. Нестеров и (71) Заявитель

Волгоградский (ордена Трудового Красного политехйический институт (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ КОМПОЗИЦИИ

Изобретение относится к резиновой промышленности, к области полу» чения композиций на основе олигомеров с иэоцианатными или уретанэпоксидными группами и может быть использовано для изготовления резинотехнических или других иэделий.

Известен способ получения резиновой смеси — композиции на основе карбоксилсодержащего олигомера предварительной вулканизацией карбоксилсодержащего олигомера оксидом или гидрооксидом двухвалентного металла и последующим смешением солевого вулканизата с компонентами резиновой смеси (11 .

Недостатком указанного способа является низкая прочность и относительное удлинение вулканизатов и длительное время смешения, а также необходимость предварительного смешения карбоксилсодержащего олигомера с оксидом или гидрооксидом двухвалентного металла, необходимость охлаждения солевого вулканиэата до комнат- 25 ной температуры и воэможность его разжижения при нагревании и контакте с ускорителем, например при смешении на вальцах с усиливакщим наполнителем и каптаксом, что усложняет З0 технологию и увеличивает время получения резиновой смеси. Особенно важно то, что данный способ применим только к карбоксилсодержащим олигомерам и не применим к изоцианатным и уретанэпоксидным одигомерам, так как последние не образуют с оксидами и гидрооксидами двухвалентных металлов солевых вулканизатов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения резиновой композиции на основе:изоцианатногчУ или уретанэпоксидного олигомера в смесителе для жидких композиций смешением последнего с компонентами резиновой композиции $2j..

Недостатком известного способа является низкая прочность и относительное удлинение резин и длительное время смешения композиции. Использование изоцианатных и уретанэпоксидных олигомеров в жидком виде представляет большие трудности, так как олйгомеры вязкие, липкие жидкости, которые трудно дозировать и смеши вать с ингредиентами резиновой смеси. Необходимо отметить, что исходные изоцианатные и уретанэпоксидные олигомеры оказывают отрицательное влияние на здоровье работающих, в

956500

4 частности лакриматорное действие и вызывают дерматит при попадании на кожу.

Цель изобретения — сокращение времени смешения композиции и псвышение физико-механических показателей резин из нее.

Укаэанная цель достигается теМ, что в способе получения резиновой композиции на основе изоцианатного или уретанэпоксидного олигомера сме- 10 шением последнего с компонентами резиновой композиции предварительно олигомер термостатируют при 70-225 С в течение 15 мин — 15 сут.

Предварительное термостатирова- 15 ние позволяет повысить прочность и относительное удлинение резины, а также сократить время смешения компоэации благодаря томы, что достигает- ся удлинение полимерных цепей (увели- „щ чение молекулярной массы) за счет взаи-, модействия изоцианатных или эпоксидных групп одной молекулы с подвижным атомом водорода уретановой группы, входящей в состав функционального фрагмента, другой молекулы. Отсутствие ингредиентов смеси при термостатировании создает благоприятные условия для протекания названного процесса и увеличения молекулярной массы олигомера, что сопровождается повышением прочности и относительным удлинением резины. Вслед за удлинением цепей по тому же механизму, что и удлинение, происходит поперечное сшивание молекул олигомера, однако данный процесс происходит менее интенсивно, по-видимому, эа счет стерических затруднений. Наличие редкой поперечной сетки позволяет создать в смесй большие напряжения сдвига при смешении термоста40 тированнаго олигомера с ингредиентами смеси и тем самым достичь высокой степени их диспергирования в смеси за короткое время, что благоприятно сказывается на прочности резины. Ска-4g занное особенно заметно при использовании высокодисперсных наполнителей.

Смешение термостатированного олигомера с ингредиентами смеси осушествляют на лабораторных вальцах. Полу- О ченные резиновые смеси вулканизуют в процессе под давлением 10 МПа при

143 С 30 мин. Физико-механические показатели эластомеров определяют согласно Н)СТ 270-75.

Пример 1. Уретанэпоксидный дивинилизопреновый жидкий (каучук

ПЯИ-3A) термостатируют при 70, 100, 125, 150, 175, 200 и 225 С в течение 15 сут, 36 ч, 14 ч, 8 ч, 2,5 ч, 1 ч и 15,мин соответственно, а затем смешивают с ингредиентами смеси табл. 1 состав 1) и пол чают вулканизуемые резиновые композиции (предлагаемый способ).

В табл. 1 представлены составы композиций на основе ПДИ-3A ; 2их физико-механические свойства.

По известному спосббу изготавливают вулканизуемую резиновую композицию на основе ПДИ-3А (табл. 1, состав 3), результаты испытания которой представлены в табл. 2 (прототип).

Пример 2. Изоцианатный дивинилизопреновый жидкий (каучук ФП-65) термостатируют при 70, 100, 125, 150, 175, 200, 225 С в течение 9 сут, i54 ч, 24 ч, бч, 4ч, 2 ч, 15 мин соответственно. Полученные термовулканизаты охлаждают до комнатной температуры, а затем смешивают с ингедиентами смеси (табл, 1, состав 2) и получают вулканизуемые резиновые композиции. Физико-механические свойства композиций, полученных на основе

ФП-65, представлены в табл, 3 (предла гаемый способ) .

По известному способу 100 мас.ч.

ФП-65 смешивают с ингредиентами смеси.

Получают вулканизуемую резиновую композицию, результаты испытания которой представпены в табл. 3 (прототип).

Из представленных данныХ видно, что предварительное термостатирование уретанэпоксидных и изоцианатных олигомеров позволяет увеличить прочность и относительное удлинение резины до 2-х раз с одновременным сокращением,времени смешения в 5-7 раз.

Выход за предложенные пределы термостатирования не приводит к необходимому результату: снижение температуры и времени ниже 70 С и 15 мин, не обеспечивает необходимого повышения вязкости каучука (последний вытекает с вальцев), увеличение темпе,ратуры и времени свыше 15 сут и

225 С вызывает значительное повышение вязкости каучука, что затрудня.ет,обработку его. Предложенное техническое решение может быть использовано в резинотехнической, асбестотехнической или шинной промышленности.

Промышленное использование предложенного технического решения позволяет интенсифицировать процесс смешения с одновременным. улучшением качества готовой продукции.

956500

Таблица 1

Ингредиенты

Способ

Предлагаемый

Известный (4

Термовулканиз ат

ПДИ-ЗА

100

Термовулканиэат

ФП-65 .

100

100

100

45

45.

Таблица 2

Предлагаемый способ ((1 ((!

Прототип

Показатели

Режим термостатирования: температура, С

150 175 200 225

70 100 125

15 сут 36 ч 14 ч

8ч 25ч 1ч 15мин время

Время смешения смеси мин

13 14 15 15

100

14 14 13

Прочность, при растяжении, МПа

71 66 79 Относительное удлинение, %

180 129 153 126. )$1 180 130 90

Остаточное удлинение, Ъ

0 2

0 0

0:,Таблица 3

Прототип

Предлагаемый способ

Показатели

1 2 3 4 5 6

Режим термостатирования: температура, С 70 100

125 150 175

200 225

2ч 15 мин

24ч бч . 4ч

9 сут 54ч время

ПДИ-3А

ФП-65

Оксид цинка

Тиурам Е

Техуглерод ПМ-75

Сера

2 3 4 5 6 7

6,4 76 5,8 5,2 3,8

956500

Продолжение табл.

Предлагаемый способ

1 2 3 4 5 6

Показатели

Прототип

Время смешивания смеси, мин

14 14 15 8О

12

Прочность при растяжении, МПа 6,4

413736

4,9

3,5

4,5 5

Относительное удлинение, % 90

112 108 103 80

62

Остаточное удлинение, %

6 6

Составитель В. Островский

Редактор К ° Волощую ТехредМ.Рейвес . Корректор А.Гриценко

Заказ 6511/2 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðoåêòíàÿ, 4

Формула изобретения 20

Способ, получения резиновой композиции на основе изоцианатного или уретанзпоксидного олигомера смешением после щего с компонентами резиновой композиции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения времени смешения композиции и повышения физико-механических показателей резин из нее, предварительно олигомер термостатируют при 70-225 С в течение 15 мин - 15 сут.

Источни ки ..и нформаиии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2698544/23-05, кл. С 08 L13/00,,. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2843385/23«05, кл. С 08 L 75/04, 1979 (прототип) .