Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительнйе к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 03. 81 (21) 3306387/23-05 }51} М. КП. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
С 08 Ь 9/00
С 08 К 9/04
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
153} УДК678. 7 (088.8) Опубликовано 1510.82. Бюллетень ¹ 38
Дата опубликования описания 15.10.82
В.М. Гончаров, В.И. Ивановский, С.В. Орехов, С.И. Багаев, Л.A. Гончарова и И.A. Ильин (72) Авторы изобретения
ЯА ) ЕН ГНОТЕХНИЧВСКА"
БИБЛИОТЕКА
Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (71) Заявитель (54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ
КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА
f 2
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе карбоцепного каучука.
Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая наполнитель-углеродную сажу, обработанную 0,25-10 вес.% метиловым спиртом (метанолом) (11.
Однако применение подобной сажи не обеспечивает требуемого качества ее распределения в каучуке, а резины полученные из данной смеси имеют повышенное теплообразование. Кроме того, применение метилового спирта (метанола), являющегося сильным ядом с высокой летучестью, ставит под сомнение воэможность организации безопасного промышленного способа получения пбдобной сажи, а, следовательно, и ее использование в составе резиновой смеси.
Известно применение в составе резиновых смесей в качестве наполнителя углеродной сажи, обработанной
0,2-2,5 вес.% раствором многоатомного спирта (этиленгликолем или глицери-
HOM) (27.
Однако при введении данной сажи в резиновую смесь не достигается требуемое качество диспергирования в каучуке, в связи со склонностью сажи к агломерированию при хранении и транспортировке. Полученные из данной- смеси резины (вулканизаты) характеризуются повышенным теплообразованием и низкой дйнамической выносливостью.
Цель изобретения — улучшение
l диспергирования (углеродной) сажи в резиновой смеси, а также уменьшение .теплообразования и повышение динамической выносливости резин.
Поставленная цель достигается тем, что вулканиэуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая наполнитель-модифицированную активную углеродную сажу, в качестве которой содержат модифицированную 0,2-3,0 мас.% от веса сажи 4-гидроксиметил 1,3-диоксалана в количестве 40-65 мас.ч. на
100 мас.ч. каучука.
Используемый для модификации ак тивной углеродной сажи 4-гидроксиметил 1,3-диоксалан (техническое название согласно ТУ 84-673-77 "Фор96609,6 мальглицерин-ФГ") имеет следующую структурную формулу
СК% СН-СН ОК
Г
С
50
Предлагаемый продукт имеет молекулярный вес = 104, 1062, температуру кипения 194,5ОС и хорошо растВорим в воде, что дает воэможность легко совмещать его с сажей в процес.се получения последней, например на стадии мокрой грануляции пылящей сажи путем соотношения 0,9-1,3:1, в смесителе грануляторе, с последующей сушкой влажных гранул до содержания влаги не более 0,5 мас.%.
Содержание 4-гидроксиметил 1,3-диоксалана в модифицированной саже выбирается в пределах 0,23,0 мас.% от веса сажи, так как при меньшем его количестве не обнаруживается улучшение качества диспергиро-2, вания сажи в каучуке, а при содержании более 3,0 мас.% существенно снижаются прочностные свойства резин.
Изобретение иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1. В резиновую смесь на основе изопренового каучука следующего состава, мас.ч:
Каучук СКИ-3 100
Стеарин 1,0
Альтакс 0,6
Дифенилгуанидин 3,0
Оксид цинка 5,0
Неозон Д 1,0 40
Сера 1,0
Наполнитель 40
В качестве наполнителя вводят са-. жу ПМ-100, содержащую 0,2-3,0 мас.%
4-гидроксиметил 1,3-диоксалана. 45
Одновременно для сравнения изготавливают и испытывают две резиновые смеси аналогичного состава содержащие немодифицированную сажу ПМ-100 и сажу ПМ-100, модифицированную 1% глицерина (по прототипу).
Все резиновые смеси приготавливают на вальцах или в реэиносмесителе. Вулканиэуют в прессе при 133©С в течение 15 мин. Качество дисперги-. рования сажи в резиновой смеси оце0,5
5 0
2,0
Одновременно, для сравнения, изготавливают и испытывают резиновую смесь аналогичного состава содержащую сажу ПМ-105, модифицированную
1 мас.% от веса сажи глицерином (по прототипу)
Все резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе и вулканизуют в прессе при 153 С в течение
20 .мин.
Свойства смесей и резин представлены в табл. 2.
Как видно из данных приведенных в таблицах, резиновые смеси предлагаемого состава характеризуются более высокой степенью диспергирования сажи, а резины из данной смеси превосходят известные по .динамической выносливости, в общем случае, в 1,52 раза и имеют меньше на 15-60% теплообразование при многократных деформациях, что позволяет повысить ходимость автомобильных шин на 5-7%.
I нивают с использованием светового микроскопа. Полученные резины испытывают согласно ГОСТ на физикомеханические испытания резин.
Результаты испытаний представлены в табл. 1..
Пример 2. В резиновую смесь на основе комбинации карбоцепных каучуков следующего состава, мас.ч.:
Изопреновый каучук CKH-3 40,0
Бутадиеновый каучук СКД 30,0
Бутадиенметилстирольный каучук СКМС-30
APKN-15 30,0 . Сера 1,9
Сульфенамид М 1,4
Гексахлорпара I ксилол
Оксид цинка
Стеарин
Стиролинденовая смола 3,0
Масло ПН- 6ш 10,0
Противостаритель 4010-A 1,0
Ацетонанил P 2,0
Наполнитель 65,0
В качестве наполнителя вводят сажу ПМ-105, модифицированную 1 мас.% от веса сажи 4-гидроксиметил 1,3-диоксаланом.
966096
Cd O
K uo
Cd «» !
oo! о х мд х v ф Qj CC
1
1
1О И I с с 1
«Й СЧ Ch
«Ф И СЧ I
И CO с б-! «C
СЧ ха Ф (U
K Ц во
woo ф
IC! O
О о х лю х и» ф ф t
Э ЕЯ а, ие
С Ъ СЧ с с
И ttl
И СЧ
СЧ Ф 1О «! с с EO О\ С
CA Cll СЧ
1
I !
I
1
1 о с с
CO И О
CA CO СЧ
«-! С 1 с
«3 LA
«Й СЧ
СЧ
I
«Ф Ю 1 с с I о со
CO «» 1
СЧ \О с
И Ul
СЧ
СЧ
«-! cC с о и
СЧ СЧ (Ч
10 И с с
СЧ СЧ Ю
О1 C СЧ
Ю с " »
И с
e с с о
СО с СЧ
10 СО с с
CO И
СЧ СЧ (Ч
Д 1 и х
Э
Е ф и и х хи ф Х 1 ю о о а х ц с х х ф ф 1 а 1 1!
С0 СЧ с с
С»> СЧ
СЧ
СЧ «3 с с б-» И 1
1О СЧ
1
4 ч и о б о а
I
I
I х
1
1
1 - 1
I. ! !
1
1 ! !
1
1 !
I
1
1
I
I
1 .1
Cd и
>х э
Ф и
Е
cd Н хо а ф бАО
Ц си
V Cd
X о о х
«» Cd
I 3
Cd до
Х хо и с о сю >, I
° 1» 1 и
Cd Н 1
X dI 0 х н
»хо
0 0 1
Ic dI L 1 ф N I ахо
CdÖÕ!
К!» 1
1 1
I I
1 о
1 С I
I I
1 1
1 1
I 1 б б
I 1
1 I ! 1
1 И с
1 «-! 1
1 I
1 1
1 хо
1 3 Р\ х о х х
I Cd
I 9\ф оэ
I 0C4
I Х
I !» !!!
1 0
1 Ф
L Ж
v ф хи
Ц ф о» хн с
С! О. а1Ех
S0o
01:Ф
1 ЦйЯ дфи с
A 1 Ф
Н Ik Ю и н х о и х а х
Ц
o Z о о о х х х
2 н н
ICI ф ф а а
Х
eIcI0 0
МÎI» 1» иапо о х1х 1
1 х х х
cd ° 0Ф 0 хихx и
I и о с
Ф х х
Щ
Р3 о
CcI ф 1 а
10 о о
1 !
» 1 ф 1
966096
Таблица2
Резиновая смесь с сажей ПМ-105,содержащей 1 мас.% глицерина (прототип) Резиновая смесь с сажей ПМ-105, содержащей 1 Mac,Ú
4-гидроксиметил
1,3-диоксалана
Показатели
Площадь недиспергированных агломератов сажи в резиновой смеси, мм
285,3
248,7
Напряжение при ЗООВ удлинения, МПа
11,6
12,1
21,4
21,7
Прочность при разрыве, МПа
Динамическая выносливость, тыс. циклов: при многократном растяжении
119,4
133,5
232,0
36,3 при многократном изгибе
186,7
42,0
Теплообразование, С
Составитель В. островский
Редактор A. Химчук Техред Ж.Кастелевич Корректор В Бутяга
Заказ 7776/37 Тираж 514 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
Вулканизуемая резиновая смесь иа основе карбоцепного каучука, вклю- 35 чающая наполнитель-модифицированную углеродную сажу, . о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью улучшения диспергирования сажи в резиновой смеси, а также уменьшения теплообраэования и повышения динамической выносливости резин из данной смеси, последняя содержит в качестве наполнителя активную углеродную сажу ,модифицированную 0,2-3,0 мас.Ъ от веса сажи 4-гидроксиметил 1,3-диоксалана в количестве 40-65 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3704276, кл. 260-41.5, опублик. 1972.
2. Патент США Ф 2427238, кл. 106-307, опублик. 1944 (прототип) .
