1-(бензтиазолил-2-тио)-пергидроазепинон-2 в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей
Патент 1033495
Авторы
1-(бензтиазолил-2-тио)-пергидроазепинон-2 в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей
Иллюстрации
Реферат
1-(Бензтиазолил-2-тио)-пергидроаэепинон--2 формулы в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУВЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОсудАРстВенный кОмитет сссР по ДелАм изоБРетений и 07нРытий (21) 3397981/23-04 (22) 26,02.82 (46) 07. 08. 83. Бюл. и 29 (72) A.ÑàÔàåâ, A.Kàäbtðîâ, H.Б.Ниязов
Ж.Г.Сайдалиев,Э.Д.Амиророва,Г.В.Афанасьев и Т.С.Яновская(71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт им. Абу Райхана Бируни -и Ташкентский научно-исследовательский проектноконструкторский технологический ка,бельный институт (53) 547 ° 789.61 891 ° 2 03(088 8) .(56) 1. Патент СИА М 2222867, кл. 260-786, 1940.
2, Патент СНА М 1631871 кл. 260-780, 1927.
„SU„„34 5 А
y(gg С 07 0 417/12; С 08 К 5/47 (54) 1- (БЕНЗТИАЗОЛИЛ-2-ТИО)-ПЕРГИДРОАЗЕПИНОН-2 В КАЧЕСТВЕ УСКОРИТЕЛЯ ВУЛКАНИЗАЦИИ РЕЗИНОВЫХ СИЕСЕЙ (57) 1-(Бензтиазолил-2-тио)-пергидроазепинон -2 формулы в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей.
1033495
1
Изобретение относится к новому химическому соединению, конкретно к 1:-(бензтиазолил-2-тио}-пергидроазепинону-2 формулы в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей.
Соединение формулы (I) может быть использовано как ускоритель вулканизации. резиновых смесей на основе синтетического и натурального каучука в производстве кабельной, шинной и резино-технической промышленности, В настоящее время для вулканизации резиновых смесей на основе син" тетического и натурального каучука применяют ?-меркаптоимидазолин (роданин S-б2) L 1).
Недостатком этого препарата является то, что при введении его в резиновую смесь наблюдается подвулканизация, т.е. резиновая смесь вулканизуется преждевременно. Кроме того, для получения роданина S-62 используется высокотоксичный и взрывоопасный реагент сероуглерод. Известен также 2-меркаптобензтиазол (каптакс) в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей (? .
Однако 2-меркаптобензтиазол обладает повышенной склонностью к подвулканизации, недостаточно высокой степенью вулканизации резины, относительно длительным временем вулканизации.
Целью изобретения является сокращение времени вулканизации резиновых смесей, повышение физико"химических свойств вулканизатов, а также расширение ассортимента ускорителей вулканизации резин, не склонных к подвулканизации.
Поставленная цель достигается соединением формулы (() в качестве уско рителя вулканизации резиновых смесей.
Соединение формулы (! ) получают взаимодействием ?-меркаптобензтиазола с 2-оксигексаметиленимином B присутствии окислителя в водной среде или в этиловом спирте при комнатной температуре. В качестве окислителя используют гипохгорит натрия, перекись водорода или перманганат калия.
Пример 1, Получение 1- (бензтиазолил-2-тио)-пергидроазепинона-2 (УВН"23)
В трехгорлую колбу емкостью
0,25 мл, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой и капельной воронкой, загружают
0,1 моль (16,7 r) бензтиазол-2-тиона (каптакса) и 1О мл дистиллированной воды. Раствор интенсивно перемешивают и прибавляют О, 1 моль (11,3 r)
2-оксогексаметиленимина (капролактама), Затем смесь обрабатывают раствором гипохлорита натрия, поддержи15 вая при этом рН= 10-12. Продолжительность реакции 1,5-2 ч при 1820 С. По окончании реакции смесь из колбы переливают в цилиндрический стакан и выпаривают. Упаривают 1/3 обьема содержимого стакана. После выпарки стакан со смесью ставят для резкого охлаждения в ледяную баню и оставляют на ночь(12- 18 ч). После выпадения кристаллов продукт отфильтровывают и перекристаллизовывают из этилового спирта.
Выход 21,2 г 75,7 . Т.пл.120121 С. Продукт растворяется в воде, спирте, ацетоне, эфире. В бензоле, четыреххлористом углероде не растворяется.
Найдено,3: С 56,21 (56,33)
H.5,63 (5,56); N 9,81(10,05); S 23,16
О 568
С16 14 „ сгО
35 Вычислено,4: С 56,11; H 5,75;
И 10,07; S 23,82; 0 5,68.
Пример 2. В аналогичных вышеописанному примеру условиях проводят реакцию взаимодействия 0,1 моль О (16,7 г) бензтиазол-2-тиона с 0,1моль (11,3 г) 2-оксогексаметиленимина в присутствии окислителя - перекиси водорода в среде этилового спирта. Продолжительность реакции 1,5-2 ч при
45 температуре 20-25 С.
Выход продукта 13,6 г (46,4i).
Т.пл. 120-12Р С.
Пример 3. В аналогичных вышеописанному примеру условиях проводят реакции взаимодействия 0,1 моль (16,7 г) бензтиазол-2-тиона о 0,1 моль (11,3 r),-2оксогексаметиленимина в присутствии. окислителя - перманганата калия в среде этилового спирта.
Продолжительность реакции 1,5-2 ч при температуре 20-25 С.
Выход продукта 11,9 (42,5i). Т.пл.
Т пл 120-121оС
3 10334
ИК-cпектры соединения формулы (1) сняты на спектрофотометре ИК-20 в виде таблеток с КВч. В ИК-спектре соединения Формулы f 1 ) обнаружена полоса поглощения в области 1650 см-, характеризующая валентные колебания
С=О группы. Полоса поглощения в области 1000 см 1 характеризует валентное колебание -й =С-S групп.
УФ - спектроскопическое исследова- 1О ние соединения Формулы (1J проведено на приборе СФ-.16 в виде 24-ного раствора в этиловом спирте или диоксане. Электронный переход в молекуле исследуемого соединения (1)(УВН-23)
15 наблюдается при Pщс, =278 нм.
Испытание соедийения формулы(1)
8 качестве ускорителя вулканизации каучуков проводили в сравнении с
2-меркаптобензтиазолом (каптаксом) . и 2-меркаптоимидазолом (Роданин 8-62)
20 в наполненных и ненаполненных резиновых смесях на основе натурального и синтетического каучуков (НК и
СКН-26 МК). Исследуемый препарат вво25 дили в наполненные и нанаполненные маточные резиновые смеси в равном весовом количестве 0,7 мас.г для смеси из НК, 0,8 мас.r для СКН-26 МК
Изготовление резиновых смесей про- . изводили на стандартных лабораторных вальцах l60x320. Образцы для испытаний вулканизировали в прессе с электронагревом при температуре 1ч3 С в течение 5, 1О, 20, ч0, 80 мин. Для характеристики вулканизатов исполь- З зовали следующие показатели: прочность при растяжении; относительное удлинение при разрыве, остаточная деФормация, твердость по Шору и напряжение при 300 -ном удлинении. Испытания проводили согласно ГОСТам 270-75
269-66, 263-75. Составы резиновых сме- ,сей приведены в табл. 1 и 2. Физикомеханические свойства вулканизатов представлены в табл. 3 и 4. 45
В табл. 3 показано использование соединения формулы (1) в качестве ускорителя вулканизации наполненных резиновых смесей. Опытная резиновая SO смесь почти во всех случаях дает вулканизаты с повышенным модулем { напряжение при 300 4-ном удлинении, разрывная прочность и твердость), что свидетельствует о более высокой степени вулканизации опытных резин.
В табл. 4 показано использование новых препаратов на основе соедине95 а ния Формулы(1} в ненаполненных резиновых смесях на основе натурального и синтетического каучука. В ненаполненных резиновых смесях соединение
Формулы (,17 повышает модуль, разрывную прочность и твердость вулканизатов.
В табл. 5 показаны физико-механи" ческие свойства вулканизатов ненапол" ненных резиновых смесей HK, а в табл. 6 - Физико-механические свойства вулканизатов наполненных резиновых смесей (СКН-26 МК).
Введение новых укорителей вулканизации в стандартные наполненные и ненаполненные смеси на основе натурального и синтетического (НК, СКН-26 МК) каучуков (табл.5 и 6) значительно повышает разрывную проч" ность (с 15,5 МПа для смеси из HK до min 9,2 Hlla и с 2,5 МПа для СКН"26
МК до min 16,9 МПа). Напряжение при
3003-ном удлинении повышается более чем в 3 раза. твердость практически не снижает относительного удлинения в сравнении с контрольным ускорите:лем (Роданин 5-62).Все это свидетель" ствует об эффективности и активности соединения формулы 1 как ускорителя вулканизации каучуков.
Как видно из результатов исследования табл. 5 и 6 при использовании соединения формулы в качестве ускорителя влуканизации резиновых смесей на основе HK и СКН время вул" канизации ускоряется почти е дВа раза.
Из этого, следует, что за. одну смену вулканизационное оборудование вулканизует резиновую смесь в полтора или два раза больше по сравнению с контрольным. При этом достигается зкономия электроэнергии, рабочего времени и затрат на оборудование, т.е. повышается производительность оборудования. Кроме того, получаемые вулканизаты по своим физико-механичес" ким показателям и эксплуатационным свойствам также превосходит контроль" ные вулканизаты, Результаты исследования получен" ного соединения Формулы (1) а. качестве ускорителя вулканизации показали, что новое производное бензтиазол-2тиона является-высокоэффективным ускорителем вулканизации резин и не склонен к преждевременной вулканиза" ции.
1033495
Ингредиенты
Каучук НК
100,0
100,0
100,0
3,0
Сера
3,0
3,0
1,0
1,0
1,0
5,0
5,0
5,0,0 7
0,7
0 7
109,7
109 7
109» 7
Опытная смесь
Ингредиенты
« ° «
100,0
100,0
100,0
1,0
Сера
1 5 I 5
1 5
1,5
1,5
5,0
5,0
5,0
45,0
45,0
45,0
0,8
0,8
0,8.
153,8
153,8
Стеариновая кислота
Цинковые белила
Каптакс (2-меркаптобензтиазол) Роданин S-62 (2-меркаптоимидазол) YBH-23 (соединение фор-. мулы 1) Каучук СКН-26 ИК
Стеариновая кислота
Цинковые белила
Технический углерод ДГ-100
Каптакс (2-меркаптобензтиазол) Роданин S-62 (2-меркаптоимидазол
УВН-23 (-.оединение фор" мулы 1) Контрольная смесь
° ««««
1 2
Контрольная смесь
««ч««
«««««««««««««
Таблица 1
Опытная смесь
Таблица 2
1033495
Показатели
УВН-23
Каптакс
10 мин
143
143
143
19,6
19,9
19,2
15,5
685
658
658
13
1 7
2,6
1,3
28
Твердость
Показатели
Каптакс
10 мин
10 мин
143
143
143
143
25,5
17,5
2 5
27,5
740
895
818
920
25
4,7
5,7
Твердость
50
Температура вулканизации,1 С
Сопротивление разрыssyg ИПа
Относительное удлинение Я, 3
Остаточное удлинение (,, 3
Иодуль. при 3003-ном удлинении, ИПа
Температура вулканизации, С
Сопротивление разрыву
g», Ийа
Относительное удлине-; ние », Ф
Остаточное удлинение 0 0
Иодуль при 3004-ном удлинении, ИПа
Контрольная смесь
Роданин
Контрольная смесь
Роданин S-62
Таблица 3.
Опытная смесь
5 мин 10 мин
Таблица
Опытная смесь
5 мин 10 мин
1033495
Физико-механические показатели
Время вулканизации, мин
« »»«
Дозировка 0,7 мас.ч.
Я М
3 ИПа
Ускоритель
»
«
Не вулканизовано
19,6 658 13 1,7
20
19,8 630 14 2,4
17,5 625 15 2,2
34 йО
10,8 650 5
1,7
Не вулканизовано
15 1.3
13 1,9
l7 . l,9
10 2,0
10
20
80
28
10
2,6
20
40
80
2,8
Таблица
Время вулканизации, мин
Физико-механические показатели
Дозировка 0,8 мас.ч
Ускоритель
Gz
ИПа 3
Мъоо"".
Ж Мпа
Твердость
Не вулканиэбвано
740
20,4 645
40 4,7
22 6,7
50
52
Каптакс { 2меркаптобенэтиазол контРольная смесь I
Роданин S-62 (2-меркаптоимидаэолин)
K0HTPoflbHBR . смесь 2
УВН-23 .(соединение Форму" лы 1) опытная смесь
Каптакс 2-(меркаптобенэтиазол)
Контрольная, смесь 1
15,5 660
16,2 658
15,3 643 ,9, 2 560
19,9 695
19 2 685
18,8 675
l7,О 643
12,1 631
Таблица 5
1033" 95
Продолжение табл, 6 ) Время вулканизации, мин
Физико-механические показатели
Дозировка 0,8 мас.ч
Ускоритель
МПа, ° Я Qz., И ЗрЯ
Q 3 т, МПа Твердость
20 9,7
20 10,3
22,3 535
18,5 400
40
20
50
55
5 27,5 920 25 4,9
10 25,5 818 23 5,7
20 25,7 662 22 7,0
51
27,4 550 27 9,9
55
27,7 487 . 12 ll,9
Составитель Н. Капитонова
Техред К.Мыцьо Корректор-А. Тяско
Редактор Г.Волкова
Заказ 5552/24 Тираж 4!8 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. Роданин S-62
{2-меркаптоимидазолин)
Контрольная смесь 2
УВН-23
{соединение
Формулы 1)
Опытная смесь
2,5 895
16,5 606
17,5 525
16,9 375
Не вулканизовано
77 l,1
25 5.,1
15 6,0 l0 10,5