Резиновая смесь
Иллюстрации
Реферат
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе комбинации карбоцепных каучуков, включающая сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор , модифицирующую добавку и технический углерод со степенью срастания частиц в arperaTjB 0,03-0,09, отличают а я с я тем, что, с целью повышения прочности, динамической выносливости и износостойкости резин, смесь дополнительно содержит полимерные волокна длиной 59 мм при следующем соотношении компонентов: мас.ч. КарбО1хепные каучуки 100 Сероускорительная вулканизующая группа 6,5-13,0 Стабилизатор 1,0-3,0 Мягчитель14-20 Модифицирующая . добавка4-8 I Технический -углерод со степенью сраста (Л ния частиц в агрегате 0,03-0,09 50-70 Полимерные волокна 3-20
«е св. СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
PECllYEi fly
3(511 С 08 Ь 9/00; С 08 К 7/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 r тания частиц в агрегата 0,03-0,09,. о .т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, динамической выносливости и износостойкости резин, смесь дополнительно.содержит полимерные волокна длиной 59 мм при следующем соотношении компонентов: мас.ч.
100
6,5-13 0
1,0-3,0
14-20
4-8
50-70
3-20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3446894/23-05 (25) 3410280/23-05 (22) 17.03.82 (46) 15 .02.84. Вюл. Р 6 (72) Е.П. Виташевский, Ю.Н. Никитин, В.В. Устинов, T.Ñ. Соколова, Д.A Калугин, М.Л. Пиновский и A.Ô. Бодня (53) 678.7 (088.8) . (56) 1. Патент ФРГ. Р 1251163, . кл. 62 В 40/15, опублик..1967.
2. Авторское свидетельство СССР
9 730731, кл. С 08 L 9/00, 1979 (прототип) . (54)(57) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе комбинации карбоцепных каучуков, включающая сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стаби-. лизатор„ модифицирующую добавку и технический углерод со степенью срас\
EHHR...;,—:;...»-!
Карбоцепные каучуки
Сероускорительная вулканиэующая группа
Стабилизатор
Мягчнтель
Модифицирующая добавка
Технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09
Полимерные волокна
10732,54 износостойк ти реэ
Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе комбинации карбоцепных каучуков, включающая сероускорительную вулканиэующую группу, мягчитель, стабили- 55 затор, модифицирующую добавку и технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09, дополнительно содержит полимерные волокна длиной 5-9 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: 6(Карбоцепные каучуки 100
Сероускорительная вулканизующая группа б,5-13,0
Стабилизатор 1 0-3,0
Мягчитель 14»20
Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки рецептуры резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, которые могут найти применение в народном хозяйстве, в частности для 5 производства пневматических шин для велосипедов или высокоэластичных муфт.
Известна вулканизуемая резиновая смесь для протектора пневматичес- 10 кой шины, включающая карбоцепной каучук и смесь печного технического углерода со степенью срастания частиц в агрегаты 0,1-0,3 и полимерных волокон длиной 9,5-30 мм при содер- 15 жании последних 4-10 мас.ч. на
100 мас. ч. каучука (1), причем в укаэанных материалах отсутствует полный состав резиновой смеси..
Недостатком этой композиции яв20 ляется неудовлетворительная прочность и износостойкость изготовленного из нее протектора, а также сложность конструкции шины и большой расход материалов на ее изготовление.
Наиболее близкой к предлагаемой 25 по технической сущности и достигаемому результату является резиновая смесь, включающая карбоцепной каучук, сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор, З0 модифицирующую добавку и печной технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09 12 .
Недостатком указанной резиновой смеси является неудовлетворительное 35 сопротивление деформации полученных из них резин, что приводит к быстрой раэнашиваемости изделий. Для устранения этого недостатка иэделие ар" мируют резинокордным каркасом, что 40 повышает стоимость, усложняет конструкцию и технологию его изготовления.
Облегчение и упрощение конструкции шины приводит к резкому снижению ее ходимости на стенде из-за разрыва и отслоения каркаса от относи45 тельно мягкой резины протектора.
Цель изобретения — повышение проч» ности, динамической выносливости и ос ин
Модифицирукщая добавка 4-8
Технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09 50-70
Полимерные волокна 3-20
Технический углерод в предложенной композиции имеет степень срастания частиц в агрегаты 0,03-0,09.
Агрегаты со степенью срастания частиц ниже 0,03 имеют низкую механическую прочность и разрушаются в процессе смешения, что ухудшает износостойкость резины протектора.
При повышейии степени срастания частиц в агрегаты выше 0,09 уменьшается открытость их поверхности для каучука до уровня, характерного для всех старых серийных марок технического углерода (ПМ-100, IIN-75, IIM-50), что также ухудшает износостойкость и повышает отрицательное действие полимерных волокон на износостой- кость покрышки. Содержание печного технического углерода с меньшей степенью срастания частиц в агрегаты колеблется от 50 до 70 мас.ч. на
100 мас.ч. каучуков. При количествах технического углерода выше или ниже укаэанных пределов нормы износостойкость резины уменьшается ниже уровня износостойкости резины из известной композиции
В качестве полимерного волокнистого наполнителя в предложенной КоМпозиции могут применяться короткорубленные волокна природной целлюлозы (хлопка), искусственные волокна целлюлозы (вискоза), а также синтетические волокна полиамида (капрона), полиэфира (лавсана), полиакрилонитрилового спирта и другие. При этом длина волокон может быть в пределах 5-9 мм, а содержание их в резине - 12-20 мас.ч. на 100 мас.ч ° каучуков. При меньшем содержании Волокон не достигается высокого уровня сопротивляемости резины статическим деформациям, что приводит к резкому снижению ходимости покрышек упрощенной конструкции иэ-эа разрыва каркаса. При длине и содержании волокон выше верхнего предела норм затрудняется процесс получения композиции и снижается износостойкость полученных из нее вулканизатов.
П р и м.е р ы 1-9. Резиновые смеси для шин. Готовят резиновые смеси состава, укаэанного и табл. 1. Резиновые смеси вулканиэуют при 155 С в течение 30 мин.
Сопротивление резин истиранию определяют по ГОСТ 12251-75, а проч- . ностные свойства - по ГОСТ 270-75.
Свойства резин представлены в табл. 2.
1073254
Иэ приведенных в табл. 2 данных следует, что вулканизаты иэ предложенной композиции имеют меньшую ис- тираемость, т.е. более высокое сопротивление истиранию, чем вулканизаты из известных композиций.
Шины, .изготовленные иэ предлагаемой резиновой смеси, легче известных, т.е. на их изготовление требуется на столько же меньше материа:лов. Расход капронового корда. на изготовление каркаса шины уменьшается.
Конструкция и технология изготовления шин с применением опытной композиции значительно упрощается за счет уменьшения слоев корда в каркасе до одного и изъятия подпротекторного слоя резины.
П р и.м е р 10. В лабораторнОм
3-литровом резиносмесителе при 90100 С готовят вулканиэуемую полимерную композицию следующего состава, мас.ч.: бутадиен-метилстирольный каучук СКМО-30 АРКИ 15-40; изопреновый каучук СКИ-3 40; бутадиеновый каучук СКД 20; сера 1,7; сульфенамид Ц 1,4; окись цинка 4; стеарин. 2; канифоль 2; масло ПН-6ш 12; продукт
4010 NA 1у сантофлекс AW 2; модификатор РУ 3; белая сажа БС-120 5; печиой технический углерод ПИ-105 по Ту 38 11562-77 65; хлопковое во локно длиной 7 мм 5. Технический углерод ПМ-105 имеет диаметр частиц
203 А, удельную поверхность по
ЦТАБ 105 м /г. адсорбцию дибутилфталата 103 мл/100 r и среднюю степень срастания частиц в агрегате 0,09.
Полученную композицию вулканизуют в прессе 60 мин при 1439С.
Прочностые свойства резин определяют по ГОСТ 270-75, сопротивление раздиру по ГОСТ 262-79, динамическую выносливость, на флексометре ФР-2 при амплитуде сжатия 5 мм, частоте сжатия-860 циклов в минуту и нагрузке 20 Kr по ГОСТ 24418-75.
Пример 11. Вулканизуемую смесь готовят и испытывают по примеру 10, но применяют хлопковое волокно длиной 9 мм.
Пример 12. Вулканиэуемую по-. лимерную композицию готовят и испытывают по примеру 10, но применяют хлопковое волокно длиной 5 мм.
Пример 13. Вулканизуемую полимерную композицию готовят и испытывают по примеру 1, но количество же количество серийного технического
35 углерода HN-100 и полиамидиого волок40
Как видно из табл,. 4, преимущества предложенной резиновой смеси по указанным свойствам перед контрольной сохраняются при изменении содержания технического углерода от 50 до 70 мас.ч. иа 100 мас.ч. каучуков
:уменьшении степени срастания частиц технического углерода в агрегате до
l0
30 хлопкового волокна уменьшают до
3 мас,ч. на 100 мас.ч. каучуков.
Пример 14. Вулканизуемую полимерную композицию готовят и испытывают по примеру 11, но количество хлопкового волокна увеличивают до 7 мас.ч. на 100 мас.ч. каучуков.
Результаты испытания вулканизатов приведены в табл. 3.
Пример 15. Вулканизуемую полимерную композицию готовят и испытывают по примеру 10, но применяют технический углерод П-136М с диаметром частиц 150 Х, удельной поверхностью по ЦТАБ 119 м /г, адсорбцией дибутилфталата 114 )мл/100 г, степенью срастания частиц в агрегате 0,065 и полиэфирное. волокно (лавсан) длиной
7 мм в количестве 50 мас.ч. на
100 мас.ч. каучуков соответственно.
Пример 16. Вулканизуемую nîлимерную композицию готовят и испытывают по примеру 10, -но применяют технический углерод П-226И с диаметром частиц 220 3., удельной поверхностью по ЦТАБ 100 м /г, адсорбцией дибутилфталата 102 мл/100 r, степенью срастания частиц в агрегате 0,03 и полиамидное (капроновое) волокно длиной 7 мм в количестве 7.0 мас.ч. на 100.мас.ч. каучуков соответственно. .
Результаты испытания вулкаииэатов иэ композиции. (по примерам 15 и.16) в сравнении с данными для резин контрольной композиции, содержащей такое на длиной 20 мм, приведены в табл. 4.;.
Из приведенных в табл. 3 и 4 данных видно, что вулканизаты из предлагаемой резиновой смеси имеют более высокую прочность и более высокое сопротивление многократному сжатию (показатели динамической выносливости) по сравнению с вулканизатами из: известных резиновых смесей..0,03 и замене хлопкового волокна иа синтетические волокна — полиэфирные и полиамидные.
1073254
Таблица1
МЧИ чу Ч 11Ф 1 Ч ЧЧ h I I
Состав, мас. ч3 по примерам Компоненты
»» Ф» %»»ФЭВР ° ЮВ ВЮФ»»»»ю»
»»» « » °
5 6 7 8 9
» °
° ВМ» еь»»» й»J
Й »»»»»юэй»»»»
Вутадиеннит, рильный,кау-. чук (CKH-18.) 2
Иэопреновый ка-. учук (СКИ-3) 80
80 80 80
S0
80
80 Вутадиеновый каучук (СКД) 20
20
20
Окись цинка
Тиурам
Стеарин
2 2 м 2
1,0 2,5 2
Сера
1 0 5 1
1 1 1
Сульфенамид Ц 1
0,8
Продукт 4010 NA 1 1
Резотропин (РУ-1) 12 12
12
12
12.
Белая сажа ,(ВС-120)
Канифоль
2, РУБРАКС
Печная сажа
65 65
70
65 65 70
Капройовое волокно дли ной, мм 7
15 R 15 15
12.
Полиэфирное волокно длиной 7 мм :.
15
Поливинилспиртовое волок но дли» ной 7 мм
\ IW» 1 IWAWWWW el1» ФюВЬ»
20 - 20
2 6 8
0 5 ,I
2 2 2
l 3
4 12 12
3 - 5
2 2 2
1073254
ОЪ ь ь, С м
СО ъ ь 3
С Ъ
СЧ
° Ф
СЧ ь
D C!
СЧ ь
Ch
Р С
СЧ
М
СЧ
Р С
М ь ь
СО
РЪ
СЧ
Ю
Ю ь
1О ь
1 1
I Ф I
1 I
1 I
1 — — 4
I I
I 1
1 1
1г- I
I. I
I I —
tA
CO
° Ф
СЧ
Ф Ю
СЧ Ь
CA cl
СЧ ь
CO
РЪ
СЧ
Ю
М ь
С Ъ ь
М ь <"Ъ
ССЪ
-. СЧ.. сО
См
СЧ
Ul
1О ь
М ь
ЧР
М ь
ОЪ ь ь е
РЪ ОЪ
6 Ъ
СЧ
ОЪ ь .ь. t
СЧ
1 ! — »
1 ю4
1 EO
М ь
М Ф
СЧ. О\ ь
% ь
Ю ь
СЧ (Ч о
Э а ф ж к
Э н ф
Э о к о о к 3 ож
Ц Э 1 он 1-. хо
1 ж 1
1 Н 1 о. 1 н
1 I
1 1
I Д
I о а о
И I
1 — —
I 1
1 I I
I I
1 1
1 ОЪ
I 1
I I
I
1 . I
1 I I (. t I
l О 1
I I 1
I а 1
I Э 1
I I! ССЪ а !
1 Ц I 1
1 I 1 о
I М 1
I 1
1 В 1
I ж I.
1 Ц 1. 1 Я 1 1 о! 1 ! о
1 — -1
1 1 1
РФ
ЭО к щ и Я ь оь
4 о
Х Э ож ж5 хж но
ol
B x о
Э 0I
1е к ц оо
ы оа 1 Э хн
Э Э
Э
K и ж Фа н э о
Id lII рю ф ж, ц
° ж 3
Э Э н к
o ur
Э ЭФЪ е а
oо и до ж х е нж
ы ож
t4 о а I
Ю a Itt Э а ж III o а о о o> e K
К t g .Oltt О.о 0 жм н!!! ж ю ае,м аы î . e
o e н н
Э gl6 Rl5 Д
Z ЙЭ Н !О о. а о °
Nl D Д, О Z!t
О Нь; й.ж Х a!I!I м о.- оа 3 !х э. * ое е
5ж"- Фи и S ф 233 13 g СЪ.
С Ъ ь
CO ж
1073254
Таблица 3
Предлагаемые композиции по примерам Известные композиции
Показатели
БеэтехниПрото тнп
12
Контроль
0 09
5 7 7, 20 7
Длина волокна,мм 7
11 .2 ll 7 10 0 10,2 ll 8 11,0 8,7 2,1
165 15 3 167 17 0 161 150 166 27
Прочность при разрыве, МПа
Относительное удлинение, Ъ
410 480 340
420 320
340 300 430
Сопротивление раэдиру, кН/м
74
64 32
85 73
Твердость по
ТМ-2, усл.ед.
66 48
74 80
77
192,7 :.151 8 190,2 210,4 156,1 148,4 129,6 27,0
Т а б л и ц а 4
Композиция цо примеру
16 (полиамидное волокно) Композиция по примеру 15 (полиэфирное волокно) Показатели
ЮЮЙВЮ МАЛЮЮ ° Ю ЮВ ЮФЫВЮЮ Ю
Предлагаемая Контроль (П-136М) (ПК-100) Предлагаемая Контроль (П-226M) (ПМ- 1 00) 4ЬЮЮ М ЮФ ЮЮЮ
Степень срастания частиц технического углерода в агрегате -0 120
0,065
0,030
0,120
Длина волокна, мм
20
Характеристика комозицнй
Степень -срастания частиц технического углерода в агрегате
Количество волокна на
100 мас.ч. каучука, мас.ч.
Свойства резин
Напряжение при ,300% удлинении, МПа
Сопротивление многократному сжатию, тыс.циклов
0,09 0,09 0,09 0,09 0,12 0,09 ческого углерода
1073254
Продолжение табл. 4
»»»»»»»»» омпоэиция по примеру 15 полиэфирное волокно) Хомлоэицяя, по примеру
16 (аолиамядное волокно}
Покаэатели
» »»»»»»»»е
Предлагаемая Хоетроль (0226М) (ПМ 100) Хоитролв (ПМ-100} редлагаемая (П 136М}
»» »»»»4В»»»»»»»в»»»»»».
»»»»»»»»
»»»»»Ю»» Ю»
»»ЮЭЮЮЮ»»ЮЙ Ю»»»»Ю»»Ю
Количество на 100 мас.ч. каучуков, мас.ч. технического углерода 50
70
50 полимерного волокна 5
Свойства резин
Напряжение при 100% удлинения, МПа 9,3
12,0
12,4
9,4
Прочиость при разрыве, MIla
12,4
15 7
18 1
19,8
Относительное удлинение, Ъ
300
320
420
450
Сопротивление раэдиру, кН/м
61.72
Твердость по TM-2, усл. ед.
81
63
Сопротивление многократному сжатию, тыс. циклов
126
141
138
154
Заказ 267/22 Тираж 469 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
Составитель Е. Казакова
Редактор Т. Веселова Техред Л.Микеш Корректор Г. Огар