Резиновая смесь

Резиновая смесь

Реферат

 

Использование: резиновая промышленность, изготовление резиновых изделий различного целевого назначения. Техническая сущность: готовят резиновую смесь на вальцах при 40 - 60^oС в течение 20 мин. Состав смеси, мас.ч.: каучук СКМС - 30 - АРКМ 15 - 100; сера 1,7 - 2,5; оксид цинка 4 - 6; альтакс 1,9 - 2,3; дифенилгуанидин 0,4 - 0,8; стеариновая кислота 1,2 - 1,7; технический углерод 30 - 50; хлорированный эпоксилигнин с содержанием хлора 14 - 17 мас. % эпоксидным числом 3,5 - 3 - 8. Вулканизацию резин осуществляют в электропрессе в оптимальном режиме 143^oC 40 мин. Характеристика смеси и вулканизаторов: когезионная прочность 0,37 - 0,48 МПа, условное напряжение при 300% удлинении 10,9 - 11,4 МПа, условная прочность при разрыве 22,8 - 23,3 МПа (при нормальных условиях), 22,0 - 22,9 МПа (после старения при 100^oС 24 ч), сопротивление раздиру 35,5 - 36,2 кН/м (при нормальных условиях), 22,2 - 23,0 кН/м (после старения 100^oС 72 ч), прочность связи резины с кордом 23 КНТС по Н-методу 20,7 - 22,0 кН/м (при нормальных условиях), 12,7 - 13,1 кН/м (при 100^oС). 2 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе карбоцепных каучуков, используемых для изготовления резиновых изделий различного целевого назначения.

Известна резиновая смесь на основе карбоцепных каучуков общего назначения, содержащая технический углерод, серную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор, модификатор, в которую с целью повышения уровня свойств в вулканизатор вводят новые высокоэффективные ингредиенты. Так, гексаметилентетраминпроизводное лигнина улучшает прочность связи резины с кордом [1] К недостаткам известной резиновой смеси относится ее низкий уровень технологических свойств и низкий уровень физико-механических показателей.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является резиновая смесь на основе бутадиенметилстирольного каучука [2] содержащая серу, оксид цинка ди-/2-бензтиазолил/дисульфид, стеариновую кислоту, технический углерод и стабилизатор (модификатор) кубовый остаток ректификации тетрагидрофурфурилового спирта с температурой застывания (-30^оС) (КОТГФС), при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Бутадиенметилстироль- ный каучук 100 Сера 1,5-2,5 Оксид цинка 4,0-6,0 Ди-(2-бензтиазолил)ди- сульфид 0,5-2,5 Стеариновая кислота 0,2-1,0 Технический углерод 40-50 КОТГФС 2-8 К недостаткам прототипа следует отнести низкую когезионную прочность резиновых смесей, низкое условное напряжение при 300% удлинении, недостаточную прочность вулканизатов при нормальной температуре и после теплового старения, низкое сопротивление раздиру после теплового старения, низкую прочность связи резин с кордом.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, состоит в повышении когезионной прочности резиновых смесей, условного напряжения при 300% удлинении, прочности вулканизатов при нормальной температуре и после теплового старения, сопротивления раздиру после теплового старения, прочности связи резины с кордом.

Поставленная задача достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиенметилстирольного каучука, включающая серу, оксид цинка, ди-(2-бензтиазолил)дисульфид, стеариновую кислоту, технический углерод, модификатор, дополнительно содержит дифенилгуанидин, а в качестве модификатора хлорированный эпоксилигнин (ХЭЛ) с содержанием хлора, равным 14-17 мас. и эпоксидным числом, равным 3,5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Бутадиенметилстироль- ный каучук 100,0 Сера 1,7-2,5 Оксид цинка 4,0-6,0 Ди-(2-бензтиазолил)-ди- сульфид 1,9-2,3 Дифенилгуанидин 0,4-0,8 Стеариновая кислота 1,2-1,7 Технический углерод 30,0-50,0 Хлорированный эпок- силигнин с содержани- ем хлора, равным 14- 17 мас. и эпоксидным числом, равным 3,5 3,0-8,0 В качестве модификатора смесь содержит хлорированный эпоксилигнин (ХЭЛ).

ХЭЛ получают в две стадии.

1 стадия получение хлорлигнина.

Технический лигнин хлорируют с целью придания ему растворимости в водных растворах щелочей.

Используют метод электрохимического хлорирования, при котором препарат исходного лигнина хлорируют путем электролиза в растворе 20% НСl при 25^оС в течение 20-30 ч. Условия электролиза: концентрация лигнина 12% количество пропущенного электричества 1-2 Ач/г, анодная плотность тока 0,2 А/см², электроды: платина графит (площадь 50 см²). Содержание хлора в продукте 25-27% 2 стадия получение непосредственно хлорированного эпоксилигнина.

Хлорлигнин (40 г) растворяют при слабом нагреве в растворе NaOH (20,5 г NaOH в 150 мл воды). В раствор, подогретый до температуры 65^оС, вводят при перемешивании эпоксихлоргидрин (25 мл). Общий гидромодуль 1:10. Реакцию конденсации хлорлигнина с эпихлоргидрином (образование хлорированного эпоксилигнина) проводят в течение 2 ч. Продукт реакции хлорированный эпоксилигнин отфильтровывают и высушивают. Содержание хлора в продукте 14-17 мас. эпоксидное число 3,5 (хлор в хлорированном эпоксилигнине находится в прочно связанной форме).

Схема реакции конденсации хлорлигнина с эпихлоргидрином: Cl-Л_н-OH+CHCH-CH₂-Cl ___ Cl-Л_н-O-CH₂--CH₂-Cl Cl-Л_н-O-CH₂-CHH₂ П р и м е р 1. Резиновую смесь состава, приведенного в табл. 1, готовят на лабораторных вальцах при 40-60^оС в течение 20 мин. Вулканизацию резин осуществляют в электропрессах в выбранном оптимальном режиме: температура 143^оС, время 40 мин.

Смеси по изобретению содержат в качестве: каучуковой основы карбоцепной каучук общего назначения (бутадианметилстирольный каучук марки СКМС-30АРКМ-15); серной вулканизующей группы вулканизующий агент (серу), ускоритель вулканизации: ди-(2-бензтиазолил)дисульфид и дифенилгуанидин, активатор вулканизации (оксид цинка); мягчителя стеариновую кислоту; наполнителя технический углерод; модификатора хлорированный эпоксилигнин в дозировке от 3,0 до 8,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Смесь 1 известная [2] включающая КОТГФС в оптимальной дозировке (при оптимальном составе всех ингредиентов).

Смеси 2-4 предложенные с ХЭЛ в оптимальной и граничных дозировках (при оптимальном составе всех ингредиентов).

Смеси 5-6 предложенные с ХЭЛ с нижним и верхним пределами всех заявляемых компонентов.

Смесь 7 контрольная, содержащая известную добавку хлорлигнин (дана для сравнения).

Смесь 8 контрольная, содержащая известную добавку КОТГФС, введенную для сравнения в предлагаемый состав.

Физико-механические показатели резиновых смесей составов по табл. 1 приведены в табл. 2. Необходимо отметить, что в табл. 2 даны только те показатели, которые наиболее полно характеризуют действие предлагаемого компонента ХЭЛ, остальные показатели, практически, соответствуют уровню свойств известной резины.

Из результатов испытаний следует, что применение ХЭЛ в качестве модифицирующей добавки позволяет получить резиновые смеси и вулканизаты с высоким уровнем свойств, значительно превосходящим уровень свойств резин с КОТГФС.

Формула изобретения

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе бутадиенметилстирольного каучука, включающая серу, оксид цинка, ди-(2-бензтиазолил-дисульфид), стеариновую кислоту, технический углерод, модификатор, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит дифенилгуанидин, а в качестве модификатора - хлорированный эпоксилигнин с содержанием хлора 14 - 17 мас.% и эпоксидным числом 3,5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Бутадиенметилстирольный каучук - 100 Сера - 1,7 - 2,5 Оксид цинка - 4 - 6 Ди-(2-бензтиазолил-дисульфид) - 1,9 - 2,3 Дифенилгуанидин - 0,4 - 0,8 Стеариновая кислота - 1,2 - 1,7 Технический углерод - 30 - 50 Хлорированный эпоксилигнин с содержанием хлора 14 - 17 мас.% и эпоксидным числом 3,5 - 3 - 8

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3