744012 - Резиновая смесь на основе неполярного каучка

Резиновая смесь на основе неполярного каучка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»744012 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.2 (22) Заявлено 060478 (21) 2600363/23-05 с присоединением заявки ¹â€”

С 08 L 9/00

С 08 К 5/03

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300ь80. Бюллетень ¹ 24 (53) УДК б 78. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 300680 (72) Авторы изобретения

Курносова, Е.И. Васильченко, С.М. Кавун, Н.Л.Сахновский, Межиковский, Л.И. Степанова, Л. T. Гончарова, Френкель, A.A. Берлин, А. С. Лыкин, A. Г. Шварц, И. И. Тугов, Сапронов, В.Р. Розенберг, Г.В. Моцарев и Л.И. Яловая

Н.В.

С.М.

P.Ш.

В.A. (71) Заявитель

Ордена Ленина институт химической физики AH СССР (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ HA ОСНОВЕ НЕПОЛЯРНОГО

КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к .разработке резиновой смеси на основе неполярного каучука.

Известна резиновая смесь на основе неполярного каучука, включающая олигоэфиракрилат, инициатор его полимериэации вЂ” перекись серу ускори- 10 тель вулканиэации и йротйвостаритель (1) .

Известная смесь обладает неудовлетворительными технологическими свойствами, а резины из нее вЂ” низкими, физико-механическими и гистерезисны- 15 ми показателями.

Цель изобретения состоит в улуч шении технологических свойств резиновой смеси и повышении фиэ,ико-механи- 20 ческих и гистереэисных показателей резин из. нее.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе неполярного каучука, включающая олигоэфиракрилат (03A), инициатор его полимеризации, серу, ускоритель вулканизации и противостаритель, в качестве инициатора содержит бис-(хлоралкил) -арил (БХАА) и ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:

Каучук 100

Олигоэфиракрилат 3-5 0

Бис: вЂ” (хлоралкил)вЂ”

-арил 0,4-3

Сера 0,1-3

Ускоритель вулканизации 0 5-3

Противостаритель 0,1-3

Пример 1. На стандартном резиносмесительном оборудовании готовят резиновую смесь. на основе изопренового каучука (СКИ-3) . Рецептуру и свойства приводят в табл. 1.

744012

Таблица 1 °

Состав резиновой смеси и свойства резин из нее

°Состав, вариант, мас. ч.

Ингредиенты

1 2 3 4 (п ототип

СКИ-3

Окись цинка

Стеарин технический Канифоль

100,0 100,0 100,0

100,0

5,0

5,0 580

° 5,0

2,0

2i0

2,0

2,0 2,0

2,0

55,0

Сажа ПМ-100

ТГМ-3 + 7-1 (1:1) 55,0 55,0 55,0

5,0

5 0

5,0

1, 3-Трихлормет ил бе н з ол

N-Кит р о з одиф е нил амин

Сера

Альтакс

Каптакс

1,0

0,7

2,8

0,4

0,2

0,4

0,2

3,0

Рубракс

ПДК

1i0

Свойства

Сопротивление подвулканизации мин +10, мин

Напряжение при удлинении 300%, кг/см

Сопротивление разрыву, кгс/см

125

115 125 168

255 258 247

560 500 420

255

500

Относительное удлинение, %

115 108

115

Сопротивление раздиру, кгс/см о

Твердость при 22 С при 100 С 56 о

Эластичность, Ъ при 22 С при 100 С

После старения (144 ч при 100 С):

2 сопротивление раз рыву, кгс/см 100

115 160 сопротивление раздиру, кгс/см 35 40 55

П р и м е ч а н и е . ТГМ-3 вЂ” промышленная марка d,® вЂ” диметакрилаттриэтиленгликоля;

7-1 с -триметакрил-(И-мет акрилпентаэритритдиметакрилпе нтаэритритадипинат;

ПДК вЂ” пе рек ис ь дикумил а.

%++

Исследуют влияние смеси ОЭА и 1,3- практически неизменными прочностных

-трихлорметилбензола (ТХМБ) на свойст- показателей. Кроме того, резины из ва резин в сравнении с прототипом и предложенной смеси превосходят резирецептурой, не содержащей ОЭА. B Ka- 55 ны согласно прототипу, стандартные честве реакционноспособного компонен- резины и резины, в которых отсутстта в данном примере используют соче-, вуют бис-(хлоралкил)-арилы по сопротание двух олигоэфиракрилатов (ТГМ-3 тивлению к тепловому старению (см. и 7-1 в соотношении 1:1). Вулканиза- сравнительные варианты 1,2 и 4 иэ пию проводят в электропрессе при табл. 1) .

155 С. Композиции, содержащие ОЭА в Пример 2. Готовят резиновую .сочетании с ТХМБ, обладают большим смесь согласно примеру 1 с тем отливременем до подвулканизации, повышен- чием, что используют смесь каучуков .ными модулями при 300% удлинения и СКИ-3 и бутадиенового СКД и скоррекповъиаенной твердостью при сохранении, 5 тированное количество серы и других

744012

6 ного действия ОЭА и BXAA в отсутствие инициатора и при использовании перекиси. Рецептуру и результаты испытаний физико-механических свойств резин приводят в табл.2. ингредиентов. Для сравнения готовят смесь с перекисным инициатором превращения ОЭА (перекисью дикумила).

Изучают влияние содержания хлора в

БХАА при фиксированном весовом коли честве инициатора; влияние совместТ а о л и ц а 2

Состав резиновой смеси и свойства резин из нее

Ингредиент

70 70

30 30

70 70

30 30

СКИ-3

СКД

Сера

Сантокюр-Мор

1,7 1,7

1,7

1,7 1,7

1,2 1,2

1,2 1,2 1,2

1,2

BXAA с содержанием хлора 68Ъ

0,4

61,2Ъ

46,8Ъ

ПДК

0,4

1,0

Стеарин технический

2,0 2,0

5,0 5,0

2,0 2,0

5,0 5,0

10,0 5,0

2,0

5,0

ZnO

5,0

5 0

5,0

5 0

5,0

Масло ПН-б

ОЭА

5,-0

5,0

Воск микрокристаллический

2,0 2,0 2,0

55,0 55,0 55,0

2,0

55,0

2,0

55,0 55,0

Сажа ПМ-100

Свойства

Напряжение при удлинении, 300Ъ, кгс/см 95 105 ° 148

114 133 144

241 242 248

Сопротивление разрыву, кгс/см 240 238 245

Сопротивление раздиру, кгс/см 86 84

87 85

490 490 450

510 500 420

58 60 бб

55 57 64

Эластичность, Ъ при 22 С при 100 С

60 47

Модуль внутреннего трения, К (кгс/см ) 20

Динамический модуль, Е кгс/см

60 63

П р и м е ч а н и е . ПДК вЂ” перекись дикумила.

% ОЭА вЂ” смесь ТГМ-3 и 7-1 в соотношении 1:I.

Относительное удлинение, Ъ

Твердость, усл. ед. при 22 С при 100 С

46. 45

62 60

16 17

50 53

2,0

5,0

64 65

61 63

46 47

59 60

19 20

744012

Состав резиновой смеси и свойства резин иэ нее Т à б л и ц а 3

Ин ен

40 40

40 40 40

40 40

СКД

40 40

БСК

20 20 20 20 20

СКИ-3

Сера

20 20

1,8 1,8

1,8

1,8 1,8

1,8

СантокюрМор

1 2 1,2 1,2

1,2 1,2

1,2

1,2 1,2

1,2

Стеарин технический

2 2

3 3

2 2

3 3

Окись цинка

BXAA с содержанием хлора 65%

1,0 li0

1,0

61,2%

46,8%

1,0

li0

ПДК

ТГМ-3

МГФ-9

ТМГФ-11

7-2 0 +

Масло

ПН-6-III

Микрокристаллический воск ЗВ-1

2 2 2

65 65 65

2 2 2

65 65 65

Сажа ПМ-100 65 65

65Свойства

Напряжение при 100% удлинении, кгс/см 19 24 31 33 22 27 30

135 165 165 170 120 148 160

14 17 18 27

85 120 125 163

ЗООЪ

Как следует из данных табл. 2, смесь полученная при совместном использовании ОЭА. и БХАА, отличается повышенными модулями при ЗООЪ удлинении, твердостью и динамическим модулем. Остальные показатели вЂ” на уров- не известного решения. Изменение содержания хлора от 46,8 до 68% в BXAA мало влияет на свойства резин. По комплексу свойств резины на основе смеси, содержащей BXAA превосходит резины, у которых в качестве инициатора для ОЭА используют перекись дикумила (прототип) .

Пример 3. Готовят смесь аналогично примеру 1, Но в отличие от него используют смесь каучуков СКД, СКИ-3 и бутадиенстирольного БСК, широко используемую для изготовления протекторных резин. Вулканизацию проводят в прессе при 163 С. Рецептуру смесей и результаты испытаний приводят в табл. 3.

Исследуют влияние BXAA на технологические (вязкость по Муни) и физико-механические свойства резин в присутствии и отсутствии 03А, а также в зависимости от природы и функцио- нальности ОЭА, от содержания хлора в

BXAA. Для сравнения приводят данные по свойствам резин из известных смесей, прототипа и стандартной резиновой смеси (в отсутствие 03А и BXAA).

744012

Продолжение табл.3

Сопротивление разрыву, кгс/см 195 210 187 185 175

175 175 170 180 185 181

Относительное удлинение, % 580 510

330 320 300 410 . 380 350

450 340,420

Твердость при 22 С, усл. ед.

100 С

65 72 76 62 70 71

64 68 72 64 65 67

57 62

51 57

59 65 60

57 64 58

Эластичность, Ъ

22 С

100 С

36 35 . 37 33 35 36

53 49 52 51 50 50

33 38

33 36 34

46 51 53 56 55

П р и м е ч а н и е . МГФ-9 в of.,Ю-метакрилбис-(триэтиленгликоль)вЂ”

-фталат.

МХ

ТМГФ -II вЂ” GL,И -диметакрил- (1, 3) вЂ” (бисглиц рин)вЂ”

-2-фталат, М. %

7-20 вЂ” GL-òðèìåòакрил-И3-метакрнлпентаэритритди- (диметакрилпентаэритритадипинат) .

Из приведенных данных следует, ния при 100% и 300Ъ удлинении и тверчто 1) пластифицирующее действие тет- дости, чем по прототипу; 4) измене- рафункционального ОЭА (ТГМ-3) в при- ние содержания хлора в БХАА практисутствии ТХМБ на уровне стандартного чески не влияет на свойства резин. пластификатора (масло ПН-6), но поли-. По комплексу свойств резины иэ смефункциональные ОЭА (7-20, ТМГФ-11) си согласно изобретению превосходят значительно эффективнее; 2) использо- известные резины. ванне ОЭА в сочетании с ТХМБ приво- Пример 4. Готовят смесь со дит к существенному повышению моду я гласно примеру 3, но дополнительно сдвига, тогда как использование ОЭА 40 вводят противостарители аминного и без EXAA мало влияет на этот показа- фенольного типа, подавляющие радитель. EXAA в сочетании с ОЭА более кальные процессы перекисного иницииэффективны, чем ПДК; 3) использова- рования химических процессов преврание ОЭА в сочетании с БХАА приводит щения ОЭА. Результаты испытаний и рек более существенному росту напряже- 45 цептура резин приведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Состав резиновой смеси и свойства резин из нее

Ингредиенты

40 40 40

20 20 20

40 40 40

СКД

СКИ-3

БСК

1,8

li8

1,8

l,8

1,8

Сера

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

5 0

1,0

2,0

С ул ьф ен амид Ц

Стеарин технический

Окись цинка

2,0

5,0

5 0

5,0

744012

Продолжение табл

> 12 асло ПН-6Воск микрокристаллический ЭВ-1

2,0

Сажа ПН-100

Диафен ФП (4010 NA)

Хинол ЭД

1,3- (Трихлорметил)вЂ”

-бензол

0,4

ПДК

1,0

ТГМ-3

7-1

Свойства

Напряжение при ЗООЪ удлинения, кгс/см

165 120

130

105

140

183

186 175 190

180

Относительное удлинение, Ъ

540

420

500 320 470

370

Остаточное удлине ние, Ъ

Сопротивление раздиру, кгс/см

Твердость 22 C/100 С усл. ед.

62/59 68/64 . 65/64 72/69 66/63 69/66

37/52 37/52 37/45 38/50 37/50 36/50

Эластичность, Ъ

22оC/100oC

Усталостная выносли- вость при многократном растяжении, тысяч циклов

10 25 33

Сопротивление разрыву, кгс/см 195

Из данной таблицы следует, что

1) резины из смеси, содержащей 03А и

ВХАА, превосходят свойства перекис- ных резин (прототип),а также стандартную (используемую в промышленности резину;2) введение в смесь согласно изобретению противостарителей повышает усталостную выносливость резин.

Пример 5. Готовят смесь согласно примеру 1, но в отличие от неro используют каучук БСК и сажу

ДГ-100. Варьируют количество серы, ускорителей вулканиэации, антиоксиданта. Для сравнения готовят смесь с перекисью дикумила и в отсутст-. вие BXAA. Рецептуру и свойства смесей, содержащих максимальные, минимальные и средние- дозировки приводят в табл.5.

744012

Состав резиновой смеси и свойства из нее

Таблица 5

40 40

40 40 40 40

50 30

Сажа .ДГ-100 40

0,1

Сера

ТГМ- 3

Стеарин

3,0

1,0 1,0

li0 1,0 1,0 li0

li0

1,0

1i0

0,5

3,0 1,5 1,5

Альтакс 0,5

1,5

Фенил-P-нафтиламин

1,5

0,5

1,5

1 5 1,5

0 5

1,3-(трихлорметил)-бенэол

0,1

0 5

0,5

0 5 0,5

1,0

Свойства

Время подвулк ан из ации

Т6- по Муни при 120С C,ìèí 10

10 14 12. 16 20

24 25

Сопротивление разрыву, кгс/см

240 300 300 350 300 280 260 - 280 210

Относительное удлинение, Ъ 500

650 500 410 640 680 650 640 . 700

Остаточное удлинение, ф

12 12 14 15

16 14 14 16

Сопротивлеинйе раэрастайию трещин, тысяч циклов 10

64 20 20 .22 23 15

55 . 45

Как следует иэ данных табл, 5, резины из резиновой смеси согласно изобретению имеют преимущество по сравнению с прототипом вЂ” большую проч- 45 ность, лучшее сопротивление разрастанию трещин, большую устойчивость к подвулканиэации.

Таким образом, приведенные данные в табл. 1-5 показывают, что резины 50 иэ предложенной смеси по физико-механическим и гистерезисным показателям (усталостной выносливости) превосходят известные, кроме того, предложенные смеси обладают улучшенными технологическими свойствами (меньшей подвулканиэацией) . тивостаритель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения технологических свойств резиновой смеси и повышения физико-механических и -. гистерезисных показателей резин иэ нее, в качестве инициатора смесь содержит бис-(хлоралкил) -арил, а ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.ч.:

Каучук 100

Олигоэфиракрилат 3-50

Бис-(хлоралкил) - ар ил О, 4-3

Сера 0,1-3

Ускоритель вулканизации О, 5-3

Против остаритель О, 1-3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 411097, кл. С 08 Ь 9/00, 1971 (про. тотип) .

Тираж, 549 Подписное !

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе неполярно ro к аучук а, включающая оли гозфиракрилат, инициатор его полимеризации, серу, ускоритель вулканизации и проЦНИИПИ Заказ 3643/1 и1:

Резиновая смесь на основе неполярного каучка

Патент 744012