Композиция на основе бутадиеннитрильного каучука

Композиция на основе бутадиеннитрильного каучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 11. 79 (21) 2841003/23-05

Союз Советски к

Социапистичесиик

Республик .854954 (5! )М.-Кл. с присоединением заявки,%

С 08 !. 9/02

С 08 1. 33/00

С 08 К 5/03

С 08 К 5/37 (53) УДК 618.7 (088.8) 9вударстввнный квмнтет

СССР да делам нзаеретеннй н вткрытн!! (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.81. бюллетень М 30

Дата опублт!коваиия описания 15.08.81.В.А.Донцов, В,А.Пицык, C,К.Ярош, ).С.Афанасвев ,и Н.И.Мягкова

1=;;.

I (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Ордена Ленина институт химическо физики

АН СССР (54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО

КАУЧУКА

5-50

2-4

1-2

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки композиции ва основе бутадиеннитрильного каучука.

Известна композиция на основе бутадиеннитрильного каучука (СКН) 5 и олигоэфиракрилата, включающая наполнитель (сажа), нереакционноспособный пластификатор (дибутилфталат) и инициатор химического превращения— перекись бензоила в соотношении со- тв ответственно, мас.ч.:

100:20:60:50:1 (11.

Однако данная композиция не обесаэ печивает улучшение технологических свойств, повьппение ее стойкости к подвулканизации и улучшение физико-механических свойств резин.

Цель изобретения — улучшение технологических свойств композиции, повышение ее стойкости к подвулканизации и улучшение физико-механических свойств резин из данной композиции.

Поставленная цель достигается тем, что композиция на основе бутадиеннитрильного каучука и олигоэфиракрилата, включающая -йаполнитель,нереакционноспособный пластификатор и инициатор химического превращения, в качестве последнего композиция содержит смесь из со -гексахлорпараксилола, ди-2-бензтиазолилдисульфила и серы взятых в соотношении 1: 1-2: 2. при следующем соотношении компонентов. мас.ч.:

Каучук 100

Наполнитель 50 — 160

Нереакционноспособный пластификатор . 30 — 50

Олигоэфиракрилат

Сера

Ди-2-бензтиазолилдисульфид (ДВА 2 — 4 сЮ- гексахлор-иксилол (ГХПК) . 8

Пример 1. Иа лабораторных вальцах при 60-70оС готовят маточную смесь на,основе.бутадиеннитрильного каучука CKH-26 100 мас.ч. наполните" ля-неактивного техуглерода ПМ-1595 мас.ч.,активного техуглерода IIM" 100

55 мас,ч, и целевых добавок (окиси цинка, параоксинеоэона, стеарина).

Для равномерного распределения наполнителя в каучуке необходимо в процесссе введения одновременно с техуглеродом добавлять по частям пластификатор дибутилфталат (ДБФ) и или олнгозфнракрилат (03A}. В отсутствии пластифнкатора качественных смесей получить йе удается. В этой серии экспериментов в качестве ОЭА композиция содержит OL QU -диметилакрилат-(бис"оксиэтилен) фталат (МГФ-1).

Ъулканизационно-йнициирующую груп пу согласно изобретению вводят после смешения всех остальных ингредиентов. Рецептура приведена в табл.1, графы 10-13.

Аналогично готовят композиции по известному способу, для чего вместо вулканизационно-инициирующей группы согласно изобретению вводят органическую перекись-перекись бензоила (табл.l, графы 4 и 5) °

Для сравнения в тех же условиях готовят контрольные композиции,ко" торые применяют в промышленности реэино-технических изделий (РТИ).

Они не содержат реакционноспособных пластификаторов, а в качестве вулканкзующей группы содержат смесь серы, ДБТД, тиурама в разных пропорциях (табл. 1, графы 1-3) .

Перед вулканиэацией композиции определяют ее вязкость, пластичность и сопротивление подвулканизации.

Результаты испытаний приведены в табл.2 °

Вулканизацию смесей проводят в электрическом прессе под давлением

150 атм 15 мин при 150OÑ (оптимум вулканизации) . Результаты основных физико-механических испытаний вулканизатов приведены в табл.2.

Из данных табл.2 следует, что введение ОЭА МГФ-1 дополнительно к нереакционноспособному пластификатору ДБФ значительно снижает вязкость композиции и повышает ее пластичность в сравнении с контрольной смесью. Использование ОЭА беэ ДБФ не обеспечивает необходимого сниже35

45: пы (табл.1, графы 6-10). Как следует

5

30 ния вязкости. Использование вулканизующе-инициирующей группы значительно (в 2-3 раза) увеличивает время нарастания вязкости при 12(PC по сравнению с известной и контрольной смесями и практически исключает ,подвулканизацию опытной композиции в процессе переработки."

Таким образом, физико-механические показатели вулканизатов предлагаемых композиций.(условная прочность, эластичность, твердость ) не уступают и даже превосходят соответствующие характеристики контрольной и известной композиций.

II р и м е р 2. Готовят композиции согласно примеру 1, но вместо

ОЭА МГФ-l вводят 20 мас.ч, 03А- с, Ю -диметакрилаттриокси этилена (ТГМ-3). Результаты испытаний приведены в табл.! (графы 14"16). Как видно иэ табл.1, компбэиции с ТГМ-3 превосходят по всем показателям контрольную и известную композиции. Увеличение дозировки ДБТД снижает время подвулканизации и увеличивает вероятность скорчинга.

Пример 3. Готовят композицию согласно примера 2, но в качестве

ОЗА вводят20 мас.ч. смеси ТГМ-3 и

МГФ-1 в соотношении 1:1. Результаты испытаний приведены в табл.1 (графа

17). Композиция, содержащая смесь реакционноспособных ОЭА, превосходит по комплексу показателей известную композицию, не уступает по свойствам композициям, содержащим индивидуальные ОЭА, но при условии соблюдения соотношения дозировки компонентов в вулканизующе-инициирующей группе (,см.табл.l).

Пример 4.Готовят композиции согласно примера l,но варьируют соотно шение компонентов вулканизующей групиз результатов испытаний, отсутствие ! одного из компонентов вулканизующей группь(либо снижает время нодвулканизации, либо не обеспечивает достаточного уровня физико-механических показателей. Только обязательное введение тройной системы (ГХПК, ДБТД и сера) в композицию обеспечивает достижение необходимого уровня свойств по комплексу всех показателей.

Пример 5. Композиции гото-. вят в реэиносмесителе при 70 С. Рецептура приведена в табл.3. В этой

5 85495 серии экспериментов в качестве- эластомерной основы берут каучук СКН-IS,, наполнителя-неактивный техуглерод

ПИ-15, а реакционноспособного пластификатора — МГФ-i. В смесь вводят целевые добавки: ингибиторы подвул-, канизации, ускорители и активаторы вулканизации, мягчнтели и т.д., а также инициирующе-вулканизующую груп» пу. Ь опытных композициях варьируют ф содержание ОЭА и наполнителя.

Композиция по известному способу содержит в качестве инициатора ireрекись дикумила, а контрольная композиция представляет собой серийную IS рецептуру, применяемую в производстве. Как и в примере I определяют вязкость, пластичность и сопротив- ление подвулканизации.

Далее композиции вулканизуют при Лв

160 С 5 мин в электропрессе (оптимум вулканизации) . Определяют основные физико-механические свойства вулканизаторов, показатели их иабухаемести в средах, а также коэффициенты старе" и ния и мороэостойкости.

Результаты испытаний приведены в табл.4. Из них следует, что йо комплексу показателей опытные смеси согласно изобретению значительно превосходят контрольную и не уступают известной, причем по ряду пока»

4 Ф зателей (вязкость, время подвулкажзации ) даже превосходит его.

Пример 6. Композиции.готовят, как в примере 5, но в качестве эластомерной основы берут каучук

CKH-40. Рецептура и основнае свойства-приведены в табл.5 н б соответственно. Из табл.б следует,что опытная композиция превосходит но

:сопротивлению подвулкаиизации и не уступает известной по остальным показателям.

Таким образом, композиция на основе бутадиеннитрильного каучука, .содержащая большое количество наполнителя, может быть легко -переработана при введении в нее ОЭА, а при переработке каучук-олигомерная композиция, содержащая тройную вулканиэующую(инициирующую )систему, состоящуюиэ смеси ТХПК,ДБТД.и серы в указанных соотношейиях, позволяет избежать Ъодвулканизацин. Такая ком- позиция превосходит известную по комплексу свойств. При вальцевании и вулканиэацин композиций не обнаружено неприятного запаха, характерного для известных композиций.внедрения. Преимущества предложенной композиции в наибольшей степени проявляются в высоконаполненных смесях для получения изделий с повышенной .вердостью.

-:854954

) ъ O e D (Ч ° 1 !» «м

4 - Ю

Cu СЧ 1 1 1 с+ !

° Л

C4 еее ее, о

СЧ о

Ю

I 1

С4 е» ° е»

° л

}/)

}О

I о

Ю

L !

«4 е» ° м ) е( ь е» 1 о

1 }() Ф

6 В аа о

I 1Ч I

« °

Ф ь

1 CV

1. л

Ю

1 с4 (}(1 ь

4Ч 1 I

Ь I (I ь

I I. 1

° в фФ } °

° @ей о су Ж и Ж

}л

)) ел

Ф

Ж

1)(IaI о а (.Э Ct

Ф л ь

МЪ

1 (I, I

CV I л

I 1

Ф Ф

I сЧ I I I ь

Ю

Ю

an

Ю

}Г}

С}

}}

t

° л

«/

C}a

}л

Cf о

I f

° Ë

I Ю

1 Ю

) «»

S54954

«

I t» I

»1

1 О1

»

«СЪ л

Ф

М

Ц

1С3, ф

5С со

С Ъ л

Ю

Ю

CV! !

«С Ц!

»м!

Ю

С Ъ

СЧ

Ф л

Ю

СЧ л

Ю л

СЧ

СЧ л

1 — 4

С Ъ !

CO

Ю л

О ..Ct«

«сЪ л сЧ

1. I

«О

СФЪ л

Ю л л

СЧ

СЧ

СЧ!

»!

I.! I

»!

° ю!

С Ъ «О I

СЧ.1 л

С л

«ГЪ л

СЧ б л

Ю

С Ъ (! !

I ! !

Ф л

«Ъ л

С«Ъ

«Ъ л л.о«

СбЪ л

° Ю о

Ю л

С0 л

Ю л

СЧ

1

Ю л

Ю л

СбЪ

Ю«

С3«

С«Ъ л

«СЪ л

««Ъ

СО

СЧ

«33 1 «СЪ

1

3 — — 3

1

I I

««Ъ

СбЪ л

««Ъ

Сб) ь

«СЪ л со

С«Ъ

I I

3 I

3 — 1

1

° »

Ф

3» о о

С!

С«Ъ л о

Ю

СЧ

СЧ

Ю л

Ю л

Ct«

Ю

С3

° ф

С Ъ л

Ю

СЧ

Р « оо

3= O

v r. 3С

О g. «33

««3 Я

СС3 5 Збв о

3»C t Q

03 le о

«33

Д л

Е» СбЪ

v л о м о

М ф о а

««3О 3:

1 ««3

1 333

1 3»

С3

ФЯ о

333 о

g л

3«3 ««3 Р.

О Е д v

3 2

I

1«

I

I !

I

3 ot

1 О1!

1 л л

С.3 о КК5

333 ф л

Р,««3 «0м

СО 3„" С«) «б

О Е,С3

Л 1

00 1

СЧ!

00 3

СЧ!!

Э О 1

РЗС!

С!О!

««3 !

Л3

854954

Ингреди енты

Содержание, мас.ч., в композициях

ИэвестКонтроль ная

Предлагаемые ная

ЮЬ»Ф фВЮ»»»ф» Ю

»

3 —.:4 5 6 7 8

1 2

2 2 2

2,5

Сера

2,7

2 2 2 2

ДБТД

0,25

ДФГ

Перекись дикумила

0,5

4i °

10 20 20 5 50 20

ОЭА ИГФ-1

l 20 ) 20

Техуглерод

ПИ-15

120 )60 50 120 120 )20 .

Состав маточной смеси,мас.ч.: СКН-)8 100») окись цинка 7,5; сантофаекс УР 1; параоксинеозон 1, альдоль — P-нафтиламин 4; стеарин ); фталевый ангидрид 0,5; ДБФ-30.

Таблица 4

Композиции

Свойства

Предлагаемые

Иэвестонтроль ая

60 68 45. 65 55 65

0,17 0 20 О,t9 0,28 0,15 0,35 0,23

0,12

Время до начапа подвулканизации .при 12(РС (й+5), мин 6,5

l5,9 14,5 15,0 17,0 16,5 )0,0

12,0 11,5 13,0 !1,0 11,0 14,0 9,8

Условная прочность, ИПа.

l2 5

Относительное удлинение,Х

180 ) 50 220 160 ) 40 150

150

Вязкость по

И при )200С усл.ед. 86

Пластичность по ГОСТ 4)5-73, усл ° еде

12

Т",а б л и ц а 3

854954

Свойства

Кои

Предлагаемые ная остаточное удлинение, Ж

Твердость по

TN-2,усл. ед.

75.74

l,0

Ор25

)8ý5 17ю5 - 1810 16эО

20,5 масло АМГ— 10, 70ОС

Таблица 5

Ингредиенты

Контроль ная

Известная

Сера

ДБТД

ГХПК

Перекись дикумила

Z0. 20

ОЭА МГФ-1 к Состав маточной смеси,мас.ч.: СКН-40 !00; техуглерод

)IM-l5 )20; окись цинка 7,5; сантофлеМс УР l; параоксинеоэон );альдоль-Р-нафтиламин 4; стеарин 1, ДБФ 40.

Коэффициент теплового старения при 70 C °

144 ч по относительному удлинению

Коэффициент морозостойкости по эластичному восстановлению .

Набухание 24 ч, Xl бензин.+ бензол, 20 С, Продолжение табл. 4

Композиции

3 4 5 6 7 8

7 l 78 6О 70 75 74

0 98 0 96 1 0 " 0 98

0,60 0,66 . 0,70 — — 0,40

35 35 30 - 35 .25

Содержание, мас.ч., в композициях

854954!

Таблица 6

Композиции

HsBecTПр едла гаемая ная

Вязкость по Муки при 120 С,усл.ед. 96

70

Пластичность по

ГОСТ 415-73

0,07, 0,19 0,20

Время до начала подвулканизации при 120 С (t+5) мин

2,2

2,6

8 О

Условная прочность ИПа

14,0

14, 0

16,5

Относительное удлинение,%

160

150

190

Остаточное. удлинение, %

Коэффициент теп" лового старения при 70 С,144 ч по относительному удлинению

0,85

1,0

1,0,Набухание в бензине при 20 С, .24ч Ж

10 О

5 О

50-160

Формула изобретения

30-50

5-50

2-4

2-4

1-2

ВНИИПИ Заказ 6826/34 Тирам 530 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ущгород, ул. Проектная. 4

Композиция на основе бутадиенНитрильного каучука и олигозфИракри40 лата, включающая наполнитель, нереакИионноспособный пластификатор и инициатор химического превращения, о тл н ч а ю щ а я с i тем, что, с целЬю одновременного улучшения

4$ технологических свойств композиции, повыпення ее стойкости к подвулканизации и улучшения физико-механических свойств резин из данной композиции, в качестве инициатора химического превращения композиции содерзит смесь; . 50

>из се -гексахлорпараксилола, дн-2-оенэтиазолилдисульфидаи серы,взятых в соотношении 1:1-2:2, при следующем соотношении компонентов. мас.ч.:

Каучук

Наполни тель

Нереакционноспособный пластификатор

Олигоэфиракрилат

Сера

Ди-2-бенэтиазолилдисульфнд

1Ю -гексахлор-п«ксилол

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 411097, кл. С 08 4 9/02, 1974 (прототип).