Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Республик

oi>896022 (61) Дополнительное к авт. саид-ву.— (22) Заявлено 29. 05. 80 (21) 2932673/23-05 с присоединением заявки М (23)приоритет

Опубликоваио07.0! .82. Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (5!)М, Кл.

С 08 L 9/00

С 08 К 9/04 тОеудерстеениые кеиитет

СССР по делан изаеретеиий и открытий (53) УДК 678.7 (088. 8) Ю. Н. Никитин, В.H. Карелина, А, Е. Корнев, С,, В Орехов, .

Л.П.Бойко, А.В.Гостев, В.M.Îñèïoâ, И.Г.Зайдман и А,А.Делекторский

I с

Всесоюзный научно-исследовательский институт технического с углерода и Московский институт тонкой химическои технологии им. М.В.11омоносова (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ

НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разра" ботке вулканизуемой резиновой смеси на основе карбоцепного каучука для производства электропроводящих резин.

Известна антистатическая вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука и сажи, содержащей 0,3-3% от веса сажи ароматических карбоцепных олигомерных углеводородов t1).

Недостаток ее — относительно низкая прочность и нестабильность электропроводящих свойств.

Наиболее близка к предлагаемой вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая в качестве наполнителя модифицированную печную сажу с 0,31,51 от веса сажи полиэтиленимина (НЭИ) молекулярного веса 3000-30000 в количестве 30-60 вас.ч. на 100 вес.ч. каучука 12 ).

Однако электропроводность и проч" ность резин из указанной смеси также не удовлетворяют требованиям потребителя.

Цель изобретения — повышение электропроводящих и прочностных свойств резин из вулканизуемой резиновой массы на основе карбоцепного каучука.

11оставленная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на осйове карбоцепных каучуков, включающая наполнитель — печную сажу, модифицированную азотсодержащим полимером, в качестве т5 последней содержит сажу, модифицированную 0,3-1,5i! от веса сажи продукталt поликонденсации формальдегида, мочевины и этиленгликоля в количестве 30-80 вес.ч. на 100 вес.ч.

20 каучука.

Продукт поликонденсации мочевины, формальдегида и диэтиленгликоля в соотношении 40:40:20 с молекулярным

896022 весом 460 (смола МФ-17), применяющийся в качестве модифицирующего агента при получении новой сажи, отличается от полиэтиленимина, содержащегося в саже известной резиновой смеси, повьпиенным содержанием первичных аминогрупп и наличием звеньев диэтиленгликоля, т.е. неполярных метиленовьх мостиков между полярными звеньями мочевины. 1!оследние уменьшают регулярность структуры олигомерных молекул и снижают их способность к кристаллизации, действуя подобно пластификаторам. В силу указанных особенностей, модификатор улучшает диспергируемость сажи, совмести-, мость ее с каучуком и одновременно уменьшает контактные сопротивления между агрегатами в агломератах сажи, так как первичные аминогруппы выступают в роли протонных мостиков, резко повышая проводимость электронов в местах контакта агрегатов °

В предлагаемой резиновой смеси может быть использована любая активная печная сажа с диаметром элементарных частиц 21-35 ммк и показателем абсорбции дибутилфталата 80180 мл/100 r, содержащая от 0,3 до

1,5/ продукта поликонденсации мочевины, формальдегида и диэтиленгликоля. При содержании модификатора менее 0,3 от веса сажи не достигается заметного улучшения электропроводности резин. Применение сажи с содержанием модификатора более 1,5% также нежелательно, так как из-за повышенной прочности гранул ухудша" ется ее диспергирование в каучуках, что приводит к снижению прочности и электропроводности резин.

В зависимости от требуемого уровня электропроводящих и прочностных свойств вулканизуемой резиновой смеси количество сажи может изменяться от 30 до 80 вес.ч. на 100 вес,ч. каучука. Уменьшение содержания сажи ниже 30 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука нежелательно, так как приводит к резкому снижению электропроводности резин, а повышение ее количества выше 80 вес.ч ° на 100 вес.ч. каучука резко снижает прочность резин, при этом в обоих случаях опытные резины по электропроводности и прочности теряют преимущества перед контрольными, содержащими эту же сажу без модификатора.!

О !

ЭО

Э5

Кроме карбоцепного каучука и модифицированной сажи, в состав предлагаемой смеси входят вулканизуемый агент (сера, алкилформальдегидные смолы и др.), ускорители и активаторы вулканизации, противостарители, пластификаторы и другие наполнители в обычно принятых для них количествах. В качестве карбоцепного каучука могут применяться изопреновые (НК, СКИ-3), бутадиен-стирольные, бутадиен-метилстирольные, бутадиен-нитрильные, бутадиеновые каучуки, а также их комбинации.

Готовят смеси на смесительном оборудовании (вальцы, резиносмесители) по действующим режимам.

1I р и и е р 1. На лабораторных вальцах при атмосферном давлении и температуре валков 50+5 C готовят вулканизуемую резиновую смесь следующего состава, вес.ч.: бутадиен-метилстирольный каучук СКМС"30 APK-100, стеарин-!, окись цинка — 5, альтакс—

2, сера — 2 и печная сажа ПМЭ-100В с 0,51 смолы МФ-17, имеющая диаметр элементарных частиц 23 ммк, удельную адсорбционную поверхность

264 м /r и показатель абсорбции

ДБФ 162 мл/100 г — 40,. Модификацию печной сажи ПМЭ-100Б смолой МФ-17 осуществляют на стадии грануляции путем смешения пылевой сажи с 0,5/-ным водным раствором смолы в соотношении I:1 с последующим удалением воды. Ilараллельно готовят контрольную смесь такого же состава с сажей

ПМ-100 содержащей 0,5% полиэтиленимина. Вулканизацию смесей проводят в прессе с паровым обогревом при о, 143 С в течение 80 мин. Прочностные свойства резин определяют по

ГОСТ 270-75, удельное объемное электросопротивление — потенциометрическим методом.

Приготовление опытных и контроль" ных смесей повторяют, применяя сажу

ПМ-100 с содержанием модификатора, 0,3, 1,0, I 5 и 1,8 .

Свойства. резин с сажей ПМЭ-100В, содержащей различные количества смолы МФ-17 и 1!ЭИ, приведены в табл. 1.

Пример 2. Приготовление и испытание вулканизуемых резиновых смесей проводят по примеру 1, но применяют специальную печную сажу

ПМЭ-80B с диаметром элементарных частиц 31 ммк, удельной адсорбционной поверхностью 107 м /r и показателем

5 89602 абсорбции ДБФ 140 мл/100 r, содержащую 1Х смолы МФ-17. Контрольная смесь содержит такую же сажу с 1% полиэтиленимина.

Приготовление и испытание смесей S повторяют, уменьшая содержание сажи до 30 вес.ч. íà 100 вес.ч. каучука.

Приготовление и испытанйе смесей повторяют, увеличивая содержание 10 сажи до 60 вес.ч. и 80 вес.ч. на

100 вес.ч. каучука.

Свойства резин с различным коли" чеством сажи ПМЭ-ЫОВ,,содержащей

1% от веса сажи смолы МФ-17 или ПЭИ 15 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука,приведены в табл. 2.

Из табл. 1 видно, что наименьшим удельным объемным электросопротивлением, т.е. наибольшей элек- 20 тропроводностью по сравнению с конТаблида

80 78 75

89 90 86 82

235 244 224 236 217 200 195

580 570 560 560 540 520 500

Удельное о5ъвмно е электросопротивле åРЧ.0 с

305 322 265 307 224 290 268 302 380 382

Уменьшение j)y по сопротивле ".::ç с о г т контрольной реэяйн ом см

42 76 34

Таблица 2

Резины, содержащие сажу ПМЭ-808, вес.ч.,модифицированную

60

Показатели

ПЭИ смолой ПЭИ

МФ-17 смолой

МФ-17 смолой ПЭИ

МФ-17

ПЭИ смолой

МФ-17

Напряжение при 300% удлинении, кгс/см 72 70 95

Z т

172 168 202 196

Прочность при растяжении, кгс/см

178 175

236 215 239 221 224 214 н,р, пр 300Х1щлйненж, are lñì 84 81 - 92

Прочность при рас- тяненЖ, кгс/см 246 233 248

Относлчтельное уд- линение, Х 580 580 570

2 6 трольной резиной, обладает вулканизат резиновой смеси с сажей, содержащей 1Х смолы МФ-17, С увеличением содержания смолы МФ-17 до 1,8Х илн с уменьшением до О,ЗХ уменьшается электропроводность резин. При содержании смолы МФ-17 а саяе от 0 3 . до 1,5% вулканиэаты превосходят кон" трольные резины по электропроводности и прочности. 11ри содержании смолы в саже 1,8% вулкан11зат имеет низкую прочность и не имеет практически преимуществ по электропроводности перед контрольной резиной.

Как видно из табл. 2, вулканизаты опытных резиновых смесей при содержании сажи ПМЭ-1ООВ с 1% смолы

МФ-17 от 30 до 80 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука превосходят контрольные резины по электропроводности и прочности.

896022

Продолжение табл. 2

Резины, содержащие сажу ПМЭ-80В, вес.ч. модифицированную

30 т 40

Показатели

ПЭИ

МФ-17 смолой

МФ-17

CMOJIOH

МФ-17

ПЭИ

МФ-17

Относительное удлинение, Ж

340 340

630 6!О 580 570 410 400

Удельное объемное эпектросопротивлеиие, Ом см

8, b. 3 3

28 ° 10 32 ° 10 6- ° 10 12 10 486 694 96

102

Формула изобретения

Составитель b. Холоденко

Редактор Н. Киштулинец Техред A. Бабинец

Кррректор О.Вилах

Заказ 11621/7 Тираж 511

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул. 11роектная, 4

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепиого каучука для электропроводящих резин, включающая налолнитель - печную сажу, модифицированную азотсодержащим полимером, отличающаяся тем, что, с целью повышения электропроводящих и прочностных свойств резин из данной смеси, последняя содержит в качестве наполнителя сажу, модифицированную 0,3-1,5% от веса сажи продукта поликонденсации формальдегида, мочевины и этиленгликоля в количестве 30-80 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

25 !! 562998, кл. С 08 L 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке !! - 2603043/23-05, кл. С 08 L 9/00, 1978 (прототип).