Вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука
Патент 971849
Авторы
Вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик ри971849 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 041280 (21) 3213048/23-05 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—
Опубликовано 07,1182. Бюллетень М 41
Дата опубликования описания 071182
Р М К, з
С 08 L 9/00
С 08 L 75/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (33) У@К б78.7 (088. 8) д. В. Вогуславский, Х. H . .Бородушкина, 3.Ф. Суворов а,""-----Н. Ф. Соловьева, В. Н. Колобенин, В А. Шевцова:. а
Г. Н. Петров, A.Ã. Синайский и О. Н. Сара куз
° с
1 с с (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ HA ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО
КАУЧУКА
И зобретение относится к резиновой промышленности, в частности, к области переработки каучуков и мо« жет быть использовано в шинной промышленности.
Известна вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука, включающая модифицирующую добавку для улучшения технологических свойств -- блокированный тиофенолом, совместно с полиолами или полиаминами изоцианатсодержащий олигомер (блокированный полиизоцианат) (11.
Однако в случае применения в данной композиции в качестве соаген15 тов соединений 3, З-дихлор-4, 4-диаминодифе нилмета на 4, 4, 4, 4- триаминотрифенилмета на, тетраок сипропилэтиленди амина, глицерина, происходит только удлинение цепи полидиена, а осущест вить сшивку образовавшегося гетероцепного полимера с макромолекуляр" ными цепями эла стомера, составляюего основу композиции для образования единой вулканизационной структуры не представляется возможным. Поэ-, тсму механические свойства таких композиций изменяются несуществейно.
Цель изобретения — повышение стабильности свойств ксмпоэиции (улучшение перерабатываемости, повышение тепло-, температуростойкости, усталостной выносли BocTH i,ñîïðoòèâëåíèÿ раздиру и проколу).
Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука, включаюшая модифицирующую добавку — блокированный произсводным фенола изоцианатсодержащий олигомер, содержит в ка тестве модифицирующей добавки блокированный фенотропином изоцианатсодержащий жидкий олигодиен (ФП-б5)продукт взаимодействия гидроксилсодержащего олигомера на основе дивини ла и изопрена в соотношении по весу
80:20 с толуилендиизоцианатом и до-. полнительно соединение, выбранное из группы: дисульфидалкилфенолформальдегидная смола (ДСАФФС);
N,N-метафенилендималеиничид (МФДМ), паранитрозодифениламин .(п-НДФА), в количестве соответственно 5-15 и
0,7-3 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.
Физико-химическими исследованиями установлено, что реакция взаимодействия жидкого иэоцианатсодержащего каучука ФП-б5, блокированного фенотропином с сшивающими агентами, может осуществляться только при прогревании:,т кОмпОзиций В ин TFpH a Jl(3 От 1 4 0 д(3
160 С. что обусловливает сохранение
СТа (3 H J!b HOC TH св Ой Ств ОЛИГОДИЕ На П > ти
В<3 ??????((?????????? ???????????????????? . ????????>еаатуры дО
120-130 С.
Гетерацеп HbIB пОлиме(3ы Образ у(ощие т ся B процессе прогревания при 140 С систем из олигадиена и с((1нваю(3(их аген.ттОВ (имеют> кат тчУкопoдабный ВКД r HP растзоримы в растворителях и характеризуются высокой тем<(ературой paa-. ((1 мягчения (360-380>3 С).
В предлагаемой композиции сааген" ты, удлиняю(цие олигамернуо цепь,. участвуют в присоеди(1ении рз-.ту(ей
ЦЕП И ОЛИГОДИЕНа К Эластаттт(ЕРУ r ПОЗЗ О"ляют реализовать в структуре Вулкани" затора наряду с серными более прочные и гибкие связи и получить композиции с назым комплексом техниH сских свойств: повь(шеннай тепло-, тем-пературостойкостью, повышеннои уста-. лостной выносливостью, повь3»1енны(( сопротивлением раздиру и проколу.
H связи с т-. ем,,что плотность зулканиэационной сетки композиций В это(я случае существенна увеличивается,, содержание вулканизующих агентоз (се-. ры, N N-дитиодиморфолина - и ускорите-t ля вулканизации (сульфена.т(ида) мажет быть существенно снижена. изготовление резиновых смесей В лабораторных условиях производят в две стадии В:резинасмесителе е (костью 2 л, Прад лжи TBJlb Hoc TI> 1 .-т(r .".Tа д(<п >i;.>т(!
60 аб/мин — 4 мин. Бидкий изоц(. а на тсаДеРжаЩий 1(аУчУк ((>П вЂ” 6. > т блок НРОВ ан— ный фенотропином, вводят !3 первую стадию. Температура в конце цикла смешения находится з птт>еде;>ах i 40—
145 С. улка низующую групь(-; i (Ору, 41(Дт1>Д((1, Сулв фЕНатт(ИД) N — Нт(т(3030 цтт(фЕНИЛамин и,структуриру(ои(ие àl BHTb! (, .дс ффС, 1ХПК, яфВМ, и--Нцф !) В.†;.. дят в реэийосмеситель во вторую стадию при 30 аб/мин. Продолжитель ность сме-- 4> шения 2 мин. Температура з конце цикла. смешения находится в пределах
105-110 С. Смеси вулканизуют в пресо се при 1 3 С в течение 50 мин.
Пример 1. Готовят вулканизуе- 5 муто композицию следующих состав:3В, приведенных в табл.1. (кампане(!ты в мас.ч.; м.ч. или м.д.) .
В композицию на основе 35 мас.ч.
К вводят жидкий изоцианатсодержаий каучук фП-65, блокированный фенотропином, в количестве 5 15 мас.ч. (предпочти тель но 10 м ас . ч . ) и в -ra—
ЧИС .(ВЕ СТ1>тт!(Т т>3И(3>,H(1;,B>, (((> т тЛНЕН(т( сульфидал((илфеналфарм;-, (,((: —.. --.,-,,(1-.;1;
С!т<0>лтт Н КОЛИ.(ЕСТ!3 Е
ir0.> ИТЕ.»Ь На 2 Ма(, т . (т: "., >тт . >-;.1; хлоРгаРаксилал в коли --:=>cTT>B 0 т 7 мас, !.
ЦХ(Я> С(3аз 1!СНИЯ Mз Г3TroEJ Ji !BT 1(ОМПОЗИ>(И(О (1 П т т (М (-. Н Е 1 . И (3(т(жи 1(К 0 ) О . B 0 т И тХ Н а Т С О П Е Р " жа 111 Е (0 К а уЧ,т К а (>> П - 6 5> i > К 0 r!Hr i B r- —, >c B . 3- 5 ма с . "-> . сООтветственна .
П качестве примера .. " =.бл.2 представлены> свойства E0;HL(;й и» 0c-.
HOBE 3 Мао. Ч. НК> HЭГ.: . ОВЛ=-тНПЫЕ
TI0 уназазна(т(у >3Сц(=тт (ó, П р и:;1 е р 2, (3:.<Омп 3 вил ито — 1 а ас>10вт, 33 > !a,, ц Iblc3т" т() (-T< B,,J i ",(ттт > к ий 1.(эациа-. на тсодер, <т>щий:: а у; у(«>(;-6 5, алакироза нны.::- фе(к>трап и:-i;:: .=. E аличес T— зе 10 мас :,:-:--(-..- --т(-:!p JHòóðI(->
РУ(ОЩЕ! Q Coral><>ИНЕНИ> ((i — i(." c. ф= >ll" 1ЕН> и
>iaJiBH1»=,1.-:;:, В «or>!и (.с" .-c 2:;..-,†. ч
В I
ПЕ Н Ы т. З (3 и (. Т 3 а К а ": 0: I! J J >i > . "a 0 C !: 3 3 Е
35 мас.ч. -!1< r из-.(I 31:.>1!(т>1(1.: —.а .-.-.<азаннаму рецепту. р 11 . > C т> 3>, 8 КO!."» (3 З ИЦ (. (> Г
3снове 35 мас.д. (-К Вза;:-fi! H»аппана
Содержа::;(ий каучук Jlii 65 laла <нра>:,анНЫй фЕНатРОПИНОМ B Ка.т(И>:ЕатВЕ
100 мас, и в качес BB 03 р<ч<тt. 3((-у->3щегс с а=:.;",и - ения;apa н- .трс:-од :;>е(:.ламин в .::o!.пчестве 1, 5 маc . -,.
В т axir—- ;, В Е -1: —,(.(>т,> (;.. —,. т» т- -! тr> > >,р —,—
Тазлаi=i)i ВО"! СТВтт ((а(т>ГС >1>П !H
1 °
0CHO3Е ..>5 r)aс, "„П. И: . : Отаз-ЧЕ
НЫХ Га уЕ<; За-: IV"», PB>>BHТ>У .
:(В К .— И l. На Иэ .—.т ".-:, ДЕ (-Ь(Х,>>»..;::i i::<, >i>3E(! тВЕ П ((т1т".7 i3òc> > . . (>ттт. ". I" та и>J, эу(още=й спс1 е! 1(I (Ia 3(*Ho»r:(> . J r>-:(>го ива циана таад(эр>жащега <-.>,->Ióò(L (»П(..:=,. =. блокирован :ага фен:3 > (30!TH на: >:-1 p!= стазляе(с::= Поэма;:<н . ((ciioJJB продукт -= эa>lcc-..ве Dp= еннагс ::.act>
ТИфИК= -0,3c: Г а "-И 1 Т, Ь вЂ” Е—
TCi BC!, )тт TH I —, > -. (ТИ;т-НОСТЬ ап(>0 1>В31Е r> IP r Q;ib (>iханнa c»J>IrH, шприцуемасть I r .ак к.-(<;i-..=.ра.- ныа (оa=BНТЫ ВЗВ.">МОДЕЙС>. .:; ;>: Т . В--.Ц;roн--. нОсГОсОбнЬР4И гp",rïH,=."ill К 3 у>(ука фП-65
На СтаДИИ -=.yJI <аН; ЗНЦИИ Н:-...HOJ;Jca-, .УЩЕ"
СТВЕЕ. НО УЛУЧШИТЬ т,((3ТВЛОС .. >1 т Ю >3b!HОСЛИ—
ВОСТЬ Бу>11<а нк 3 ат(оз 1!pl ВЕЗП3р(т1 а((1>НХ изгиба и pacTHRB HI>H(> па >ы(„и ть 7> Уlлстемпе>3ату">ас оойкас .-.-. рез (i> . тем са= .т>Ы(РаСШИРИть тЕМПОР (УРНЬЙ Днап: ЗОН
Раба IT»T иэделий т Увт.JIE(? H b (o!3(30òèâ
ЛЕНИЕ РЕЗИН разднру .;:i >pro!<а:(у > Чта
ИМЕЕТ ОСОПОЕ ЭНаЧЕI- ИЕ;3!я ПОПЫ:>IBEIE>ß ра ба тосп особ ности асуп н(>:. (ба(3."(т ь((-(х
ШИН авТОМОбИЛЕЙ Грт, Эат!ОД!>Е(т>iicI>C 1>("
2.> -40 T В i
971849
Таблица 1
Состав вулканизуемых композиций, мас.д.
Компоненты
НК (натуральный каучук) 35
35 35
55 50
55
СКИ-3 (изопреновый каучук) 60
55,0,9
0,8
0,8
0,6
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
0,9
0,8
0,9
0,9
Каучук ФП-65, блокированный фенотропином
15
10
ДСАФФС.ГХПК (гексахлорпаракси- лол) 0,7
0,7
0,7
МФДИ
tt-НДФЛ
1,5
0,7
0,7
0,7
N-нитрозодифениламин
Неозон "Д"
Диафен ФП, 4010 NA
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Углерод технический
ПИ-100
50
50
Цинковые белила
Стеарин
Сера
ДТДМ (тиурам)
Сульфенамид ц
Состав композиции, мас.д.
1 ° (° 1 ° 1
0,7 0,7
1,0 1,0
1,0 1,0
Т а б л и ц а 2
Механические свойства композиций на основе комбинаций
НК + СКИ вЂ” 3
Содержание пластификаторов, мас.д-.
Содержание каучука ФП-65
Содержание каучука
ФП-65, блокированного фенотропином, мас.д.
Показатели
Структурирующие соединения, мас.д.
ДСАФФС-1 ДСАФФС-2 ДСАФФС-3 ДСЛФФС-1 ДСАФФС-2
ГХПК-0,7 ГХПК-0,7 ГХПК-0,7 ГХПК-0,7 ГХПК-0,7
ДСАФФС-3
ГХПК-0,7
Невулканизованные смеси Пл ас тич но ст ь по
ГОСТ 415-75
0,38 0,40
0,39 0,40
0,35
Время подвулканизации при 120 С . мин + 5 мин
30
23 резины
Условное напряжение при удлинении ЗООЪ, МПа
15,6 15,5
15,5 15,3 15,9
15,7 условная прочность при растяжении, МПа26,1
26,0
24„7 27,.7 7 3
17,0 16,9 18,0 после старения
100 х 72 ч
19,2 17,0
18,0
Относительное удлинение при разрыве,.
495
527
513
505
600
560
56О после старения
100 х 72 ч
240
340
375
360
Сопротивление раздиру, кН/м, при
126
135
Твердость, условные единицы, при н.у.
6 =, при 100
Эластичность, Ъ при н.у. при 100 при н.у. при 100 при н.у. при 100
27,5
17,5
26,6
17,8
971849
10 Продолжение табл 2
Показатели
ДСАФФС-2 ДСАФФС-3
ГХПК-0,7 ГХПК-0,7
5 10 15
10
52
37
1 50% тыс. циклов
81,0 82
77,0
80,0
78,0
73,0
165
200
175
150
130
150 при 100 С
1400
998
Т а блица 3
Механические свойства композиций на основе
НК и СКИ-3
Содержание каучука ФП-65, блокированного фенотропином а
Содержание каучука ФП-65
Показатели
МФДМ-2,0
МФДИ-2,0
Нев улка ни зованные смеси
Пластичность по ГОСТ
415-7 5
0,37
0,38
Время подвулканизации
1ри 120 С мин + 5 мин28
30.«
Усталостная выносливость при многократном растяжении на
Условное напряжение при статическом проколе, МПа
Сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс.циклов
Усталостная выносливость на ЗПИ, тыс. циклов
Содержание пластификаторов, мас. д.
Содержание каучука ФП-65 одержание каучука
ФП-65, блокированного фенопропином, мас.д.
Структурирующие соединение, мас. д
ДСАФФС-1 ДСАФФС-2 ДСАФФС-3. ДСАФФС-1
; ГХПК-0,7 ГХПК-0,7 ГХПК-0,7 ГХПК-0,7
Содержание пластификаторов, мас.д.
971849
Продолжение табл. 3
Содержание пластификаторов, мас,д.
Ю «Й, Содержание кау- Содержание каучука ФП-65, чука ФП-65 блокированного <ренотропином
10 10
Показатели
Резины
Условное напряжение при удлинении 300%, MIIa
15,5
Условная прочность при растяжении, NIIa
27,0 при н. у. при 100
16,8
17,8 о после старения 100 х 72 ч
18,6
19,0
530
580 при 100 С
560
О после старения 10 О х 72 ч 250
260
Сопротивление раздиру кН/м, при н.у.
125
Твердость, условные единицы при н. у.
65
59
Усталостная выносливость при многократнсм растяжении на 150%, тыс.циклов 40
4. словное напряжение при статическом проколе, NIIa
73„(75,0
Сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс.циклов
140
960
1200
Относительное удлинение при разрыве, В при н.у. при 100 С
Эла стич ность, В при н. у.
1 йри 100 С
Устало стная выносливость на ЗПИ, тыс. циклов п и 100 С
Структурирующие соединения
971849
Та блица 4
Иеханические своиства композиций на основе
НК и СКИ-3
Содержание пластификаторов, мас.д.
Содержание каучука
ФП-65!
Показатели
10 п-НДФА-1, 5 п-НДФА-1,5
Невулканизованные смеси
Пластичность по ГОСТ 415-75 .!
Время подвулканизации при
120 С мин + 5 мин
0,38
0,37
30
Резины
Условное напряжение гри удлинении 300%, ИПа
15,5
15,3
Услов на я проч иост ь п ри растяжении, МПа
26,5
25,8
18,5
17,0
19,2 после старения 100 к 72 ч
18,7
Относительное удлинение при разрыве, Ъ при н.у.
530
526
515
515
260 е после старения 100 х 72 ч
Сопротивление раздиру, кН/м
251
130
128 при н. у.
Твердость, условные единицы при н. у.
73 при 100 С
62
Зластич ность, Ъ
59
Усталостная выносливость при многокра тном растяжении на
150%, тыс. циклов
55
Условное напряжение при статическом проколе, ИПа
75,0
77,0 при н.у. при 100 С при н.у. при 100 С при н. у. при 100 С
Содержание каучука
ФП-65, блокированного фенотропинсм
971649
Продолжение табл. 4
Содержание каучука
ФП-65, блокирован ного фенотропином
Содержание каучука
ФП-65
Показатели
10 п-НДФА-1,5 и-НДФА-1 5
200
1000
1500
Формула изобретения
Составитель В.островский
Техред М. Гергель редактор И.Касарда
Корректор С.Шекмар
8474/8 Тираж 514
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ
Подписное
Филиал ППП "Патент", т . ужгород, ул. Проектная, 4
Сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс. циклов
Усталостная выносливость на ЗПИ„ тыс. циклов при 100 С
Вулканизуемая композиция на основ е не на сыщен ного к а учу к а, в ключающая модифицирующую добавку - блокиро- ванный производным фенола изоцианатсодержащий олигомер, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности свойств композиции, последняя содержит в качестве моди фицирующей добавки блокированный .Фенотропином изоцианатсодержащий жид-! кий олигодиен - продукт взаимодейст вия гидроксилаодержащего олигомера
Содержание пластификаторов, мас.д. на основе дивинила и изопропена в соотношении по весу 80:20 с толуилендиизоцианатом и дополнительно соединение„ выбранное иэ группы: дисульфидалкилфенолформальдегидная смола, N,М -метафенилендималеинимид, паранитрозодифениламин, в количестве соот,ветственно 5-15 и 0„7-3 мас.ч. на, 100 мас.ч. каучука.
ЗО Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР, Р 410037, кл. С 08 L 9/00, 1971(прототип