Способ модификации резины на основе синтетического карбоцепного каучука
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ссноз Советския. Социалистическик республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
{6!) Дополнительное к авт. свид-ву—
{22) Заявлено 2Щ) 781 .{2т ) 3321192/23-05 (И) М. Ка.з
С 08 J 7/12
С 08 1 9/00 с присоединением заявки ИоГосударственный комнтет
СССР по делам нзобретеннй н открытнй
{23) Приоритет— (ЗЗ) УДК 678. 029. .7(088.8) Опубликовано 150133. Бюллетень М2
Дата опубликования описания 150183
{72} Авторы изобретения
В.Е. Дербишер, В.Ф .. Каблов, и Э.И. По.И. Огрель та
Волгоградский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт "", {71) Заявитеиь (54 ) .СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ РЕЗИНЫ HA ОСНОВЕ
СИНТЕТИЧЕСКОГО КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА
Изобретение относится к способам модификации резины на основе синтетических каучуков реакционноспособными соединениями и может быть использованО для изготовления реэино-технических изделий с повышенной твердостью, улучшенными прочностными свойствами и изноаостойкостью.
Известны способы модификации вул- тп канизованных резин в поверхностном слое-с целью придания изделиям различ. ных полезных свойств. Например, для повышения износостойкости резин ее поверхность модифицируют бром- и фторсодержащими соединениями f1), для повьдаения адгезии к твердым поверхностям обрабатывают активирую.щими реагентамиг подкисленный раствор гипохлорита натрия, концентрированный раствор азотной кислоты 2 1.
Недостатки данных способов модификации заключаются в узости применения из-за отсутствия комплексности действия по отношению к эксплуатационным характеристикам„ .невозможности регулирования твердости с одновременным .улучшением прочностных показателей.
Кроме того, способ 23 связан с использованием сильнодеструктирующих агентов, снижающих прочность резин, невозможностью регулировать поверхностную твердость резин.
Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ модификации резины, согласно которо" му поликонденаационноснособные мономеры, в частности, фталевый ангидрид, вводят в резиновую смесь на основе синтетических каучуков в процессе перемешивання на вальцах в количестве 5-20 мас.ч. После вулканнзации поверхность резин обрабатывают при 100-200оС в течение
60-180 мин реакционноспособными соединениями, в качестве которых используют другой поликонденсационноспособный сомономер, в частности глицерин. При этом в поверхностном слое протекает реакция поликонденсации, обеспечивающая целевое изме-, нение свойств резины (3 ).
Недостатками данного способа являются снижение поверхностной твер-. дости резин и отсутствие эффекта улучшения прочностных характеристик и иэносостойкости.
Цель изобретения — повышение поверхностной твердости, деформацион988837
4 но-прочностных показателей и износостойкости резины.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу модификации резины на основе синтетического карбоцепного каучука путем введения в ре- 5 эиновую смесь поликонденсационноспособного мономера, вулканизации смеси и обработки поверхности полученной резины другим конденсационноспособным мономером, в резиновую смесь 10 вводят 10-30 мас.ч. дигидразида органической дикарбоновой кислоты, а поверхность резины обрабатывают диизоцианатом или его 5-50%-ным раствором в органическом инертном растворите- )5 ле в течение 0,5-24 ч.
Положительное действие такой моди- фикации резин обусловлено протеканием реакции поликонденсации между дигидразидами органических дикарбоновых кислот и диизоцианатами.
Образующиеся в поверхностном слое поли-1-.ацилсемикарбазиды позволяют получить у резины целевой эффект.
Одновременно дигидризид способству ет дополнительной вулканизации по карбонильным и карбоксильным группам, образующимся в каучуке при окис,лении.
Пример 1 На вальцах готовят стандартные резиновые смеси на .основе синтетических каучуков, например насыщенного этиленпропиленового каучука (СКЭП) или бутадиеннитрильного каучука (СКН-40) с дигидрази- Ç5 дами органических дикарбоновых кислот. Затем резиновые смеси вулкани:зуют в прессе с электрообогревом в оптимальном для каждого каучука режиме. После этого поверхность вулкани- 4Q заторов обрабатывают диизоцианатом.
Состав и свойства резин на основе
СКЭП указаны в табл. 1, а на основе
СКН-40 — в табл. 2.
Испытания образцов производят в соответствии с методиками ГОСТ 270-75, ГОСТ 2б3-75, ГОСТ 9.030-74. Испытания истираемости проводят в режиме
1000-ного скольжения по методике
ГОСТ 42б-бб.
Пример 2, На вальцах готовят стандартные резиновые смеси на основе СКЭП. После вулканизации в оптимальном режиме в прессе с эЯектрообогревом поверхность резин обрабатывают растворбм диизоцианата в инертном растворителе режиме согласно данным табл. 3. После обработки раствором диизоцианата резиновые из делия сушат в течение часа при 90 С.
Испытания образцов ведут согласно примеру 1.
В табл. 3 представлены состав и свойства резин на основе каучука
СКЭП.
8 таблицах 1-3 приведены результаты испытания резин, поверхность которых модифицирована предлагаемым способом, а также контрольные данные по свойствам немодифицированных резин, резин включающих в состав только дигидраэиды, и резин без дигидразидов модифицированных с поверхности только дииэоцианатами, а также резин, составы которых и режимы обработки выходят эа рамки предлагаемых величин, кроме того, для сопоставления приведены контрольные данные.
При введении в состав резиновой смеси дигидразидов в количестве, меньшем 10 мас.ч., свойства вулканизаторов остаются на уровне свойств немодифицированных обраэцов, при ис.пользовании дигидразида в количестве большем 30 мас.ч. практически не происходит дальнейшего улучшения физикомеханических показателей резин.
Уменьшение времени обработки ниже
0,5 ч неэффективно, увеличение времени более 24 ч не приводит к приросту показателей. Концентрация растворов диизоцианата для обработки ниже
5% и выше 503 также неэффективны.
Как видно из данных табл. 1-3, предложенный способ модификации резин на основе синтетических каучуков путем обработки поверхности резин, имеющих в своем составе дигидразиды органических дикарбоновых кислот, диизоцианатами позволяет повысить твердость резин, их прочность, улучшить эластические свойства и износостойкость резин и изделий из них. Количественное сравнение физико-механических характеристик резин модифицированных по предлагаемому способу, известному (2 ) и способу прототипу дано в табл. 4.
Как следует из данных табл.4, как динамика прироста основных показателей свойств резин, так и абсолютные показатели в предлагаемом способе значительно лучше, чем у известных способов.
Предлагаемый способ модификации вулканизатов может быть использован в резино-технической промышленности для получения высокопрочных, особо долговечных изделий, в частности для изготовления спецманжетов, идущих на комплектацию шестеренных гидронасосов для увеличения срока службы последних. Экономический эффект может быть получен за счет расширения областей применения резины и увеличения долговечности резиновых изделий.
988837
I
1 г
Ф
IO
Ю
О
М сО !
ОЭ
Ф
О
МЪ бб
° б
1 °
CI сс! а бб а
° Ч
О бб
° Ч
О и М! бб
" ь н! !
D ь ю
I сс
Ф ) Ю
° ч
О
OI
, О
Ф а.б! б
Ю
° 0 н Ю
%-Ф
l !
О
%Ф
1 I! I! О
cv! I х
3 о м а
<ч! !
cA t
ФЧ
% Ф
РЪ
° 4
О CO бб
I !
CI
РЪ
D м
Ф"Ф
1 б I
О е !
О н
ФЪ
I I
С0 с
РЪ
tpC
I
1.
l
1
1 L
1 бб
I ф
I 4l
Ц
l ф
t ф
Ф Я °
В ф и ®е ! ) II 6 > I C Д
«6 3 а
Ф
В бб
O о ф к
Ф о бе ф
1 б е й
I ф
1КЯ К в!о к
t в11Ш
«ы6
1 «1 °, .ь
RK 0523mg
1 !
О сс
1 I а
Ю
ec.
Ю 1 I
Ю ь
I iЛ I
О I Ч а
cg
1 аб 4!
1 I!
1!
Ih
I I
1!
1 .!
1й 8 йб ВФ
1И (I
Д о»
988837
Ch
РЧ
1 фс
)Ч
O е
)Ч
О
3!
О
%4
О м
° 4
D IO сч
О
IO сч
Ю
3Ч
D о ""
1
3
I
I
1
1
I:
1 н
Э ф dP
3, "V мхо оа
l3l )с 3
1 Й
l i6
1 »
133 Ф
М )Ч g ф
a4 A
Ф IC к х
4l Х
f» ф ох с
8 °
9/0
5в) в ах вм
Зз5
) ЛХХ
I lill
I
МВИ
О
РЪ
О
)м
° Ъ
3)Ъ
)Ч
М
РФ
)с
МЪ
i)i
Фч
)с
4с)
) о ф
)ч!
1 ! ! е )
I Il ii3 а ха х рИ и ос
1 )Ч с х
1 о е
iA g ее ь
Ц
М Ii) м ) х о хх
) вс )3
I \ф Дй
О
1 4 К
Q, с
В 3
o me о 8 и> 3
Ii 2 g5 A а ).e
В *0
1 К Ф Ii)
° с р
) D 34
1 ач I 33 33
I Ц с
) с Щ
1 Я еч)ч 3С и с
3 C
:«Ф6
5В
) О 3» в
)Ч
)йс 6)ЦФ алеха
3 C Кyl
)э6» ик) х»
), ) м
) 133>l 0 ф Q c
I B C Й) )3 4Р о жоао
I О ЗОН
vб o
188837
1 1 I
О и ее.I 1 I
1 1 о а
1 I I
1 I о ((о (ч о ((е.
О ъа
1 I
1 ( ч
3
I (I
1.О
О
1
О ((Ъ
X
lv .о
О
it( е
I i
1 1
О ъ
3
i
g о ()д о .1
О ч ь й
I 1 1
I г.
5
М н о е а
О о
1. 1 ь
Ю
5 ° о об
О! Ф1 о
О
МЪ
I
I.1
I ((Ъ
Ch
М
О
М
Ю о ((1 I
Ф
I
I !
1
I
1
1.
I
1
1
1
1 . 1 (1
МЪ I
1
В
Ф ! (((% аа
Xm нб оа йе охб охи
1 I
М 41
Кх
1 о к а б о
В Ж!
» а
t l н в о
Д о
COO нох охх
)) о с»
) а б
It t
° (3!
Р б н1
1!
I
I
1
1
I
1 I
1!
1 о
v а! И
1 1
-!!.а
o) о аехх
1 б(ФФХ
l а В at
Фба о (соа дах Ор
1 . 1
° hl
I е(1 РЪ
)) . ДАРЪ н Й»
5 ф у 4 х (х
1
I !
1
I
I !
) !
I
I
1.
1 !
1 !
1
I !
988837
« ч фФЪ
4О
ФЪ м Ф ф\
«1
««
МЪ
Ю н о
« н
1
I
1
I !
I
I I
1
1
I
1
1
1
1 !
I
1 .,l
)1
1
l
1
I
« Ъ о
««Ъ м
РЪ
% « о
Ф«
Ф «
О
0« и
« л
«нЪ в l0
60 н1 о
С0
О
««О
1
t
1
I !
1
I н1
Ф 0«
5ei
В Фй
3 4)4
Яа5
««««
Ф с оФ х х
0«х оФ
1«Х ч 1«
Ф
9 о
О 1
Р ! !
1 1 М
Х1. О
1 хам омахи
Зо
Oх е ехало
«О о н 1 н ь"
1 ом
A I«I 5O
8 о 9
М
5 5
Ц в
6 о о м
CI
I! Ф
1 Ы
g х
1-; е о а ц
8 о Й о 5
1 О х
I р д
v u
l p
1 ° е оо («0«Ъ«Ч
I К
1 о 01 .-о Ф
1 Ха-«О
О1
)IIg
I а1 °
Ф0«Ф
Ф а
ФО О
Фхо
1 Х охх оФа
v мх
l
1
Ф
1 х
Ф
1 .,Ф
I и
1 ((a
988837
4 о ! ч
МЪ
Ф о о
IA в ° о ве
cv . н
5 й O
% ввЪ! ч а г
v
Чв ! ч
О м о
Ф ъч о м
° Ф
Ф ввЪ! ч! ч м
4в
Ь
Чв
ФФ
Ill ! ч
МЪ о с о
МЪ
1вв
Ох э
an ч с
МЪ о о
М\
<ч
ev о в-в
5вЪ
О тЕ х °
3 о
Ф и
Ф
1 Ф °
° в
l! 1 и
Ф g о
t% о
Ъ
МЪ
О
° ч м
О м юч н ей е Р
Фен х яо
Ф В
Е вввв йх6
Ъ
l в
5 Е
go, C9 4 охи и ха
3е х ое нх
4 х о й35 вн»
3 о
F с
Р. е
Ф
5 и ф
1
1 ! !
1 ! !
1 !
I
1
1
t
I.
1 ! !
I
I
I
1
t
1
I
I
I
1
I
I !
I !
1
1
I
l
1 !
О
° v в .
IA е о о
I
1
О с о н
1 I !
МЪ вч
l . I ч о
° !! l 1! 1 I е е е е иихф
В х
IO
Ев е сч
О о
Ф3
Q х
-е !ч х о е
Ф х а
4 к ! ч
g Ю
О
Е М 3
Cl вМ V Ж
I У фв
Оч
4вч вМ мв
О1 х ъф ек е х
ЕО Н4 нх иы
° М М! а о
МЪ! ч л
15
988837 16
Таблица 4
Немодифицированная резина, %, Показ атели свойств резин, Сопротивление раз" ° рыву
64-175
58-62,5
100 1 35-26,2
Относительное удлинение
106-213
38-78
100 102-216
Остаточное удлинение
25-11.7
88-117
88-100
100
58-96
89-93
109-136
100
Твердость
100
37-102
Степень набухания
89-1 4 0
13-65
100-115
28-75
96-100
100
Истираемость
Формула изобретения
Составитель В. Балгин
Редактор И. Митровка Техред Л.Пекарь Корректор С. Шекмар
Заказ 10986/32 Тираж 492 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва., Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. УжГород, ул. Проектная, 4
Способ модификации резины íà основе синтетического карбоцепного 35 каучука путем введения в резиновую смесь поликонденсационноспособного мономера, вулканизации смеси и обработки поверхности полученной резины другим конденсационноспособным 40 мономером, . отличающийся тем, что, с целью повышения поверхностной твердости, деформационнопрочностных показателей и иэносостойкости Резины, в Резиновую смесь вво- 45 дят 10-30 мас. ч. дигидразида органической дикарбоновой,кислоты, а поверхность .резины обрабатывают диизоцианатом или его 5-50%-ным раствором в органическом инертном растворителе в течение 0,5-24 ч.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Нудельман З.Н..Модифицирование поверхности резин фторированием.
Сб. Всесоюзное совещание по модификации каучуков и резин. Волгоград, 1978, с. 11.
2. Патент Франции 9 2327077, кл. В 29 Н 9/10, опублик ° 1977.
3. Лвторское свидетельство СССР по заявке 9 2919698/05, кл. С 08 L 9/00, 1980 (прототип).