Вулканизуемая полимерная композиция

Вулканизуемая полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саеетскик

Социалистическик

Рес у

<»ц992533 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 040281 (21) 3243916/23.-05 () М g 3

С 08 L 9/06

С 08 К 5/01 с присоединением заявки Мо- Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритете

Опубликовано 300183. Бюллетень М 4

1 (33) УДК 678.7 (088.8 ) Дата опубликования описания 300183 (72) Авторы изобретения

Э.И.Яковенко, A.Ï.Òèòîâ, З.H.Кор нове«. И.

Г.П.Филинов, В.И.Завидов A.Í.fIoдлйЛСкая

7 -"»

". 1 ова, (71) Заявитель (54 ) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к полимерным композициям на основе маслонаполненных каучуков и резин и может быть использовано, преимущественно, в шин- ной и резинотехнической промькаленности, а также других областях народного хозяйства.

Известен способ получения масло наполненных каучуков путем введения незмульгированного масла в латекс полимера, где латекс- в трубопроводе или первом коагуляционном аппарате непрерывно смешивают с раствором поваренной соли и маслом (1).

Недостатком известного способа является то, что введение неэмульгированного масла в латекс возможно лишь на мощном смесительном оборудовании, что приводит к частичному выделению каучука в виде коагулюма, неравномерному распределению масла в каучуке и ухудшению его свойств.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ (2 ) получения бутадиен-метил-стирольного каучука СК(МС)-30

АРКИ-15, где в качестве наполнителяпластификатора используют масло ПН-б, вводимое в латекс в виде 40%-ной эмульсии следующего состава,вес.ч.: масло ПН-6 100, стеариновая кислота 7,2, триэтаноламин 3,52; вода 220.

Латекс коагулируют хлористым

5 кальци»зм и уксусной кислотой, режим коагуляции и промывки каучука серийный °

Однако химическая неоднородность

10 масла ПН-б приводит к значительному разбосу». величин удельного веса, вязкости, температуры вспышки и коэффициента рефракции..По условиям получения (компаундированием экстрактов от Фенольной очистки деасфаль тизатов или компаундированием их с маловязкими экстрактами фенольной очистки вязкой дистиллятной фракции, или из остатков, полученных путем от2() гона головных фракций .от указанных экстрактов, либо их смесей) и составу масло ПН-б является продуктом нестандартным: высоцкая вязкость до

0,35 см /с, сравнительно низкая ароматизированность 78 мас.% (суниа ,легкой и средней ароматнки).

Высокое содержание смол (до

8 мас.%)обусловливает худшую совместимость масла с каучуком и пониженную стабильность при старении. Кроме того, введение масла ttH-6 в латекс

992533

Пример 1. Для получения маслонаполненной композиции на основе бутадиен-стирольного каучука

СКС(МС)-ЗОАРКМ-15 используют латекс, .синтезированный по следующему рецепту, мас.ч. на 100 мас.ч. мономеров:

g-Метилстирол и

Стирол

Бутадиен ли 32

68 или 70 (соответственно)

4,1 55

Мыло канифоли

Мыло синтетических жирных кислот

Лейканол

Ронгалит

Трилон Б

Железо сернокислое эакисное семиводное

Гидроперекись изопропилбенэола

1,1

0,3

0,1

0,05

0,025

0,2

65 в виде эмульсии увеличивает пенообразование латекса и связано с дополнительным расходом дорогостоящих продуктов, а эмульсия с маслом ПН-6 недостаточно стабильна и при хранении расслаивается, что создает технологические трудности при введении масла в каучук.

Цель изобретения — улучшение пластоэластических свойств композиции и физико-механических показателей IO резин из нее.

Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая полимерная компоэи ция, включающая диеновый каучук и нефтяной пластификатор-наполнитель, содержит в качестве пластификаторанаполнителя масляную фракцию, выделенную вакуумной перегонкой смеси дистиллятного и остаточного ароматических экстрактов в соотношении 1:2 и. температурой кипения 420-500 С, содержащую 10-20 мас.% тяжелых.ароматических углеводородов, в количестве 17-50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Физико-механические свойства масляной фракции, используемой в предлагаемой композиции, в сравнении с маслом ПН-б приведены в табл.1.

Данные таблицы показывают, что предлагаемое масло-наполнитель по сравнению с маслом ПН-6 является более стандартным по составу: Фракционный состав уже 420-500 вместо

460-6000С, характеризуется низкой вязкостью (0,165 вместо О, 35 см /с ), что облегчает введение масла в каучук, содержит в 2 раза меньше смол (4 0 вместо 8,0 мас.Ъ), высокая ароматизованность (10-20 мас.Ъ тяжелых ароматических углеводородов) обеспе- 40 чивает лучшую его совместимость с каучуком, способствует лучшему диспергированию сажи в каучуке, Третичный додецилмеркаптан До 0,15

Вода 180

Неоэон Д 1,5

Масляную фракцию в количестве

17 мас.ч. на полимер вводят во флокулят (смесь латекса с хлористым натрием ) йри 30 С. Масло-латексную смесь коагулируют хлористым натрием (концентрация 24-26 мас.Ъ) и разбавленным (концентрация 0,3 мас.Ъ) раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5.

Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука CKC МС

ЗОАРКМ-15 испЫтывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по

ГОСТ Н1 - 38-78.

В контрольном примере композиция на основе маслонаполненного каучука СКС(МС)-30 АРКМ-15 содержит масло-наполнитель ПН-б (см. табл; 2).

Пластоэластические и физико-механические свойства композиций приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что полимерная композиция на основе каучука СКС MC

ЗОАРКМ-15, содержащая предлагаемую масляную фракцию, по сравнению с контрольной характеризуется лучшим комплексом пластоэластических и физи- ко-механических свойств.

Пример 2. Для получения маслонаполненной композиции на основе бутадиен-метилстирольного каучука

СКМС(С)-ЗОАРКМ-27 используют латекс, сийтезированный по следующему рецепту, мас.ч. на 100 мас.ч мономеров: с(.-Метилстирол или 32

Стирол 30

Бутадиен g8 или 70 (соответственно)

Мылр диспропорционированной канифоли 2,45 Мыло синтетических жирных кислот 2,45

Лейканол 0,3

Ронгалит 0,07

Трилон Б О, 020

Железо сернокислое закисное семиводное 0,011

Гйдроперекись иэопропилциклогексилбенэола 0i 01

Третичный додецилмеркаптан До 0,1

Вода 180

Масляную фракцию, содержащую 10 20 мас.% тяжелых ароматических углеводородов, в количестве 37,5 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера, вводят во флокулят при 25-30 С. Масло-латексную смесь коагулируют насыщенным раствором хлористого натрия и разбавленным (0,3-1,0 мас.Ъ) раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5.

Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука СКМС(С)992533

ЗОАРКМ-27 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ

15628-70 (табл. 3).

Получение контрольного образца описано в примере 1.

Пластоэластические и физико-механические свойства композиций на основе каучука CKMC(C)-ЗОАРКМ -27 приведены в табл. 3.

Результаты табл. 3 показывают, что предлагаемая коглпозиция на основе каучука СКИС(С)ЗОАРКМ-27 имеет лучший комплекс пластоэластических свойств.

Пример 3. Для получения маслонаполненной композиции на осно. — . ве каучука СКС(МС)-ЗОАРКМ-33 исполь зуют латекс, синтезированный по рецепту, приведенному в примере 2, с корректировкой инициатора процесса полимеризации и регулятора молекулярно-массового распределения полимера.

В качестве инициатора используют смесь гидроперекиси изопропилциклогексилбензола и гидроперекиси иэопропилбензола (в соотношении 1:1) в количестве 0,065 мас.ч. на 100 мас.ч. мономеров.

Регулятор молекулярно-массового распределения - третичный додецилмер. каптан до 0,2 мас.ч. на 100 мас.ч ° мономеров.

Масляную фракцию в количестве

50 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера вводят во флокулят при 50-55 С. Масло-латексную смесь коагулируют насыценным раствором хлористого натрия и разбавленным (0,3-1,0 мас.В) раствором серной кислоты при рН среды

3,5-4,5.:

Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука СКС(ИС)30 АРКИ-33 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ

15628-70,(табл. 4).

Получение контрольного образца описано в примере 1.

Пластоэластические и физико-механические свойства композиций на основе каучука СКС(МС)-ЗОАРКМ-33 приведены в табл. 4

Результаты табл. 4 показывают, что предлагаемая композиция на основе каучука СКС(МС)-30 APKN-33 имеет лучший комплекс пластоэластических свойств.

Пример 4. Для получения маслонаполненной композиции на основе эмульсионного бутадиенового каучука СКД используют латекс, синтезированный по следующему рецепту, глас.ч. на 100 мас.ч. мономеров !

2,45

0,3

0,07

0i 04

Бутадиен 100

Мыло канифоли 2,45

Мьщо синтетических жирных кислот

Лейканол

Ронгалит

Трилон Б

Железо сернокислое закисное семиводное 0,02

Гидроперекись изопропилбенэола +

+ гидроперекись изопропилциклогексилбензола (в соотношении 1:1 по массе) 0,06

15 Третичный додецилмеркаптан 0,3

Вода 180

Неозон Д,1,5

Температура полимеризации сос; тавляет 5-7 С.

Масляную-.фракцию в количестве

17 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера вводят в смесь латекса с хлористым натрием при 25-30 С. Масло-латексную

25 смесь коагулируют хлористым натрием (24-26 мас.Ъ) и разбавленным (0,3— 1 мас.Ъ) раствором серной кислоты.

Полученную композицию на основе маслонаполненного бутадиенового каучука СКДМ-15 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси IIQ

ГОСТ 149-24-75 (табл. 5).

Пластоэластические и физико-механические свойства композиций на основе маслонаполненного каучука

35 СКДМ-15 приведены в тебл. 5.

Результаты табл. 5 показывают, что вулканизат на основе предлагаемой композиции по сравнению с контрольным имеет лучший комплекс физико-ме ханических и динамических свойств.

Полимерная композиция на основе каучуков СКС(МС)-30 АРКИ-15, СКС(МС)—

30 APKM-27 и СКС(МС)-30 АРКИ 33, со; держащая в качестве наполнителя45 пластификатора предлагаемую масляную фракцию в количестве 17-50 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера, позволяет уменьшить восстанавливаемость резиновой смеси на 8%, повысить пластич50 ность резиновой смеси на 10%, уЛуч-". шить эластичность резиновой смеси по отскоку на 12% и увеличить срок службы резиновых изделий.

Полимерная композиция на основе каучука СКДМ-15 позволяет повысить условную прочность при растяжении на 94 и сопротивление раздиру на 20%, увелйчить сопротивление многократ,ному растяжению в 1,5 раза, а также срок службы резиновых нзделий.

992533

Показатели

960

960

1, 5400

1,5200

0,165

0,350

53,2

Углеводороды:

14,0

14,5

81,5

78,0

17,0

27,2 легкие

61,0

39,7

14,6 отс.

410

8,0 смолы

460-600

420-500 озиц

Показатели

0,32

0,32

2,9

2,7

0 35

0,39

1,7

1,4

1,25

1,24

66

26,5

26,4

Плотность при 2(Р С, кг, и

Показатели преломления при 50О С

5о

o„

Вязкость при 100 С, см Рс

Анилиновая точка, С о

Групповой химический состав, % парафино-нафтеновые ароматические, в том числе: средние тяжелые

Фракционный состав, С о

Пластичность каучука

Эластичное восстановление каучука, мм

Пластичность резиновой смеси

Восстанавливаемость резиновой смеси, мм

Эластическое восстановление резиновой смеси, мм

Твердость резиновой смеси

Условная прочность при растяжении, МПа

Масляная фракция, используемая в предлагаемой комзиции

Т а б л и ц а 1

Маслонаполнитель tlH-6

Т а б л и ц а 2

Контрольная композиция на основе каучука

СКС(МС)-30 АРКМ-15 (прототип) 992533

665

646

20

78,0

52,0

-59

»54

18,8

20,0 иция

0,29

0,28

3,3

3,4

0,35

0,38

2,6

2,4

1,64

1,48

61.24, 0

23,8

617

622

15

36 .

Относительное удлинение при разрыве, %

Относительная остаточная деформация после разрыва, %

Эластичность по отскоку при 20 С %

Сопротивление многократному растяжению тыс.ц.

Температура стеклования, вс

Теплообразование, С

Сопротивление разрастанию трещин, тыс.ц. Пластичность каучука

Эластическое восстановление каучука, мм

Пластичность резиновой смеси

Восстанавливаемость резиновой смеси, мм

Эластическое восстановление резиновой смеси, мм

Твердость резиновой смеси

Условная прочность при растяжении, МПа

Относительное удлинение.при разрыве, %

Относительная остаточная деформация после разрыва, %

Эластинность по отскоку при

20 С, %

Продолжение табл. 2

Таблица 3

Контрольная композиция на основе каучука CKMC(C)ЗОАРКМ-27 (прототип) (197.> 33

Продолжение табл. 3

-49

-56

76,0

69,0

15,0

15,0

Показатели

0,20 0,25

3,2

2,95

0,39

0,44

1,9

1,6

1,34

1,16

50.

22,5

22д2

686

706

20

27

-52

-54

84

16,4

13,7

0,23

0,17

100

0,33

0,31

Температура стеклования, С о

Термодинамическая устойчивость (по ползучести),%

Сопротивление разрастанию трещин, тыс.ц.

Пластичность каучука

Эластическое сопротивление каучука, мм

Пластичность резиновой смеси

Воставнавливаемость резиновой смеси, мм .

Эластическое восстановление резиновой смеси, мм

Твердость резиновой смеси

Условная прочность при растяжении, МПа

Относительное удлинение при разрыве, Ъ !

Относительная остаточная дефбрмация после разрыва, В

ЭлаСтичность по отскоку при

20 С, Ъ

Температура стеклования, С о

Теплообразование, .С

Сопротивление многократному растяжению, тыс.ц. о

Гистерезисные потери при С:

Предлагаемая композиция на основе каучука

СКС(ИС)-30 APKM-33

Таблица 4.

Контрольная композиция на осноге каучука СКС (МС)30 АРКМ-33

992533

Таблица 5

Контрольная композиция на основе каучука

СКДИ-15

Показ ат ели

Предлагаемая композиция на основе каучука

СКДИ-15

Пластичность каучука

0t32

3,97

3,96

Пластичность резиновой смеси

0,19

0,16

23, 2

21,2

442

482

12

45,8

57,5

106

104

-72

-73

0,43

0 35 по относительному удлинению

0,47

0,38

19,7

27,4

0,23

100

0,25

0,30

0 28

50

Тираж 492 Подписное

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

Эластическое восстановление каучука, мм

Условная Прочность при растяжении, МПа

Относительное удлинение при разрыве. Ф

Относительная остаточная деформация после разрыва,%

Сопротивление раздиру, кН/м

Теплообразование, С

Температура стеклования,. С

Теплостойкость при 100 С: по прочности

Сопротивление многократному растяжению, тыс.ц.

Гистеризисные потери при Сг

Эластичность по отскоку при 20 С, а формула изобретения

Вулканизуемая полимерная композиция, включающая диеновый каучук и нефтяной пластификатор-наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пластоэластических свойств композиции и физико-механи- ческих показателей резин из нее, она содержит в качестве пластификатора-наполнителя масляную фракцию, выделенную вакуумной перегонкой смеси дистиллятного и остаточного ароВНИИПИ Заказ 365/29 матическнх экстрактов в соотношении

1:2 и температурой кипения 420—

500 С содержащую 10-20 мас.Ъ тяжелых ароматических углеводородов, в

55 количестве 17-50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4д Р 125672, кл. С 08 L 9/04, 1960.

2. Каучук и резина. Госхимиздат, 1963, с. 47-48 (прототип) .