Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука

Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву (22) Заявлено 220981 (21) 33418 40/23-05

Союз Советских

Социалистнческих

Республик

<111994502 (И} М.Кп.

С 08 1. 9/06

С 08 К 5/17 с присоединением заявки МГосударственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0702,83. Бюллетень HP 5

)$3} УДК 678 ° 7 (088. 8 ) Дата опубликования описания 0 l0283

В.П.Педан, Г.A.Ñoêáaaoâà, Г.Р.3:альцман, З.

В.С.Кутяиина, T.H.Nóçö÷åíêo, В.И.Приходьк И.К.Старовойтов, В.-К.Рыков, И.М.Живага, Е И.П.Волков, N.Г;щикаров и Н.И.Науменко (72) Авторы изобретенм я

Днепропетровский ордена Трудового Красно химико-технологический институт им. Ф.Э. (71) Заявитель (54 ) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ HA ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО

КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промналенности, а именно к резиновым смесям на основе ненасыщенного каучука, и предназначено для производства изделий, работающих в условиях повышенных температур и динамичес.ких нагрузок.

Известны резиновые смеси на осно-. ве ненасыщенных каучуков, содержащие в своем составе специфические добавки, вводиьь е в условиях общепринятого процесса изготовления, переработки и вулканиэации смесей,и обусловливающие улучшение определенных свойств вулканизатов, в частности известны резиновые смеси, включающие наряду с другими составляющнми (наполнителями, ускорителями, вулканизующими агентами, мягчителями) веществадобавки, содержащие гидроксильные или,аминные группы: полиэтиленгликоли, одно- и многоатомные спирты, полиэтиленамины и т.д. Например, известна резиновая смесь, содержащая, кроме обычных ингредиентов, диэтиленгликоль, вводимый в количестве 1-2в на 100 вес.ч. каучука 1).

Однако данная резиновая смесь характеризуется неудовлетворительными свойствами вулканизатов, таких как прочность, относительное удлинение, сопротивление разрыву и тепловому старению, температуростойкость, вследствие чего резины, полученные нз этой смеси, не могут работать достаточно надежно в условиях повышенных температур и динамических нагружений.

Для таких условий работы более надежными оказываются резины, полученные иэ смесей на основе ненасыщенных каучуков, имекщих в составе, кроме обычных ингредиентов, вещества, содержащие амнногруппы. Эти добавки, оказывая модифицирующее действие, улучшают прочностные и динамические показатели вулканизатов, их сопротивление тепловому старению и температуростойкости

Известна резиновая смесь (2), содержащая вес.ч.: бутадиенстирольный каучук 100, стеарин 1, 5; окись цинка 5,0; сажа 40; альтакс 1,2; сера 1, 3; полиэтиленполиимин 0,3.

25 данная Резиновая смесь позволяет получить более высокие свойства вул- . канизатов, однако их нельзя признать удовлетворительными. Кроме того, резиновая смесь имеет плохие техиолоЗ0, гические свойства (повышенная лил994502

Н2Я вЂ” СН2- СН2- 0 - СН2- СН2- МН2

Н2М вЂ” СН2- СН2 — Π— СН2 — СН 2 — ОН, Н2М вЂ” ea2- СН2- Π— СН2- СН2- К Ъ, /

Н2% — СН2- СН2 — Π— СН2 — CH2- ИН вЂ” СН2 — ССН, О «2 2å

Н Ч- СН2- СН2- Π— СН2- СН2-ЯН СН2 СН2-О -СН2-ОН

Н2М- СН2 — СН2 — Π— СН2- СН2- и†СН2-СН2-. Π†«2- О кость к оборудованию, плохое смеше- ние ), что усложняет ее переработку.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является резиновая смесь f3 ), при использовании которой 5 достигнуты наилучшие показатели прочности, относительного удлинения резин, их сопротивления раздиру и тепловому старению, температуростойкости, состоящая из ненасыщенного кау- 10 чука, напркиер бутадиенстирольного, вулканизующей группы альтакс, сера, окись цинка, мягчителя; стеариновая кислота, наполнителя:технический углерод и модифицирующей добавки: кубовый остаток производства полиэтиленполиамина, при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч.:

Каучук (СКС 30 АРКИ-15) 100

Альтакс 3,2

Сера 2,0

Окись цинка 5,0

Сажа ПМ-15 40,0

Полиэтиленполиамин кубовый (ПЭПАкуб. ) 0,2

Стеариновая кислота 1,5

Однако известная резиновая смесь характеризуется недостаточно высокой прочностью, относительным удлинением, сопротивлением разрыву и тепловому старению, температуростойкостью (см. табл. 2, опытная смесь 2 ).

Кроме того, резиновая смесь имеет неудовлетворительные технологические свойства: эалипает на оборудовании, склонна к подвулканизации при пере- 3 работке. Это особенно прояВляется на оборудовании, работающем при темУлучшение комплекса свойств рези-, ны обусловлено синергическим эффектом совместного действия аминосоединений с диэтиленгликолем. При этом .модифицирующая добавка (в отличие от диэтиленгликоля, полиэтиленамина, полиэтиленимина, ПЭПАкуб. ) очень легко вводится в смесь, придавая ей хорошие технологические свойства-: смесь не прилипает к оборудовайию, хорошо перерабатывается и не склонна к под- 60 вулканизации. Наряду с модифицирующим действием добавка является актив ным ускорителем вулканизации, что позволяет снизить содержание альтак» са в смеси, а в оптимальных дозиров- ф5 пературах (например, при обрезинке корда и др. ), Целью изобретения является пожааение прочности, относительного удлинения, сопротивления раздиру, сопротивления тепловому старению и температуростойкости резин из данной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая вулканиэующую группу, наполнитель, мягчитель и модифицирующую добавку, содержит в качестве модифицирующей добавки кубовый остаток стадии регенерации диэтиленгликоля производства морфолина, состоящий из диэтиленгликоля и аминосоединений с алкилом C2 - С42 в соотношении соответственно (20-30 ):(70-80) при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Ненасыщенный каучук 100

Вулканиэукщая группа 4,0-20

Наполнитель 25-200

Иягчитель О, 1-50

Указанная модифицирующая добавка 0 5-5

Кубовый остаток получается при отгонке диэтиленгликоля после получения морфолина методом восстановительной каталической циклизации диэтиленгликоля в морфолин в присутствии аммиака по известной технологии.

Кубовый остаток содержит 20-ЗОЪ диэтиленгликоля и 70-80% сложной смеси аминосоединений при длине углеродного скелета (алкила) от 2 до 12 атомов при содержании общего титруемого азота 9-1И главным .образом аминоэфиров формулы ках снизить содержание дефицитного оксида цинка. Кроме того, это позволяет также в оптимальных дозировках вообще не вводить дефицитную и дорогую стеариновую кислоту в состав смеси, что делает смесь более доступной и экономической. Введение добавки в количестве меньшем 0,5 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука не приводит к прочности, относительному удлинению резин, их сопротивлению раэдиру и тепловому старению, температуростойкости, а введение добавки в количестве большем 5,0 вес.ч. на

100 вес.ч. каучука не оказывает заметного влияния на дальнейшее повы994502

Таблица 1

Предлагаемые

Известные

Состав смесей

2 3

100 100 100 100 100

100

СКС 30 APKM-15 100

100

2,0

3,2

2,0

2,0

Стеариновая кислота

1,5 1,3 1,0

1,5 1,5

Технический углерод ПМ-50

40, 0 41, 2 40, 0 40, 0 40, 0 40, 0 40, 0 40, 0

0,2

Диэтиленгликоль

0,2

2,75 5,0

1,5

0,2 0,5

Таблица 2 г

Опытная смесь

3 4 5 6 7 8

Показатели

Напряжение при 300%-ном удлинении, МПа 6,0

6фЗ 6ф2 6 3

6,1 6,2. 6,4

6,1

Условная прочность, NIIa

18,6 18,0 23,4 26,3 26,8 25,0

17,8 22 0

7,1 8,0

12.,0 12, 3 11,2

7 8 86 .10 4

18,0 14,9 16,0 20,5

23,5 22, 5

23,5

14,6

Относительное удлинение, %

440 450

300 330

320 после теплового стаАльтакс

Сера

Оксид цинка Кубовый остаток производства полиэтиленполи-, амина (ПЭПАкуб.) Кубовый остаток производства морфолина н.у.

100 С после теплового старения 24 ч х х 100 С н.У.

100 С

3,0 2,7 2,4 2,0

2 2, 2 2

5 5 5 3

450 470 490

340 380 400

490 480

400 400

994502

1О

Продолвение табл. 2

Ьпытная смесь

1 1

Показатели

2 3 4 Р б P 8 рения 24 ч х х 100©С 25О

280

280

ЗОО

Сопротивление раздиру, кН/м 43

58,5 59,0 55

45, 3 45, 6 38-, б

21,5 33

20,1

30,5

Таблица 3

Ингредиенты

9 10

60,0

20,0

60,0

60,0

60,0

20,0.60,0 60,0

СКИ- 3

20с О 20с О го,о

20 О

СКМС- 30 APK

СКМС-30 АРКИ-27 20, О 20, 0

20,0

20,0

20,0

20,0

15, О

15 О

15 О

15,0

15, О 15,0

Регенерат РКТ

1,3 1З

1,З

1i3

0,1

О,1

0 3

0 3

5,0 з,о

3,0

3 0

3,0

5,0

6 О

6,0

6,0

6,0

6,0

6,0

2,5

2,5

Канифоль

2,5

2,5

1,о

1,Î

2i0

2 0

1i0

1,0

Неозон Д

1,0 1,0

1,а

1,0

Алрафор

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

Масло ПН-6

4,0

Стеариновая кислота

2,0 2,0

Технический углерод ПМ-50

40,0

40,0

40,0

40,0

40, О 40i 0

0,5

0 5

0,5

0i5

0,5

0,5

Нитрол .й-НДФА о,з о,з а,з о,з о,з

Чодификатор ,РУ-1

1,О

1,о

1,0

1,0

1;0

Сопротивление многократному растяжению при

200%-ом удлинении тыс цик» лов 13,0

Сульфенаьыд Ц

Альтакс

Оксид цинка

Спецбитум

310 . 330 330 320

Предлагавмай

11 12,13 14994502

Предлагаемый

Серийный

Ингредиенты

13 14

12

9 10 11

1- Ц

5,0 5,0

5 0

5,0

5,0

5,0

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5 2,5

1,0

5,0

2,75

0 5

0,2

Состав

11 12 13

Показатели

10

Условное напряжение при 300%-ном удлинении, МПа 8,0

8,2

8,1

8,2

8,2

8i 0

17,1 17,1

20,6

21,3

20,5 21, 2

9,3

10,8

12,4

11,6

11,0

9,1

10,0 10, 4

11,5

13, 3

13,0

12,4

590

600

550

550 н.У. при 100 С

420

420

360

360

320

310. 320

300

290

290

1.4

12

Сопротивление раздиру, кН/м

96

90

80

28,4

39,5

35,6

24,0

16,2

15,8 Сажа БС-120

Сера

Кубовый остаток стадии регенерации производства морфолина

Условная прочность, NlIA н.У при 100 С г. после старения

100 С %72 ч

Относительное удлинение, Ъ после старения

100оС Х 72 ч

Остаточное удлинение, %

Сопротивление многократному растяжению при 200%-ом удлинении, тыс. циклов

580 600

390 .410

Продолжение табл. 3

Таблица 4

994502

Формула изобретения

100

4, 0-20

25-200

0,1-50

Составитель В. Островский

Техред М.Гергель КорректорА .Гриценко

Редактор М.Бандура

Заказ 549/4 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-З5, Раушская наб., д. 4/5

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

Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая вулканиэующую группу, наполнитель, мягчитель и модифицирующую добавку, о тличающаяся тем, что, с целью повьааения прочности, относительного удлинения, сопротивления раздиру, сопротивления тепловому старению и температуростойкости резин 10 иэ данной смеси, последняя содержит в качестве модифицирующей добавки кубовый остаток стадии регенерации дизтиленгликоля производства морфолина, состоящий иэ дизтиленгликоля и 15 аминосоединений с алкилом С - С в соотношении соответственно (20-30).i (70-80 ) при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Ненасыщенный каучук

Вулканиэующая группа

Наполнитель

Мягчитель

Указанная модифицирующая добавка 0 5-5

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Справочник резинщика. М., "Химия", 1971, с. 121.

2. Авторское свидетельство СССР

9 533611, кл. С 08 L 7/00, 1974.3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2832653/23-05, кл. С 08 L 9/06, 1980 (прототип).