ПРОТИВОСТАРИТЕЛЬ И МОДИФИКАТОР АДГЕЗИИ ДЛЯ РЕЗИН Российский патент 1994 года по МПК C08K5/18 C08L9/00 

Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям и модификаторам адгезии.

Известно, что в качестве таких добавок используются различные органические соединения [1] .

Наиболее эффективными противостарителями являются поли-2,2,4- триметил-2-гидрохинолин (ацетонанил Р) и N-фенил-N'-изопропил-п- фенилендиамин (диафен ФП), а в качестве модификатора адгезии используется модификатор РУ-1 - комплексное соединение резорцина с гексаметилентетрамином (уротропином), полученное в присутствии борной кислоты.

Как правило, получение данных соединений является сложным технологическим процессом [2,3] и сопровождается образованием большого количества отходов. В настоящее время все используемые добавки в эластомерах дефицитны, а их недостаток сдерживает развитие резинотехнической и шинной промышленности.

Данное техническое решение позволяет расширить ассортимент противостарителей и модификаторов для эластомеров, устранить загрязнение окружающей среды. Это достигается применением в качестве противостарителя и модификатора адгезии для эластомеров кубового остатка производства дифениламина с температурой размягчения 28-90^оС и содержанием органически связанного азота 3,0-10,0 мас. % , образующегося при дистилляции сырого дифениламина.

Дифениламин получают парофазной каталитической конденсацией двух молекул анилина или жидкофазной каталитической конденсацией анилина с хлоргидратом анилина. После выделения сырой дифениламин очищают дистилляцией. В процессе дистилляции образуется кубовый остаток в количестве 55-80 кг на 1 т дифениламина. Этот отход предоставляет собой многокомпонентную смесь, содержащую первичные и вторичные ароматические амины, гетероциклические соединения, продукты осмоления с температурой размягчения 28-90^оС и содержанием органически связанного азота 3,0-10,0 мас. % . В настоящее время кубовый остаток производства дифениламина выбрасывается в отвал или сжигается.

Поскольку кубовый остаток представляет собой твердый смолистый продукт, для удобства транспортировки и дозировки при использовании на технологических линиях получения эластомеров предлагается предварительное смешение кубового остатка с различными наполнителями для придания ему порошкообразной сыпучей формы. В качестве наполнителя возможно использование каолина, цеолитовой муки, белой сажи, окиси цинка или других добавок, входящих в состав эластомеров.

В научно-технической и патентной литературе информация по использованию кубового остатка дифениламина в качестве противостарителя и модификатора адгезии для эластомера отсутствует.

I. Использование кубового остатка в качестве противостарителя.

Данные табл. 1-3 иллюстрируют использование кубового остатка производства дифениламина в качестве противостарителя при приготовлении стандартных резиновых смесей на основе изопренового каучука СКИ-3; бутадиенметилстирольного каучука СКМС-30-АРКМ-15; бутадиеннитрильного каучука СКН-40.

Резиновые смеси были изготовлены в лабораторном резиносмесителе при температуре 70-80^оС в течение 5-7 мин. Вулканизация образов осуществлялась в прессе при температуре 143^оС.

В примере 1 (табл. 1-3) приведены результаты испытаний в отсутствие противостарителей; в примерах 2-13 - приведены результаты испытаний резиновых смесей с использованием базовых противостарителей - ацетонанила Р, диафена ФП и их композиции; в примерах 14-25 - результаты испытаний резиновых смесей с использованием в качестве противостарителей образцов кубовых остатков производства дифениламина и их композиций с базовыми противостарителями. Как видно из табл. 1-3 (примеры 14-25), условная прочность при разрыве, относительное удлинение, изменения относительного удлинения и условной прочности при разрыве после теплового старения (24 ч при 100^оС), озоностойкость резин с использованием в качестве противостарителя кубового остатка производства дифениламина находятся на уровне соответствующих показателей базовых стандартных смесей (примеры 2-13). В примерах 14-25 (табл. 1-3) в качестве противостарителя использовались различные образцы кубового остатка дифениламина с температурой размягчения в интервале от 28 до 90^оС и содержанием органически связанного азота 3,0-10,0 мас. % .

В примерах 26-29 (табл. 1); 26 (табл. 2); 26, 27 (табл. 3) приведены результаты испытаний в качестве противостарителей порошкообразных смесей, полученных в результате предварительного смешения кубового остатка дифениламина с добавкой наполнителя. Использование наполнителей по сравнению с примерами 15, 17, 20, 23 (табл. 1); 16 (табл. 2); 17, 19 (табл. 3) не ухудшает основных характеристик полученных эластомеров.

II. Использование кубового остатка в качестве модификатора адгезии.

В табл. 4 приведены результаты испытаний кубового остатка в качестве модификатора адгезии (примеры 7-12) в рецептуре прослоечной резиновой смеси 66-102-1 для производства негорючих конвейерных лент вместо модификатора РУ-1.

Использование кубового остатка дифениламина в качестве модификатора адгезии (примеры 7-12) приводит к повышению прочности связи резины с капроном по сравнению с резиной, где в качестве базового модификатора применялся модификатор РУ-1 (табл. 4, примеры 1-6). Применение добавки-наполнителя для предварительного перевода кубового остатка дифениламина в порошкообразную форму (пример 13) не ухудшает его свойств (сравни с примером 8) как модификатора.

III. Использование кубового остатка в качестве модификатора адгезии и противостарителя.

В табл. 5 приведены результаты испытаний кубового остатка в качестве модификатора адгезии и противостарителя одновременно (примеры 7-12). В примерах 1-6 приведены результаты испытаний стандартных образцов с модификатором РУ-1 и противостарителем - ацетонанилом Р. При использовании кубового остатка в рецептуре резиновой смеси 66-177 для производства плоских бесконечных ремней БД (примеры 7-12) прочность связи резины с полиамидными тканями превышает прочность связи для резины, в состав которой входит базовый модификатор - модификатор РУ-1 (примеры 1-6, табл. 5).

При этом условная прочность при разрыве, относительное удлинение, изменение относительного удлинения после теплового старения для опытных образцов (примеры 7-12, табл. 5) находится на уровне показателей образцов, где в качестве противостарителя использовался ацетонанил Р (примеры 1-6, табл. 5). Таким образом, в примерах 7-12 (табл. 5) кубовый остаток дифениламина успешно заменяет сразу две добавки: противостаритель (ацетонанил Р) и модификатор адгезии (модификатор РУ-1). Как показано в примерах 13, 14 (табл. 5), предварительное смешение кубового остатка с добавками-наполнителями и использование в порошкообразной сыпучей форме не ухудшает его свойства как модификатора и противостарителя (по сравнению с примером 10).

Использование кубовых остатков производства дифениламина в качестве противостарителя и модификатора для эластомеров позволяет:
- расширить ассортимент применяемых противостарителей и модификаторов для эластомеров, снизив потребление для этих целей других дефицитных добавок, например ацетонанила Р, диафена ФП, модификатора РУ-1.

- заменяя одновременно противостаритель и модификатор кубовым остатком дифениламина, уменьшить общее количество добавок, вводимых в эластомер, и упростить технологию его получения.

- улучшить экологическую обстановку на производстве дифениламина, исключив захоронение или сжигание кубовых остатков.

- получить большой экономический эффект за счет использования отходов и превращения их в товарные продукты.

Использование: противостаритель и модификатор адгезии для резин. Сущность изобретения: противостаритель и модификатор представляет собой кубок остаток, образующийся при дистилляции дифениламина, с температурой размягчения 28 - 90С и содержанием 3 - 10 мас. % органически связанного азота. Противостаритель и модификатор адгезии для резин может дополнительно содержать наполнитель. Использование кубовых остатков производства дифениламина позволяет расширить ассортимент применяемых противостарителей и модификаторов и улучшить экологическую обстановку на производстве дифениламина. 1 з. п. ф-лы, 5 табл.

1. ПРОТИВОСТАРИТЕЛЬ И МОДИФИКАТОР АДГЕЗИИ ДЛЯ РЕЗИН, представляющий собой кубовый остаток, образующийся при дистилляции дифениламина, с температурой размягчения 28 - 90^oС и содержанием 3 - 10 мас. % органически связанного азота. 2. Противостаритель и модификатор по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наполнитель.