РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 1995 года по МПК C08L23/28 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/30 C08K5/09 C08K5/37 C08K5/40 

Изобретение касается получения резиновой смеси на основе хлорбутилкаучука (ХБК), изделия из которой могут найти широкое применение в производстве шин и резинотехнических изделий (РТИ) различного назначения.

Известна резиновая смесь на основе ХБК, включающая стеариновую кислоту, серу, 2-меркаптобензтиазол, тетраметилтиурамдисульфид, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-110 м²/г (К 354) и сульфид кадмия, резины из которой обладают наилучшим сочетанием свойств.

Однако резины из известной резиновой смеси имеют недостаточное сопротивление многократному растяжению.

Из описанных в литературе резиновых смесей на основе ХБК, используемых для изготовления шин и РТИ, по составу компонентов наиболее близкой к предлагаемой является резиновая смесь на основе ХБК, включающая стеариновую кислоту, серу, 2-меркаптобензтиазол, тетраметилтиурамдисульфид, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-110 м²/г и сульфид кадмия, например в соотношении, мас.ч.: 100:3:2:0,65:1,3:50:10.

Однако резины из такой резиновой смеси (прототип) имеют недостаточное сопротивление многократному растяжению.

Цель изобретения - повышение сопротивления многократному растяжению резин из данной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе хлорбутилкаучука, включающая стеариновую кислоту, серу, тетраметилтиурамсульфид, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-110 м²/г, сульфид металла и органическое соединение с меркаптогруппой, в качестве сульфида металла содержит дисульфид молибдена и в качестве органического соединения с меркаптогруппой - 2-меркаптоимидазолин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Хлорбутилкаучук 100 Стеариновая кислота 2,5-3,5 Сера 1,8-2,2
Тетраметилтиурам- дисульфид 1,1-1,5
Технический углерод
с удельной геометри-
ческой поверхностью 90-110 м²/г 40-60 Дисульфид молибдена 7-20 2-Меркаптоимидазолин 0,5-0,8
Характеристика компонентов резиновых смесей.

Хлорбутилкаучук (ХБК, ТУ 38.403.54-80): содержание связанного хлора 1,2%, противостарителя 0,15%, летучих при 105^оС не более 0,3%, влаги не более 0,25% , золы не более 0,35%; вязкость по Муни при 100^оС 55-65 усл.ед., плотность 920 кг/м³.

Стеариновая кислота (ГОСТ 6484-64): температура застывания 53-58^оС, плотность 960 кг/м³.

Сера (ГОСТ 127-76): содержание основного вещества не менее 99,5%, воды не более 0,5%, марганца не более 0,001%, меди не более 0,001%, золы не более 0,2%; температура плавления 114^оС.

2-Меркаптобензтиазол (ГОСТ 739-74): содержание основного вещества не менее 95%, воды не более 0,5%, золы не более 0,2%; остаток после просева на сите N 014К не более 0,15%, температура плавления не более 174^оС, плотность 1500 кг/м³.

Тетраметилтиурамдисульфид (ГОСТ 740-76): содержание основного вещества не менее 98%, воды не более 0,5%, золы не более 0,3%; остаток после просева на сите N 014К не более 0,15%, температура плавления 140-145^оС, плотность 1290-1400 кг/м³.

Технический углерод (К 354, ГОСТ 7885-86): удельная геометрическая поверхность 90-110 м²/г, рН водной суспензии 3,7-4,5, потери массы при 105^оС не более 1,5% , зольность не более 0,05%, остаток после просева на сите N 014К не более 0,004%, плотность 1800 кг/м³.

Сульфид кадмия (ТУ 6-09-3750-84): содержание основного вещества 98-99%, влаги 0,1-0,3%; температура плавления 1475^оС, плотность 4800 кг/м³.

Дисульфид молибдена (ТУ 48-19-133-85): содержание основного вещества 98-99% , влаги не более 0,1%, остаток после просева на сите N 014К не более 0,01%, температура плавления 1185^оС, плотность 4800 кг/м³.

2-Меркаптоимидазолин (2-МИ, ТУ 6-14-261-78): содержание 2-МИ 98-99,5%, влаги 0,1-0,4%, остаток после просева на сите N 014К не более 0,15%, температура плавления 194-196^оС, плотность 1430 кг/м³.

Состав резиновых смесей и свойства резин из них, полученных в оптимальных условиях (вулканизация при 153^оС в течение 60 мин), приведены в табл.1 и 2.

Как видно из приведенных в табл.2 данных, введение в резиновую смесь-прототип 1 дисульфида молибдена и 2-МИ вместо применяемых в этой известной смеси N 1 сульфида кадмия и 2-меркаптобензтиазола позволяет значительно повысить сопротивление многократному растяжению резин из данных опытных резиновых смесей (в 8-8,8 раза) при лучшем уровне физико-механических свойств этих опытных резин по рецептуре N 2-6 по сравнению с резиной-прототипом N 1. Оптимальная дозировка дисульфида молибдена 7-20 мас.ч., 2-МИ 0,5-0,8 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Дальнейшее увеличение дозировки этих и других ингредиентов опытных резиновых смесей более максимальной оптимальной дозировки их сильно понижает (ухудшает) сопротивление многократному растяжению резины из этой смеси (табл.2, опытная контрольная резина по рецептуре N 8 в сравнении с опытной резиной N 6). При дозировке всех этих ингредиентов опытных резиновых смесей ниже минимальной оптимальной дозировки их не позволяет достичь поставленной цели изобретения: все физико-механические свойства такой резины намного хуже свойств даже резины-прототипа N 1 либо одинаковы с ними (табл.2, опытная контрольная резина по рецептуре N 7 в сравнении с опытной резиной по рецептуре N 5 и резиной-прототипом N 1).

Использование: производство шин и резинотехнических изделий различного назначения. Сущность изобретения: резиновая смесь содержит, мас.ч.: хлорбутилкаучук 100, стеариновая кислота 2,5 - 3,5, сера 1,8 - 2,2, тетраметилтиурамдисульфид 1,1 - 1,5, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 - 110 м²/г 40 - 60, дисульфид молибдена 7 - 20 и 2-меркаптоимидазолин 0,5 - 0,8. Характеристика резин: прочность при растяжении 18,3 - 21,6 МПа, модуль при 100%-ном удлинении 2,4 - 3,5 МПа, относительное удлинение 500 - 600%, остаточное удлинение 10 - 16%, твердость 65 - 70 ед. Шор А, сопротивление многократному растяжению при ε=0,4 εp 885 - 970 тыс.циклов; после старения (125°С, 5 сут.) прочность при растяжении 79 - 88% от исходной, относительное удлинение 93 - 98% от исходного. 2 табл.

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе хлорбутилкаучука, включающая стеариновую кислоту, серу, тетраметилтиурамдисульфид, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 - 110 м²/г, сульфид металла и органическое соединение с меркаптогруппой, отличающаяся тем, что, с целью повышения сопротивления многократному растяжению резин из данной смеси, она в качестве сульфида металла содержит дисульфид молибдена и в качестве органического соединения с меркаптогруппой - 2-меркаптоимидазолин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Хлорбутилкаучук - 100
Стеариновая кислота - 2,5 - 3,5
Сера - 1,8 - 2,2
Тетраметилтиурамдисульфид - 1,1 - 1,5
Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 - 110 м²/г - 40 - 60
Дисульфид молибдена - 7 - 20
2-Меркаптоимидазолин - 0,5 - 0,8