РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 1995 года по МПК C08L23/16 C08K13/02 C08L23/16 C08L79/06 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/20 C08K5/14 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе этиленпропиленового каучука, которая может применяться в условиях воздействия температур до 150^оС.

Известно, что для изготовления резинотехнических изделий, эксплуатирующихся при воздействии атмосферного воздуха, пара и горячей воды широко применяются резиновые смеси на основе этиленпропиленового каучука, например резина 51-1481.

Состав резиновой смеси и свойства вулканизатов приведены в табл. 1.

Из приведенных в табл. 1 свойств резины марки 51-1481 видно, что ее упругопрочностные свойства существенно уменьшаются (до 40%) при старении на воздухе за 72 ч и температуре 150^оС, что не удовлетворяет требованиям машиностроения.

Наиболее близкой по технической сущности и решаемой задаче является резиновая смесь на основе СКЭП-40, содержащая в качестве термостабилизатора продукты конденсации диафена НН с однохлористой серой следующего состава, мас. ч. СКЭ-40 100 Сера 0,4 Оксид цинка 3,0 Пероксид кумила 3,0 Техуглерод П-803 50,0
Продукт конденсации
диафена НН с однохло- ристой серой 2,0.

Однако указанная резиновая смесь имеет недостаточную стойкость к термоокислительному старению на воздухе при высоких температурах (табл. 3), что затрудняет применение ее для изготовления уплотнителей, длительно эксплуатирующихся при температурах до 150^оС.

Целью изобретения является повышение термоокислительной стабильности резин на основе этиленпропиленового каучука при воздействии воздуха и повышенных температур (до 150^оС), оцениваемой коэффициентом старения по прочности при растяжении.

Цель достигается тем, что резиновая смесь, включающая этиленпропиленовый каучук, серу, органический пероксид, оксид цинка, технический углерод и термостабилизатор, содержит в качестве термостабилизатора олигомерный продукт конденсации меламина с однохлористой серой, имеющий общую формулу:
HHN- где n 6-12 и дополнительно оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Этиленпропиленовый каучук СКЭП-40 100 Сера 0,3-0,4 Оксид цинка 3-6 Оксид магния 7-15 Пероксимон Г-40 5-7 Техуглерод П-803 60-90
Олигомерный продукт
конденсации меламина с
однохлористой серой ука- занной общей формулы 0,8-1,5
Пероксимон Г-40 смесь мета и пара-изомеров ди(третбутилпероксипропилбензола. Пероксид кумила и пероксимон Г-40 взаимозаменяемы.

В последнее время пероксид кумила исключен из производства в связи с выделением токсичного ацетофенола при его разложении. Синтез олигомерного продукта конденсации осуществляют в лабораторных условиях следующим способом:
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 0,1 М меламина (12,6 г). При непрерывном перемешивании в колбу добавляют 0,1 М однохлористой серы (S₂Cl₂) 13,5 г. Плотность S₂Cl₂ при 20^оС составляет 1,673 г/см³. Реакцию проводят в среде индифферентного растворителя (бензола) при 80-82^оС и соотношении S₂Cl₂ и бензола 1 5. Реакцию проводят до полного прекращения выделения хлористого водорода (100 ч). По окончании реакции осадок отфильтровывают и промывают несколько раз бензолом, затем горячей водой (до отрицательной реакции на ион хлора; проба с AgNO₃). Полученный порошок просушивают при 100^оС ± 5^оС до постоянного веса.

Полученный продукт представляет собой неразделимую смесь олигомеров с n элементарных звеньев 6-12. Молекулярная масса 1130-2260. Элементарный состав, С 18,63; Н 3,14; N 41,30; S 36,23. Т_пл. 335-340^оС. ИК-спектры: 550-450 см^-1 (-S-S-группы); 1640-1560 см^-1(-NH₂-группы).

Реакцию получения полидисульфидмеламина описывают уравнением

Изобретение иллюстрируют примеры, представленные в табл. 2.

В резиновую смесь на основе этилен-пропиленового каучука в качестве термостабилизатора вводят олигомерный продукт конденсации меламина с однохлористой серой в количествах 0,5; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Для сравнения берут резиновую смесь марки 51-1481 (аналог) и смесь, содержащую в качестве термостабилизатора продукт конденсации стабилизатора диафена НН с однохлористой серой (прототип). Резиновые смеси изготавливают на вальцах и вулканизуют в прессе при 170^оС в течение 15 мин. Свойства вулканизатов представлены в табл. 3.

Использование: резиновая промышленность, в условиях воздействия температур до 150°С. Сущность изобретения: изготавливают резиновую смесь на основе СКЭП-40 с термостабилизатором. Термостабилизатор - олигомерный продукт конденсации меламина с однохлористой серой. Резиновая смесь имеет следующий состав, мас. ч. : СКЭП- 40 100; сера 0,3 - 0,4; оксид цинка 3 - 6; оксид магния 7 - 15; термостабилизатор 0,8 - 1,5; пероксимон-40 5 - 7; технический углерод 60 - 90. Вулканизацию проводят в прессе при 170°С 15 мин. Характеристика вулканизата после старения 10 сут: условное напряжение при 100% -ном удлинении 4,9 - 5,8 МПа; условная прочность при растяжении 8,9 - 10,2 МПа; относительное удлинение при разрыве 100 - 320; остаточная деформация после разрыва 0 - 8%; твердость по Шору 70 - 84 ед.; набухание в бензоле 60 - 70%; коэффициент старения по прочности 0,73 - 0,95, по относительному удлинению 0,63 - 1,17%. 4 табл.

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ, включающая этиленпропиленовый каучук, серу, органический пероксид, оксид цинка, технический углерод и термостабилизатор, отличающаяся тем, что смесь содержит в качестве термостабилизатора олигомерный продукт конденсации меламина с однохлористой серой, имеющий общую формулу

где n 6- 12,
и дополнительно оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Этиленпропиленовый каучук 100
Сера 0,3 0,4
Оксид цинка 3 6
Оксид магния 7 15
Органический пероксид 5 7
Технический углерод 60 90
Указанный термостабилизатор 0,8 1,5