ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C08L23/22 C08K13/02 C08L23/22 C08L91/00 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/20 C08K5/09 C08K5/37 C08K5/47 

Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе бутилкаучука.

Известна вулканизуемая резиновая смесь, включающая бутадиенстирольный каучук и сажу в соотношении 100:145 соответственно (Листовая прокладочная резина ГОСТ 7338 68) аналог.

Однако резиновое изделия из данной смеси обладают повышенной эластичностью по отскоку, составляющей при 20^oC 24 28
В технологии резины в сажевых смесях в качестве мягчителя используют масляные и кислые гудроны (Кошелев Ф. Ф. Технология резины, Госхимизд. 1951, с. 139) аналог. Добавки улучшают диспергирование ингредиентов и увеличивают пластичность сырых смесей, что облегчает такие произведенные процессы как шприцевые и каландровые, однако, резина на основе этой смеси имеет сравнительно низкие физико-механические показатели.

Известна резиновая смесь на основе бутилкаучука, включающая стеариновую кислоту, окись цинка углеродную сажу, серу и ускорители вулканизации (Справочник резинщика, М. Химия, 1971, с. 163) прототип.

Однако резина на основе этой смеси имеет сравнительно низкие физико-механические показатели, в частности сопротивление разрыву, относительное удлинение.

Цель изобретения повышение сопротивления разрыву и относительного удлинения резины.

Цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе бутилкаучука, включающая серу, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензтиазол, оксид цинка, стеариновую кислоту и технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 110 м²/г, дополнительно содержит модифицирующую добавку, представляющую собой вязкую массу с температурой размягчения 66^oC, пенетрацией иглы при 25^oC 98 мм, состав, мас. ч.

Кислый гудрон-отход сернокислотной очистки дизельного масла 100
Кремнегельалюминий фторсодержащий отход производства фтористого алюминия
0,1 0,2
Отход мраморопиления 4,7 4,9
при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас. ч.

Бутилкаучук 100
Сера 1,5 2,5
Тетраметилтиурамдисульфид 1,3 1,5
2-Меркаптобензнтиазол 0,65 0,8
Оксид цинка 5,0 6,0
Стеариновая кислота 0,75 2,25
Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 110 м²/г 50,0 55,0
Указанная модифицирующая добавка 0,75 3,0
Для изготовления органоминеральной добавки используют кислый гудрон-отход очистки дизельного масла (ТУ 3030104- 87), содержащий в составе, мас. дизельное масло 46 48, сульфокислота 44 45, серная кислота 8 9, отход производства фтористого алюминия кремнегельалюмининий фторсодержащий (ТУ 6-08-465-81), содержащий в составе, мас. SiO₂ 89,67 95,24; AlF₃ 4,08 9,49; NaSiF₆ 0,68 0,84; отход мраморопиления (ТУ 21 АзССР 84), содержащий в составе, мас. потери при прокаливание 42,1 - 43,7; CaO 53,3 54,0; MgO 0,6 1,5; Al₂O₃ 0,08 0,81; SO₃ и SiO₂ остальное до 100.

Компоненты смешивают при массовом соотношении кислый гудрон: отход производства фтористого алюминия; отход мраморопиления 100: (0,1-0,2): (4,7-4,9). При этом к нагретому до 45 50^oC кислому гудрону вначале добавляют отход производства фтористого алюминия, а затем отход мраморопиления. Смесь перемешивают и выдерживают в течение 24 ч, pH смеси 7. Полученную органоминеральную добавку, представляющую собой вязкую нейтральную массу черного цвета с температурой размягчением 66^oC, пенетрацией иглы при 25^oC 98 мм, дуктильностью при 25^oC 23 см, вводят в известную смесь на основе бутилкаучука. Смесь обрабатывают на вальцах. Условия вулканизации и свойства резины представлены в таблице.

Существенные отличия смеси от прототипа обусловлены природой органоминеральной добавки, выполняющей функции мягчителя и наполнителя входящих в состав резиновой смеси, что и обусловливает достижение поставленной цели.

Пример. Готовят резиновую смесь состава, мас. ч.

Бутилкаучук БК-2045 100
Сера 2,0
Тетраметилтиурамдисульфид 1,3
2-Меркаптобензтиазол 0,65
Оксид цинка 5,0
Стеариновая кислота 1,5
Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 110 м²/г 50,0
Указанная модифицирующая добавка 1,5
В примерах 2 и 4 количество органоминеральной добавки в составе смеси варьируют в минимальном и максимальном пределе соответственно.

Для сопоставления в таблице также приведены данные прототипа и контрольные опыты.

Из приведенных данных видно, что резины на основе предлагаемой смеси имеют преимущества и в сравнении с прототипом характеризуются повышенным сопротивлением разрыва, относительным удлинением.

Кроме того отмечается, что при использовании органоминеральной добавки исключается проявление отрицательных свойств стеариновой кислоты выцветание ее на поверхности невулканизованных смесей, обуславливающие их клейкость.

Изобретение может быть использовано в резиновой промышленности. Цель изобретения: повышение сопротивления разрыву и относительного удлинения резины и достигается за счет дополнительного введения в резиновую смесь на основе бутилкаучука модифицирующей добавки, представляющей собой вязкую массу с температурой размягчения 66^oC, пенетрацией иглы при 25^oC 98 мм, состава, мас. ч. : кислый гидро-отход сернокислотной очистки дизельного масла 100; кремнегельалюминий фторсодержащий отход производства фтористого алюминия 0,1 - 0,2; отход мраморопиления 4,7 - 4,9, при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас. ч.: бутилкаучук 100; сера 1,5 - 2,5; тетраметилтиурамдисульфид 1,3 - 1,5; 2-меркаптобензтиазол 0,65 - 0,8; оксид цинка 5,0 - 6,0; стеариновая кислота 0,75 - 2,25; технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 - 100 м²/г 50,0 - 55,0; указанная модифицирующая добавка 0,75 - 2,25. При этом вулканизаты обладают следующими показателями: сопротивление разрыву 240 - 250/246 - 257, относительное удлинение, % 813-825/801-812, остаточное удлинение, %: 43 - 47/39 - 41 и твердость по ТМ-2, 51-55/58-64 при времени вулканизации, мин 40/120 соответственно. 1 табл.

Вулканизуемая резиновая смесь на основе бутилкаучука, включающая серу, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензтиазол, оксид цинка, стеариновую кислоту и технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 110 м²/г, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит модифицирующую добавку, представляющую собой вязкую массу с температурой размягчения 66^oС, пенетрацией иглы при 25^oС 98 мм состава, мас.ч.

Кислый гудрон отход сернокислотной очистки дизельного масла 100
Кремнегельалюминийфторсодержащий отход производства фтористого алюминия
0,1 0,2
Отход мраморопиления 4,7 4,9
при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.

Бутилкаучук 100
Сера 1,5 2,5
Тетраметилтиурамдисульфид 1,3 1,5
2-Меркаптобензтиазол 0,65 0,8
Оксид цинка 5,0 6,0
Стеариновая кислота 0,75 2,25
Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90 110 м²/г 50,0 55,0
Указанная модифицирующая добавка 0,75 2,25к