СТАБИЛИЗАТОР ДЛЯ РЕЗИН НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННЫХ КАУЧУКОВ Российский патент 1998 года по МПК C08K5/13 C08K5/13 C08L9/00 

Изобретение относится к стабилизаторам для резин на основе ненасыщенных каучуков и может быть использовано в резиновой промышленности.

Известен стабилизатор для резин на основе ненасыщенных каучуков, представляющий собой полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (Справочник "Вспомогательные вещества для полимерных материалов", М., Химия, 1966, С. 26).

Известный стабилизатор является наиболее близким по технической сущности и принят в качестве прототипа.

Недостатками известного стабилизатора являются: высокая стоимость и недостаточно эффективная защита резин на основе ненасыщенных каучуков от теплового и озонного старения.

Задачей изобретения является расширение арсенала эффективных средств защиты резин от теплового и озонного старения, а также снижение стоимости стабилизатора.

Техническая задача решается тем, что стабилизатор для резин на основе ненасыщенных каучуков, содержащий полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина, дополнительно содержит продукт в виде смеси ди- и три-трет-бутилфенолов в соотношении, мас.%:
2,6-ди-трет-бутилфенол - 5 - 20
2,4-ди-трет-бутилфенол - 10 - 15
2,4,6-три-трет-бутилфенол - 70 - 80
при этом компоненты стабилизаторов взяты в следующем соотношении, мас.%:
полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина - 30 - 70
указанный продукт - 30 - 70
Использование изобретения позволяет расширить арсенал эффективных средств защиты резин от теплового и озонного старения и снизить его стоимость.

Смесь ди- и три-трет-бутилфенолов является кубовым остатком производства 2,6-ди-трет-бутилфенола, см. книга "Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов", авторы Горбунов Б.Н., Гурвич Я.А., Маслова И.П., Изд. М., Химия, 1981, с. 201 - 206. Состав кубового остатка производства 2,6-ди-трет-бутилфенола установлен хроматографическим путем и масспектроскопией на приборе Jnson 50В и представляет собой смесь следующего состава, мас.%:
2,6-ди-трет-бутилфенол - 5 - 20
2,4-ди-трет-бутилфенол - 10 - 15
2,4,6-три-трет-бутилфенол - 70 - 80
Стабилизаторы получают путем сплавления сополимера 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина с продуктом в виде смеси ди- и три-трет-бутилфенолов в реакторе с мешалкой при температуре 90 - 100^oC с последующим их охлаждением и измельчением.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

В смеситель емкостью 200 л с мешалкой загружают 70 кг продукта A, нагревают до 90^oC и при перемешивании порциями (по 15 кг) вводят 30 кг полимера 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина, перемешивание ведут при 90^oC в течение 30 минут, а затем выгружают, охлаждают и измельчают.

Полученный стабилизатор используют в резинах на основе ненасыщенных каучуков для защиты от теплового и озонного старения.

Примеры 2, 3, 4 аналогичны примеру N 1.

Пример 5.

В смеситель емкостью 200 л с мешалкой загружают 50 кг продукта A, нагревают до 100^oC и при перемешивании порциями (по 10 - 15 кг) вводят 50 кг полимера 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина, перемешивание ведут при 100^oC в течение 30 минут, а затем выгружают, охлаждают и измельчают и прессуют в резинах.

Примеры 6, 7, 8 аналогичны примеру 5.

Составы стабилизаторов представлены в таблице 2.

Полученные стабилизаторы по примерам 1 - 8 используют в резинах на основе ненасыщенных каучуков: изопренового, бутадиенового, бутадиен-стирольного в качестве средства защиты резин от теплового и озонного старения.

Физико-механические испытания резин:
упругопрочностные свойства резин при растяжении при нормальных условиях и при температуре 100^oC (температуростойкость) и после теплового старения (100^oC, 48 и 72 часа) по ГОСТ 270-75;
усталостная выносливость при многократном растяжении по ГОСТ 201-79;
многократный изгиб по ГОСТ 9983-74;
эффективность защитного действия стабилизаторов в качестве антиозонантов оценивается измерениями времени до появления первых трещин и константной скорости роста трещин в среде озона при концентрации 5 • 10^-5 - 5 • 10^-4 об. % при статической деформации 15 - 20% в течение 6 - 8 часов, ГОСТ 9.026-74 "Метод ускоренного испытания на стойкость к озонному старению";
коэффициент сохранения прочности после теплового и озонного старения определяют как отношение прочности после старения резин к прочности резин до старения.

Данные по свойствам резин на основе изопренового каучука СКИ-3 с использованием стабилизаторов по примерам 1 - 8 и контрольные примеры с использованием продуктов в виде смеси ди- и три-трет-бутилфенолов приведены в таблице 3.

Резиновая смесь на основе изопренового каучука СКИ-3 имеет следующий состав, мас.ч.:
Каучук СКИ-3 - 100
Сера - 2,0
Оксид цинка - 4,0
Стеариновая кислота - 2,0
Сульфенамид М - 1,5
N-нитрозодифениламин - 0,7
Канифоль - 1,0
Кумарон-инденовая смола - 2,0
Масло ПН-6Ш - 8,0
Технический углерод П-234 - 52,0
Стабилизатор - 2,0
Резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе в одну стадию и вулканизуют в оптимуме 25 мин при 143^oC.

В таблице 4 приведены данные по свойствам резин на основе смеси: изопренового СКИ-3, бутадиенового СКД и бутадиен-стирольного СКМС-30 АРКМ-15 каучуков с использованием стабилизаторов по примерам 1 - 8.

Резиновая смесь на основе изопренового, бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков имеет следующий состав, мас.ч.:
Каучук СКИ-3 - 50,0
Каучук СКД - 30,0
Каучук бутадиен-стирольный СКМС-30 АРКМ-15 - 20,0
Сера - 1,8
Сульфенамид М - 1,5
Оксид цинка - 5,0
Стеариновая кислота - 2,0
Сантогард PVJ - 0,2
Канифоль - 1,0
Кумарон-инденовая смола - 1,5
Технический углерод П-245 - 50,0
Масло ПН-6Ш - 10,0
Микровоск - 2,0
Диафен ФП - 1,0
Стабилизатор - 1,5 - 3,0
Резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе в две стадии и вулканизуют в оптимуме 20 мин при 151^oC.

В таблице 5 приведены данные по свойствам резин на основе смеси: изопренового и бутадиенового каучуков с использованием стабилизаторов по примерам 1 - 8.

Резиновая смесь на основе изопренового и бутадиенового каучуков имеет следующий состав, мас.ч.:
Каучук СКИ-3 - 50,0
Каучук СКД - 50,0
Сера - 1,6
Сульфамид Ц - 0,7
Оксид цинка - 4,0
Стеариновая кислота - 2,0
Фталевый ангидрид - 0,5
Стирол-инденовая смола - 3,0
Октофор N - 1,0
Масло ПН-6Ш - 13,0
Техуглерод П-514 - 58,0
Микровоск - 3,0
Диафен ФП - 2,0
Стабилизатор - 2,0
Резиновые смеси устанавливают в резиносмесителе в две стадии и вулканизуют в оптимуме 30 мин при 151^oC.

Результаты испытаний показали, что заявляемый объект расширяет арсенал эффективных средств защиты резин от теплового и озонного старения. Использование в составе стабилизатора смеси ди- и три-трет-бутилфенолов снижает его стоимость примерно на 20%, при этом озоностойкость резин возрастает на 6 - 9%, а теплостойкость на 2,5 - 6,0% при сохранении деформационно-прочностных свойств резин.

Стабилизатор для резин содержит полимер 2,2,4-триметил-1,2,-дигидрохинолина - 30-70 мас. % и продукт в виде смеси ди- и три-трет-бутилфенолов - 30-70 мас. % . Компоненты смеси в продукте содержатся в соотношении, мас.%: 2,6-ди-трет-бутилфенол - 6-20, 2,4-ди-трет-бутилфенол - 10-15, 2,4,6-три-трет-бутилфенол - 70-80. Стабилизатор позволяет расширить ассортимент средств защиты резин от теплового и озонового старения, снизить его стоимость, 2-3 мас.ч. стабилизатора вводят в резиновую смесь на основе ненасыщенных каучуков СКИ-3, СКД и СКМС - 30 АРКМ-15, 5 табл.

Стабилизатор для резин на основе ненасыщенных каучуков, содержащий полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина, отличающийся тем, что он дополнительно содержит продукт в виде смеси ди- и три-трет-бутилфенолов в соотношении, мас.%:
2,6-ди-трет-бутилфенол - 5 - 20
2,4-ди-трет-бутилфенол - 10 - 15
2,4,6-три-трет-бутилфенол - 70 - 80
при этом компоненты стабилизатора взяты в следующем соотношении, мас.%:
Полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина - 30 - 70
Указанный продукт - 30 - 70р