ДОБАВКА К РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ Российский патент 2006 года по МПК C08L27/06 C08L21/00 C08K3/24 C08K5/53 C08K5/10 

Изобретение относится к области создания материала, применяемого как добавка к резиновой смеси, содержащей серу в качестве вулканизующего агента.

Известна добавка к резиновой смеси на основе сложных эфиров [Продукция компании "DOG", Каучук и резина, №3, 2002 г.]. Однако данная добавка не повышает физико-механические показатели вулканизатов из резиновой смеси.

Наиболее близким решением является добавка к резиновой смеси на основе сложного эфира и хлоридов цинка и кадмия [SU 1010083 А, Бюл. №13, 1983 г.]. Однако данная добавка или плохо распределяется в резиновой смеси (с хлоридом кадмия), или теряет свою активность в процессе хранения (с хлоридом цинка), и кроме этого она не уменьшает запах вулканизатов.

Цель изобретения - создать добавку к резиновой смеси, содержащей серу в качестве агента вулканизации, которая устойчива при хранении, уменьшает запах вулканизатов из резиновой смеси и повышает их физико-механические показатели.

Поставленная цель достигается тем, что добавка, вводимая в резиновую смесь в количестве от 0,5 до 20,0 массовых частей на 100,0 массовых частей каучука, имеет следующий состав в % по массе:

1. Соль или смесь солей двухвалентного железа, кадмия, меди, никеля, кобальта, олова, свинца и цинка в виде бромида, нитрата, сульфата или хлорида10-402. Комбинация органического эфира или смеси эфиров с полигликолем или полигликолями с температурой их кипения не ниже 150°С и при соотношении эфир:полигликоль от 1:4 до 4:110-253. Поливинилхлорид20-554. Остальное, при необходимости по отдельности или в виде смеси - стеарин, каолин, или аэросил0-45

Пример 1. Изготавливаем резиновую смесь следующего состава:

СКИ-3 - 100,0; оксид цинка - 3,0; стеарин - 2,0; ацетонанил - 2,0; диафен ФП - 1,0; техуглерод П 324 - 40,0; сера - 2,5; альтакс - 1,5; добавка от 0 до 20,0. Состав добавки приведен в таблице 1, содержание добавки в резиновой смеси и физико-механические показатели вулканизатов приведены в таблице 2. Добавка №6 (предлагаемая) и добавка №13 (прототип) вводились в резиновую смесь сразу после ее изготовления (*) и после 6-месячного их хранения (**).

Из приведенных данных видно, что в процессе хранения известной добавки она полностью теряет свои свойства, а физико-механические показатели вулканизатов с данной добавкой даже ниже, чем из смеси без добавки, в то время как предлагаемая добавка полностью сохранила свою активность.

Пример 2. Изготавливаем резиновую смесь следующего состава:

СКМС-30АРКМ-15 - 60,0; СКИ-3 - 40,0; оксид цинка - 3,0; стеарин - 1,0; диафен - 0,5; ацетонанил - 2,0; сера - 2,2; сульфенамид - 0,6; альтакс - 1,2; наполнитель - 40,0; добавка №6 (см. таблицу 1) - 0 или 30. В качестве наполнителя смесь №1 содержала П 324 без добавки, №2 - П 324 с добавкой, №3 - П 514 с добавкой, №4 - П 702 - с добавкой, №5 - комбинацию П 324 - 20,0 и 20,0 мела, №6 - комбинацию П 324 (20,0) и Т-900 (20,0), где П 324, П 514, П-702 - технический углерод разных марок.

В таблице 3 приведены физико-механические показатели вулканизатов из данной смеси. Из приведенных данных видно, что вулканизаты из смеси с добавкой превосходят по упругопрочностным свойствам вулканизаты без добавки, даже в случае 50% замены активного наполнителя на неактивный.

Пример 3. Изготавливаем резиновую смесь следующего состава:

БНКС-18АМН - 100,0; оксид цинка - 3,0; ацетонанил - 3,0; П 514 - 50,0; ДБФ - 12,0; сера -1,0; сульфенамид Ц - 2,0; альтакс - 2,2; добавка 0 или 4,0. Добавка, вводимая в резиновую смесь, имела следующий состав: диэтиленгликоль - 5,0; дибутилфталат - 10,0; соль - 35,0; поливинилхлорид - 50,0. В резиновую смесь №1 добавки в качестве соли содержала ZnCl₂; №2 - ZnNO₃ 6Н₂О; №3 - ZnSO₄ 7H₂O; №4 - ZnBr₂, а смесь №5 - добавку не содержала. В таблице 4 приведены физико-механические показатели вулканизатов. Из приведенных данных видно, что предлагаемая добавка уменьшает или устраняет характерный для вулканизатов запах и увеличивает их твердость, условную прочность при разрыве, напряжение при заданном удлинении, снижает набухание вулканизатов в углеводородах и уменьшает остаточную деформацию.

Таблица 1.Состав добавок к резиновой смеси, % по массе№ п/пНаименование материаловПредлагаемая добавкаПрототип123456*78910111213*1Соль             SnCl₂ 2H₂O        3010   CoCl₂ 6Н₂O20          10 CdCl₂ 40       10   CuCl₂ 2H₂O  20      1010  NiCl₂   20       10 PbCl₂    30     10  ZnCl₂     40 10  101080FeCl₂ 4H₂O      30      2Полигликоль             Диэтиленкликоль10     10 15101510 Глицерин 1020 1510 5     ПЭГ-115¹   5  10555   3Эфир             Дибутилфталат15  201015 15510101520Полиэфир ПДА-400 10           Эфир ЛЗ-7  5          Дибутилфосфат      5      4Поливинилхлорид354055304535402045454545 5Остальное              Стеарин10  1510 520      Каолин   10   25      Аэросил 17510            ¹ - полиэтиленгликоль; * - добавки применялись сразу после изготовления и после 6 месяцев хранения.

Таблица 3Физико-механические показатели вулканизатовПоказатели№ варианта1234561. Твердость по ИСО, усл. ед.6367666562652. Условная прочность при разрыве, МПа17,420,218,418,017,316,83. Напряжение при 300% удлинении, Кн/м10,812,711,811,711,611,74. Показатели после старения в воздухе 100°×72 ч.      твердость, усл. ед.737272716771прочность, МПа16,719,817,017,116,516,6остаточная деформация при 25% сжатии, %22,919,619,318,016,017,0Таблица 4Физико-механические показатели вулканизатовПоказатели№ варианта123451. Твердость по ИСО, усл. ед.67636165582. Прочность, МПа13,8  13,913,53. Относительное удлинение, %4906006305506804. Напряжение при 300% удлинении, Кн/м9,68,47,99,17,05. Изменение объема в смеси изооктан : толуол (70:30), %689093871066. Температура хрупкости, °С57565656557. Наличие запаха у вулканизата-+-+-+-++

Настоящее изобретение относится к получению резиновой смеси, содержащей серу в качестве вулканизующего агента и конкретно касается добавки к резиновой смеси, улучшающей ее потребительские свойства. Добавка к резиновой смеси содержит соль или смесь солей двухвалентного железа, кадмия, меди, никеля, кобальта, олова, свинца и цинка в виде бромида, нитрата или хлорида (10-40 мас.%), комбинацию органического эфира или эфиров с полигликолем или полигликолями, с температурой их кипения не ниже 150°С и при соотношении эфир : полигликоль от 1:4 до 4:1 (10-25 мас.%), поливинилхлорид (20-55 мас.%) и при необходимости стеарин, каолин или аэросил, взятые по отдельности или в виде смеси (0-45 мас.%). Введение данной добавки в резиновую смесь уменьшает запах вулканизатов из резиновой смеси и повышает одновременно физико-механические свойства вулканизатов. 4 табл.

Добавка к резиновой смеси, содержащей серу в качестве вулканизующего агента, включающая соль или смесь солей двухвалентного железа, кадмия, меди, никеля, кобальта, олова, свинца и цинка в виде бромида, нитрата или хлорида, комбинацию органического эфира или эфиров с полигликолем или полигликолями, с температурой их кипения не ниже 150°С и при соотношении эфир:полигликоль от 1:4 до 4:1, поливинилхлорид и, при необходимости, стеарин, каолин или аэросил, взятые по отдельности или в виде смеси, при следующем соотношении компонентов добавки, мас.%:

Соль или смесь солей

двухвалентного железа,

кадмия, меди, никеля,

кобальта, олова,

свинца и цинка в виде бромида,

нитрата или хлорида 10-40

Комбинация органического эфира

или эфиров с полигликолем

или полигликолями с температурой

их кипения не ниже 150°С

и при соотношении эфир: полигликоль

от 1:4 до 4:1 соответственно10-25Поливинилхлорид20-55Стеарин, каолин или аэросил0-45