ПРОТИВОСТАРИТЕЛЬ ДЛЯ РЕЗИН Российский патент 2007 года по МПК C08K5/18 C08L9/00 C08K13/02 

Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям, и может быть использовано в резиновой промышленности.

Известен противостаритель вулканизатов каучуков - полианилин (поли-п-фениленаминимин) (Патент РФ №2246506, кл. С08L 9/00; Опубл. 20.02.2005).

Однако данный противостаритель характеризуется сложностью в изготовлении.

Известен N-фенил-м-феноксифенилметанимин в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков (Патент РФ №2116999, кл. С07С 251/24; Опубл. 10.08.1998).

Однако данный противостаритель незначительно повышает физико-механические свойства вулканизатов и характеризуется сложностью в изготовлении.

Известен противостаритель и модификатор адгезии для резин, представляющий собой кубовый остаток, образующийся при дистилляции дифениламина (Патент РФ №2011663, кл. С08K 5/18; Опубл. 30.04.94).

Однако данный противостаритель необходимо предварительно смешивать с различными наполнителями, что усложняет технологию изготовления резиновой смеси.

Наиболее близким к изобретению по назначению является N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин (диафен ФП) (ТУ 2492-002-05761637-99).

Однако получение данного противостарителя является сложным технологическим процессом и сопровождается образованием большого количества отходов. Кроме того, указанный противостаритель является дефицитным и одним из основных его недостатков является высокая летучесть при повышенных температурах.

Задача: разработка противостарителя для резин, обеспечивающего улучшение физико-механических показателей вулканизатов на основе различных каучуков, утилизация отхода производства анилина.

Техническим результатом является расширение ассортимента противостарителей и улучшение физико-механических показателей вулканизатов на основе различных каучуков, утилизация отхода производства анилина.

Поставленный технический результат достигается тем, что противостаритель для резин, представляющий собой продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч., полученный в результате синтеза при температуре 150°С в течение 5 часов при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола ЭД-20 - 100,0, кубовые отходы производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч. - 50,0.

При использовании в качестве противостарителя для резин продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина (КПА) в массовом соотношении 100:50 повышаются физико-механические свойства вулканизатов на основе различных каучуков. При изменении соотношения компонентов противостарителя он становится вязким, что затрудняет его введение в резиновую смесь, при этом снижаются физико-механические свойства вулканизатов на основе резиновой смеси.

Противостаритель для резин (КПА-50) с температурой плавления 77°С получают прямым взаимодействием эпоксидной диановой смолы ЭД-20 с кубовыми отходами производства анилина в массовом соотношении 100:50, синтез осуществляется при 150°С в течение 5 часов. Противостаритель для резин представляет собой хрупкие гранулы неправильной формы и является дешевым веществом, так как КПА являются отходами, образующимися при производстве анилина (ТР производства анилина ЗАО "Оргсинтез" г.Волжский, стадия выделения товарного анилина). КПА представляют собой (мас.ч.): анилин - 15-18, циклогексиламин - 0-10, толуидин - 2-4, гидрооксид натрия - 1-3, дифениламин - 3-20, метафенилдиамин - 1-3, о-,n-аминофенол - 1-6, высокомолекулярные смолистые вещества - 6-45.

Свойства противостарителя для резин приведены в таблице 1.

Температуру плавления определяли по ГОСТ 18995.4.

Массовую долю золы определяли по ГОСТ 21119.10.

Противостаритель (КПА-50) для резин вводят в сырые резиновые смеси на основе различных синтетических каучуков. Рецептуры резиновых смесей приведены в таблице 2.

Пример приготовления резиновой смеси.

Резиновые смеси готовят на вальцах при температуре валков 65-70°С. Продолжительность смешения 25-35 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 130-155°С в течение 25-35 минут.

В таблице 3 приведены сравнительные физико-механические показатели вулканизатов на основе резиновых смесей, рецептуры которых приведены в таблице 2. Из таблицы 3 видно, что использование КПА-50 в различных резиновых смесях в качестве противостарителя улучшает основные характеристики вулканизатов.

Резины испытывают на стойкость к старению при температурах 100°С в течение 24 ч в соответствии с ГОСТ 9.024. - 74. Физико-механические свойства - относительное удлинение, остаточное удлинение, условная прочность при растяжении определяют в соответствии с ГОСТ 270-75. Стойкость резин к действию озона определяют в соответствии с ГОСТ 9.026-74.

Таблица 1Наименование показателейДиафен ФПКПА-50Температура плавления, °С7177Массовая доля летучих, %0,200,11Массовая доля золы, %0,250,18Относительная летучесть, %1,990,21

Таблица 2Компоненты смесиСодержание компонентов смеси в композициях, мас.ч.123456Каучук бутадиен-метилстирольный СКМС-30АРКМ-1590,090,0----Каучук бутадиеновый СКД10,010,0----Каучук бутадиеннитрильный БНКС-18АМН--20,020,0--Каучук бутадиеннитрильный БНКС-28АМН--80,080,080,080,0Каучук бутадиениитрильный БНКС-40АМН----20,020,0Перкадокс 14-40 Перекись дикумила6,56,5----Сера0,50,5----Оксид цинка2,82,85,05,03,03,0Воск 3В-П1,41,44,04,01,01,0Ацетонанил Н Поли-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин1,01,03,03,02,02,0Полиэтиленоксид 40002,82,8----Кальцийнафт СаО в смеси с нафтеновым маслом13,013,0----Мыло хозяйственное2,82,8----Стеариновая кислота1,01,01,01,01,01,0Технический углерод П-51491,591,545,045,0--Мел МТБ-Б35,635,6--23,023,0Масло ПМ26,026,0----Тиурам М N-оксадиэтилен-2-бензтиазолилсульфенамид--1,81,8--Сульфенамид М 2-бензтиазолил-N-морфолилсульфенамид--1,51,52,02,0Сульфазан N,N-дитиодиморфолин--1,51,52,02,0Нитроза Серная кислота концентрированная--1,01,0--Технический углерод П-324--9,09,065,065,0ДБФ дибутилфталат--19,019,028,028,0ДБС дибутилсебацинат----8,58,5НМПЭ Низкомолекулярный полиэтилен----1,51,5Тиурам Д тетраметилтиурамдисульфид----2,02,0Диафен ФП N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин1,0-2,5-1,0-Противостаритель КПА-50-1,0-2,5-1,0

Таблица 3Наименование показателейНомер композиции123456Вязкость по Муни МБ 1'-4'-100°С485232303131Условная прочность при растяжении, МПа9,39,310,411,811,812,0Относительное удлинение при разрыве, %280266376350350355Остаточное удлинение после разрыва, %844488Твердость ИСО, усл. ед.646956566060Сопротивление раздиру, кН/м302936354143Температурный предел хрупкости, °С-54-54-44-42-35-35Изменение показателей после старения в воздухе при 100°С×24 ч      - прочности-2-2----- твердости42----Изменение показателей после старения в СЖР при 125°С×72 ч      - прочности---22-24--- твердости---10-10--Изменение показателей после старения в изооктане при 70°С×72 ч      - прочности-----19-19- твердости-----1-2Озонное старение при растяжении на 10% при 50°С×72 чВыдерживаетВыдерживаетВыдерживаетВыдерживаетВыдерживаетВыдерживает

Установлено, что причиной улучшения физико-механических показателей вулканизатов является увеличение содержания полярных функциональных групп за счет введения в состав резиновой смеси предлагаемого противостарителя.

Технико-экономический эффект, полученный от применения предлагаемого противостарителя для резин, заключается в том, что его применение позволяет заменить известный противостаритель - диафен ФП, улучшив при этом физико-механических свойства вулканизатов. Кроме того, его применение позволяет использовать побочный продукт (отход) нефтехимического производства (анилина).

Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям, и может быть использовано в резиновой промышленности. Противостаритель для резин, представляет собой продукт взаимодействия 100,0 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и 50,0 мас.ч. кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч., при температуре 150°С в течение 5 часов. Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента противостарителей, улучшение физико-механических показателей вулканизатов на основе различных каучуков за счет введения данного противостарителя и возможность утилизации кубовых отходов производства анилина при получении этого противостарителя. 3 табл.

Противостаритель для резин, представляющий собой продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч., полученный в результате синтеза при температуре 150°С в течение 5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

эпоксидная диановая смола ЭД-20100,0кубовые отходы производства анилина с содержанием анилина 15-1850,0