ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2010 года по МПК C08K13/06 C08L9/00 C08K5/09 C08K5/05 C08K3/22 

Описание патента на изобретение RU2396293C2

Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно области производства технологических добавок для резиновых смесей. Известны технологические добавки на основе цинковых солей синтетических жирных кислот фракции С79 и оксиэтилированных спиртов фракции С715 со степенью оксиэтилирования 15 /SU 1214687 А, 28.02.1986/, а также диспергаторы на основе цинковых солей жирных кислот фракции С1025 и жирных кислот фракции С1025 в соотношении 50-60:40-50 или цинковых солей жирных кислот фракции С1621 со степенью оксиэтилирования 15-20 в соотношении 50-60:30-40:10-20 /RU 2054016 С1, 10.02.1996/.

Известен также диспергатор на основе цинковых солей ненасыщенных жирных и смоляных кислот таллового масла /20-60 мас.% и 30-65 мас.% соответственно/, причем содержание солей цинка в пересчете на оксид цинка составляет 6-20 мас.%. В состав диспергатора входит до 50 мас.% наполнителей - мела, каолина, воска /PL 108454 А, 1996/. Технологическая добавка на основе стеариновой кислоты и жирных кислот таллового масла содержит оксид цинка в качестве солеобразующего агента в соотношении 1,2-8,6:1 (по массе) и карбонат кальция. При этом композиция может содержать 10-40 мас.% мелкодисперсного наполнителя, а также воск, антиоксидант и др. /US 6147147 А, 14.11.2000/.

Использование таких добавок позволяет улучшить переработку резиновых смесей при сохранении или улучшении ряда показателей резин. Однако такие добавки, как правило, изготавливаются на основе дефицитного сырья нефтяного происхождения, характеризуются высоким содержанием минеральной части, что снижает активирующее и структурирующее их влияние; наличие в составе смоляных кислот может приводить к ухудшению запаха, затрудняющего возможность их использования в резиновых смесях.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является технологическая добавка, представляющая собой продукт реакции отходов производства растительных масел и цинковых белил /Заявка на патент №2007114244/04 (015461), патент 2339657 «Технологическая добавка для резиновой смеси на основе карбоцепного каучука», 2007/. К недостаткам такой композиции в составе резиновой смеси следует отнести недостаточно эффективное влияние ее на снижение вязкости, улучшение реологических свойств резиновой смеси, что затрудняет использование таких добавок, например, в изделиях, изготавливаемых литьевым формованием. Кроме того, выпускаемая форма таких добавок в виде пластичных паст затрудняет их развеску и дозирование в производстве.

Технической задачей является рациональное использование крупнотоннажных углеродно-минеральных отходов производства растительных масел, улучшение экологии окружающей среды за счет переработки отходов пищевых производств, улучшение реологических, технологических свойств резиновых смесей, а также улучшение ее выпускаемой формы для создания возможности механизации и автоматизации процессов развески и дозирования в производстве.

Поставленная цель достигается за счет того, что в резиновой смеси, включающей технологическую добавку, содержащую продукт реакции отходов производства растительных масел - органоминеральных композиций с содержанием минеральной части 11-47 мас.% и цинковых белил в присутствии триэтаноламина, ионола, новым является то, что в ее состав вводят стеарат цинка в количестве 5,0-9,0 мас.% (технологическая добавка ВЦ-20СЦ) и дополнительно технический углерод или кремнекислотный наполнитель 10-20 мас.%.

Поставленная цель достигается за счет того, что в резиновой смеси в качестве технологической добавки в количестве 1-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука используют:

1. технологическую добавку, содержащую в качестве компонентов продукт реакции отходов производства растительных масел и цинковых белил в присутствии триэтаноламина, ионола, отличающуюся тем, что в составе добавки используют стеарат цинка в количестве 5,0-20,0 мас.%;

2. добавка по пункту 1, отличающаяся тем, что в составе добавки дополнительно используют технический углерод в количестве 15-25 мас.%;

3. добавка по пункту, отличающаяся тем, что в составе добавки дополнительно используют кремнекислотный наполнитель в количестве 15-25 мас.% с адсорбционной поверхностью ниже 120±20 м2/г.

Сущность изобретения состоит в том, что технологическая добавка состоит из продукта реакции отходов производства растительных масел и цинковых белил в присутствии триэтаноламина, ионола, отличается тем, что в составе добавки используют стеарат цинка в количестве 5,0-20,0 мас.%; дополнительно технический углерод в количестве 15-25 мас.% или кремнекислотный наполнитель в количестве 15-25 мас.% с адсорбционной поверхностью ниже 120±20 м2/г.

Техническим результатом является рациональное использование крупнотоннажного углерод-минерального отхода производств растительных масел и тем самым улучшение экологии окружающей среды, расширение на основе ежегодно возобновляемого сырья круга активирующих технологических добавок резиновых смесей, улучшение реологических, технологических свойств резиновых смесей, возможность переработки их методами литья под давлением и снижение ее себестоимости.

Пример 1. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 мас.ч. отходов производства растительных масел, разогревают их до расплавления и при перемешивании вводят 5,0 мас.ч. оксида цинка. Реакцию ведут 60-90 минут, затем прибавляют 3,0 мас.% триэтаноламина, 2,0 мас.% ионола, 20 мас.% стеарата цинка и выливают расплав продукта для кристаллизации. При охлаждении реакционной массы до 50°С в ее состав вводят технический углерод в количестве 15 мас.% и перемешивают до получения непылящего порошка.

Пример 2. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 мас.ч. отходов производства растительных масел, разогревают их до расплавления и при перемешивании вводят 15,0 мас.ч. оксида цинка. Реакцию ведут 60-90 минут, затем прибавляют 3,0 мас.% триэтаноламина, 1,5 мас.% ионола, 22 мас.% стеарата цинка и выливают расплав продукта для кристаллизации. При охлаждении реакционной массы до 50°С в ее состав вводят технический углерод в количестве 25 мас.% и перемешивают до получения непылящего порошка.

Пример 3. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 мас.ч. отходов производства растительных масел, разогревают их до расплавления и при перемешивании вводят 20,0 мас.ч. оксида цинка. Реакцию ведут 60-90 минут, затем прибавляют 3,0 мас.% триэтаноламина, 1,2 мас.% ионола, 25 мас.% стеарата цинка и выливают расплав продукта для кристаллизации. При охлаждении реакционной массы до 50°С в ее состав вводят в количестве 15 мас.% и перемешивают до получения непылящего порошка кремнекислотный наполнитель БС-120 в количестве 15 мас.% с адсорбционной поверхностью 120±20 м2/г.

Пример 4. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 мас.ч. отходов производства растительных масел, разогревают их до расплавления и при перемешивании вводят 30,0 мас.ч. оксида цинка. Реакцию ведут 60-90 минут, затем прибавляют 3,0 мас.% триэтаноламина, 1,0 мас.% ионола, 20 мас.% стеарата цинка и выливают расплав продукта для кристаллизации. При охлаждении реакционной массы до 50°С в ее состав вводят в количестве 15 мас.% и перемешивают до получения непылящего порошка кремнекислотный наполнитель БС-50 в количестве 25 мас.% с адсорбционной поверхностью 45±10 м2/г.

Физико-химические показатели технологической добавки ВЦ-20СЦ приведены в табл.1.

Таблица 1 Физико-химические показатели технологической добавки ВЦ-20СЦ Наименование Зольность, % Плотность, кг/м3 Массовая доля оксида цинка, % Внешний вид Технологичес-кая добавка
ВЦ-20СЦ
21,0-67,0 1230-2350 3,0-30,0 Непылящий порошок от светлого до черного цвета

Изготавливали резиновые смеси на основе карбоцепных каучуков, в состав которых вводили технологические добавки ВЦ-20СЦ. Резиновые смеси готовили на лабораторных вальцах и вулканизовали в гидравлическом прессе при температуре 140-170°С в течение 40-60 мин.

Примеры 5-7. Изготавливали резиновые смеси на основе этиленпропиленового каучука, мас.ч.: СКЭПТ-50 - 100, сера техническая - 2,0, тиурам Д - 1,5, каптакс - 0,5, стеарин технический - 1,0, белила цинковые - 5,0, технический углерод П330 - 50,0, содержание технологической добавки ВЦ-20СЦ изменяли в пределах 1-15 мас.ч. Результаты испытаний по примерам 5-7 приведены в табл.2.

Таблица 2 Результаты испытаний резин на основе СКЭПТ-50, содержащих технологическую добавку ВЦ-20СЦ по примерам 5-7 Наименование показателей Прототип Примеры 5 6 7 Технологическая добавка ВЦ-20СЦ - 1,0 3,0 15,0 Вязкость по Муни при 100°С 61 56 52 45 Минимальный крутящий момент при 180°С 1,77 1,55 1,45 1,34 Начало вулканизации при 180°С, мин 2,26 2,22 1,85 1,93 Оптимум вулканизации при 180°С, мин 12,2 12,0 11,5 11,05 Условная прочность при растяжении, МПа 13,2 13,3 12,9 13,0 Дисперсия по прочности 0,47 0,47 0,43 0,36 Относительное удлинение при разрыве, % 250 240 300 318 Твердость по Шору А, усл.ед. 74 75 73 70 Эластичность по отскоку, % 35 33 35 36

Примеры 8-10. Изготавливали резиновые смеси на основе хлоропренового каучука, мас.ч.: наирит ДП - 100, сера - 0,6, магнезия жженая 4,0-0,6, белила цинковые - 3,0, дитиодиморфолин - 0,7, ДФГ - 1,0, стеарин технический - 0,5, масло мягчитель ПМ - 1, нафтам 2 - 1,1, технический углерод К354 - 30,0, технологическую добавку ВЦ-20СЦ изменяли в пределах 1,0-15,0 мас.ч. Результаты испытаний по примерам 8-10 приведены в табл.3.

Таблица 3 Результаты испытаний резин на основе хлоропренового каучука, содержащих технологические добавки ВЦ-20СЦ, по примерам 8-10 Наименование показателей Прототип Примеры 8 9 10 Технологическая добавка ВЦ-20СЦ - 2,0 5,0 15,0 Вязкость по Муни при 100°С 36 32 30 29 Минимальный крутящий момент при 180°С 1,12 0,91 0,86 0,82 Оптимум вулканизации при 180°С, мин 7,24 7,22 7,27 7,38 Условная прочность при растяжении, МПа 14,6 14,2 15,0 14,5 Дисперсия по прочности 0,16 0,20 0,14 0,10 Относительное удлинение при разрыве, % 360 320 350 430 Твердость по Шору А, усл. ед. 62 64 62 61 Изменение массы после воздействия агрессивных сред в течение 72 ч при 70°С, % +1,1 +0,9 +1,2 +2,1

Из табл.2-3 видно, что резиновые смеси и их вулканизаты, содержащие технологическую добавку ВЦ-20СЦ, характеризуются меньшими значениями вязкости, минимального крутящего момента при сохранении вулканизационных характеристик резиновых смесей и физико-механических показателей на уровне прототипа. Технологическая добавка по предлагаемому техническому решению имеет вид непылящего, неслеживающегося при хранении порошка от светлого до черного цвета, легко дозируется, что обеспечивает его автоматическую развеску в подготовительных цехах заводов резиновой промышленности.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет при введении предлагаемой технологической добавки ВЦ-20СЦ на основе цинковых солей жирных кислот растительного происхождения изготавливать резиновые смеси с лучшими реологическими свойствами, что позволяет их перерабатывать, например, литьем под давлением.

Похожие патенты RU2396293C2

название год авторы номер документа
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНЫХ КАУЧУКОВ 2007
  • Битюков Виталий Ксенофонтович
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Тарасевич Татьяна Владимировна
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Попова Любовь Васильевна
  • Тарасова Анна Александровна
  • Жигайло Ирина Григорьевна
RU2339657C1
СОЛИ МЕТАЛЛОВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 2008
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Кудрина Галина Викторовна
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Енютина Марина Викторовна
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Корыстин Сергей Иванович
RU2415886C2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНЫХ КАУЧУКОВ 2008
  • Битюков Виталий Ксенофонтович
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Тарасевич Татьяна Владимировна
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Корнеева Ольга Сергеевна
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Казакова Анастасия Сергеевна
  • Репин Павел Сергеевич
RU2390533C2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНЫХ КАУЧУКОВ 2007
  • Битюков Виталий Ксенофонтович
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Тарасевич Татьяна Владимировна
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Корчагин Владимир Иванович
  • Попова Любовь Васильевна
RU2342409C1
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 1994
  • Березкин И.Н.
  • Сигов О.В.
  • Лысова Г.А.
  • Морозов Ю.Л.
  • Резниченко С.В.
  • Глушко В.В.
  • Габибулаев И.Д.
  • Галкина Е.В.
  • Гусев Ю.К.
RU2083608C1
ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ БУТАДЕИН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА 2011
  • Русецкий Валерий Викторович
  • Лейзеронок Марина Евгеньевна
  • Кротова Татьяна Валентиновна
  • Русецкий Денис Валерьевич
  • Максимова Валентина Петровна
  • Коровина Юлия Владимировна
  • Михедов Николай Николаевич
  • Касперович Виктор Иосифович
  • Кузьмин Игорь Викторович
  • Мельников Вячеслав Иванович
RU2492192C2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНЫХ КАУЧУКОВ 2008
  • Битюков Виталий Ксенофонтович
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Тарасевич Татьяна Владимировна
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Корнеева Ольга Сергеевна
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Казакова Анастасия Сергеевна
  • Репин Павел Сергеевич
RU2368628C1
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2007
  • Битюков Виталий Ксенофонтович
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Тарасевич Татьяна Владимировна
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Попова Любовь Васильевна
RU2333921C1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ИНГРЕДИЕНТОВ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ 2003
  • Сальникова Г.А.
RU2232168C2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНЫХ КАУЧУКОВ 2007
  • Битюков Виталий Ксенофонтович
  • Тихомиров Сергей Германович
  • Тарасевич Татьяна Владимировна
  • Осошник Иван Аркадьевич
  • Карманова Ольга Викторовна
  • Корыстин Сергей Иванович
  • Попова Любовь Васильевна
RU2335513C1

Реферат патента 2010 года ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к технологической добавке для резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков. Добавка содержит в качестве компонентов продукт реакции отходов производства растительных масел, представляющих собой органо-минеральную композицию с содержанием 11-47 мас.% диатомитов, и оксида цинка в присутствии триэтаноламина и ионола, стеарат цинка в количестве 5,0-20,0 мас.% и, необязательно, технический углерод или кремнекислотный наполнитель в количестве 15-25 мас.%. Данная добавка имеет консистенцию непылящего, неслеживающегося при хранении порошка, легко дозируется при развеске в производстве и имеет низкую себестоимость. Введение заявленной добавки в резиновые смеси способствует улучшению их реологических и технологических свойств, что приводит к возможности их переработки методами литья под давлением. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения RU 2 396 293 C2

1. Технологическая добавка для резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, содержащая в качестве компонентов продукт реакции отходов производства растительных масел, представляющих собой органо-минеральную композицию с содержанием 11-47 мас.% диатомитов, и оксида цинка в присутствии триэтаноамина, и ионол, отличающаяся тем, что в составе добавки используют стеарат цинка в количестве 5,0-20,0 мас.%.

2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что в составе добавки дополнительно используют технический углерод в количестве 15-25 мас.%.

3. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что в составе добавки дополнительно используют кремнекислотный наполнитель в количестве 15-25 мас.% с адсорбционной поверхностью ниже 120±20 м2/г.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2396293C2

RU 2007114244 А1, 16.04.2007
ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ПОЛЯРНОГО КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА 2004
  • Красильникова К.Ф.
  • Зотов Ю.Л.
  • Каблов В.Ф.
  • Ветютнева Ю.В.
RU2266931C2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ИНГРЕДИЕНТОВ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ 2003
  • Сальникова Г.А.
RU2232168C2
Резиновая смесь 1983
  • Троицкая Тамара Алексеевна
  • Абалихина Татьяна Михайловна
  • Минскер Карл Самойлович
  • Абдуллин Марат Ибрагимович
  • Колесов Сергей Викторович
  • Турсунов Асам Кучкарович
SU1175941A1
0
SU273943A1

RU 2 396 293 C2

Авторы

Битюков Виталий Ксенофонтович

Тихомиров Сергей Германович

Осошник Иван Аркадьевич

Попова Любовь Васильевна

Карманова Ольга Викторовна

Тарасевич Татьяна Владимировна

Даты

2010-08-10Публикация

2008-09-24Подача