ПРОТИВОСТАРИТЕЛЬ И МОДИФИКАТОР ДЛЯ РЕЗИН НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНДИЕНОВОГО КАУЧУКА Российский патент 2011 года по МПК C08L63/00 C08L23/16 

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

Известен модификатор для резин на основе 4-нитрозодифениламина и жирной кислоты (Авторское свидетельство СССР №788699, кл. С08L 9/00; опубл. 30.03.85).

Однако данный модификатор имеет сложную технологию изготовлении.

Известен модификатор на основе резотропина, для резин который дополнительно содержит углеводородный воск и минеральное масло (Авторское свидетельство СССР №697532, кл. С08L 9/00; опубл. 15.11.79).

Однако данный модификатор имеет сложный состав.

Известен противостаритель модификатор адгезии для резин, представляющий собой кубовый остаток, образующийся при дистилляции дифениламина (патент РФ №2011663, кл. С08К 5/18; опубл. 30.04.94).

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

Известен противостаритель 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.

Наиболее близким к изобретению по назначению является противостаритель и модификатор для резин, представляющий собой продукт взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина, с содержанием анилина 15-18 мас.ч., при их массовом соотношении 2:1 (патент РФ №2307848, кл. С08К 5/18; опубл. 10.10.07).

Однако данный модификатор имеет нестабильные свойства, так как содержит в своем составе многокомпонентные кубовые отходы производства анилина.

Задача: разработка противостарителя и модификатора для резин, обеспечивающего улучшение физико-механических и адгезионных показателей вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.

Техническим результатом является улучшение физико-механических и адгезионных показателей вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.

Поставленный технический результат достигается тем, что противостаритель и модификатор для резин на основе этиленпропилендиенового каучука представляет собой продукт взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина при их массовом соотношении 4:1:2,5.

При использовании в качестве противостарителя и модификатора для резин на основе этиленпропилендиенового каучука эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина в указанных массовых соотношениях повышаются физико-механические свойства вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука. При изменении массовых соотношений компонентов модификатора он становится вязким, что затрудняет его введение в резиновую смесь, при этом снижаются физико-механические свойства вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.

Противостаритель и модификатор для резин получают прямым взаимодействием эпоксидной диановой смолы ЭД-20 с эпихлоргидрином и анилином в указанных массовых соотношениях, при 150°С в течение 3 часов. Состав противостарителя и модификатора для резин приведен в таблице 1. Модификатор представляет собой хрупкие гранулы неправильной формы темно-янтарного цвета.

Свойства противостарителя и модификатора для резин на основе этиленпропилендиенового каучука приведены в таблице 2.

Противостаритель и модификатор для резин вводят в сырые резиновые смеси на основе этиленпропилендиенового каучука. Рецептуры резиновых смесей приведены в таблице 3.

Пример приготовления резиновой смеси.

Резиновую смесь готовят на вальцах при температуре валков 65-70°С. Продолжительность смешения 25 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 160°С в течение 30 минут.

В таблице 4 приведены физико-механические показатели вулканизатов на основе предлагаемых резиновых смесей и по прототипу.

Количество модификатора - 2,0 обусловлено тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок физико-механические показатели вулканизатов снижаются, таким образом они являются оптимальными.

Резины испытывают на стойкость к старению при температуре 100°С в течение 24 ч в соответствии с ГОСТ 9.024.-74. Физико-механические свойства - относительное удлинение, условная прочность при растяжении определяют в соответствии с ГОСТ 270-75, твердость по Шору А (ГОСТ 263-75), сопротивления раздиру (ГОСТ 262-79). Адгезию при клеевом креплении исследовали с помощью клея 88СА (ТУ 381051760-89). Прочность при сдвиге определяли в соответствии с ГОСТ 16971-71.

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

Таблица 1 Компонент противостарителя и модификатора для резин Содержание компонентов противостарителя и модификатора для резин Эпоксидная диановая смола ЭД-20 80,0 Эпихлоргидрин 20,0 Анилин 50,0

Таблица 2 Наименование показателей Указанный продукт по предлагаемому изобретению Прототип Температура плавления, °С 75-78 77 Массовая доля летучих, % 0,1 0,11 Массовая доля золы, % 0,20 0,20

Таблица 3 Компоненты смеси Содержание компонентов смеси в композициях, мас.ч. Прототип Предлагаемый вариант Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 100,0 100,0 Сера 2,0 2,0 Оксид цинка 5,0 5,0 Стеариновая кислота 1,0 1,0 Технический углерод П-234 100,0 100,0 Тетраметилтиурамдисульфид 1,5 1,5 Меркаптобензтиазол 0,5 0,5 Противостаритель и модификатор для резин по прототипу 2,0 - Противостаритель и модификатор для резин на основе этиленпропилендиенового каучука по предлагаемому изобретению   2,0

Таблица 4 Наименование показателей Результаты испытаний композиций Прототип Предлагаемый вариант Условная прочность, МПа 19,3 20,0 Относительное удлинение, % 150 160 Твердость, ед. Шор А 92 95 Сопротивление раздиру, кгс/см 54 56 Изменение после старения в воздухе (70°С, 72 ч), % усл. прочности при растяжении относит. удлинения -17,0 -2,0 -70,6 -26,4 Адгезия при клеевом креплении: Прочность при сдвиге, МПа 1,79 2,0

Технико-экономический эффект, полученный от применения предлагаемого противостарителя и модификатора для резин на основе этиленпропилендиенового каучука, заключается в том, что его применение позволяет заменить указанный противостаритель и модификатор для резин, улучшив физико-механические и адгезионные свойства вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.

Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям и модификаторам, и может быть использовано в резиновой промышленности. Противостаритель и модификатор для резин на основе этиленпропилендиенового каучука представляет собой продукт взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина при их массовом соотношении 4:1:2,5. Изобретение позволяет улучшить физико-механические и адгезионные показатели вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука. 4 табл.

Противостаритель и модификатор для резин на основе этиленпропилендиенового каучука, представляющий собой продукт взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина при их массовом соотношении 4:1:2,5.