РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА Российский патент 2012 года по МПК C08L9/00 C08L21/00 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/22 C08K5/13 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе непредельного карбоцепного каучука.

Известна резиновая смесь, содержащая в своем составе антиоксиданты фенольного типа (алкофен БП, алкофен Б, тиоалкофен Б) для обеспечения сохранения свойств каучуков и резин на стадиях переработки смесей и эксплуатации резиновых изделий [А.Е.Корнев, А.М.Буканов, О.Н.Шевердяев. Технология эластомерных материалов. - М., 2005, с.203-214]. Недостатком таких композиций является то, что эти антиоксиданты фенольного типа не обеспечивают надежной защиты каучуков и резин при эксплуатации в жестких условиях, связанных с вакуумом, воздействием масел, воды, растворителей, повышенной температуры. Указанные антиоксиданты в этих условиях улетучиваются, вымываются или выщелачиваются из состава эластомерных композиций, что приводит к их непроизводительному расходу, снижению сопротивления резин тепловому старению, загрязнению окружающей среды [Высокомолекулярные и пришивающиеся стабилизаторы для эластомеров. Обзорная информация. Серия "Химикаты для полимерных материалов". НИИТЭХИМ, М., 1981. с.1-4; Ю.С.Зуев, Т.Г.Дегтева. Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях. - М., Химия. - 1986. - с.67-70].

Известно, что эффективными невымывающимися антиоксидантами в эластомерных композициях являются 2,6-ди-трет.бутил-4-(N-малеимидо)фенол [Пат. США №4078091, 1978, кл. 426-545], акрилаты и акриламиды пространственно-затрудненных фенолов [Пат. США 3753943, 1973, кл. 260-32.6], а также антиоксиданты с винильной и тиольной группами [Пат. США №4221700, 1980, кл. 260-45.7; №4243581, 1981, кл. 260-45.85]. Эти вещества вводят в полимерную цепь каучука на стадии его синтеза в виде элементарных звеньев, что обеспечивает их эффективность в качестве невымывающихся антиоксидантов.

Недостатком предлагаемых антиоксидантов является необходимость изменения существующих технологических параметров процесса синтеза каучуков.

Близкой к предлагаемой резиновой смеси по технической сущности и достигаемому техническому результату является вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, содержащая в своем составе невымывающийся антиоксидант - n-нитрозофенол (п-НФ), химически пришивающийся к полимерной цепи как на стадии получения каучуков, так и на стадии изготовления резиновых смесей [Ю.Н.Никитин, Л.Л.Гаева. Полимерные противостарители для каучуков и резин. - М., ЦНИИТЭнефтехим. - 1975; Англ. патент №1185896/1970]. Химическое взаимодействие п-НФ с полимерной цепью препятствует его вымыванию и улетучиванию в условиях воздействия на резины растворителей и в жестких условиях эксплуатации, тем самым обеспечивая защиту полимеров от процессов старения.

Недостатком таких резиновых смесей является то, что С-нитрозоароматические производные, к которым принадлежит n-нитрозофенол, окрашивают каучуки, светлые резины. Они имеют критическую концентрацию введения, оказывая побочное действие - деструкцию каучука в процессе присоединения к полимерной цепи, и значительную подвулканизацию каучуков и смесей в процессе их переработки. Это приводит к ухудшению технологических свойств резиновых смесей и технических свойств резин [Ю.С.Зуев, Т.Г.Дегтева. Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях. - М., Химия. - 1986. - с.72-75].

Изобретение решает задачу получить резиновые смеси, отличающиеся стойкостью к процессам преждевременного структурирования в температурных условиях переработки, а также термоокислительной устойчивостью получаемых из них резин в жестких условиях эксплуатации.

Технический результат заключается в повышении устойчивости резиновых смесей к подвулканизации и повышению стойкости резин к термоокислительному старению в жестких условиях эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая серу, производное бензтиазола, технический углерод, стеариновую кислоту, оксид цинка, антиоксидант, в качестве антиоксиданта содержит продукт взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола с роданидом калия в среде метанола, насыщенного бромидом калия, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

карбоцепной каучук 100 стеариновая кислота 1,5-2,0 сера 1,5-2,0 оксид цинка 3,0-5,0 производное бензтиазола 0,7-3,0 технический углерод 40,0-50,0 продукт взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола   с роданидом калия в среде метанола,   насыщенного бромидом калия 0,5-3,0

В состав резиновой смеси на основе стандартных карбоцепных каучуков: бутадиен-нитрильного СКН-40АСМ, бутадиен-метилстирольного СКМС-30АРК, бутадиенового СКД, натурального НК, синтетического изопренового СКИ-3, хлоропренового Наирит КР-50 на стадии изготовления вводят продукт взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола с роданидом калия в среде метанола, насыщенного бромидом калия (антиоксидант РФ) в количестве 0,5-3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. карбоцепного каучука.

Применяемые каучуки и входящие в резиновые смеси ингредиенты широко используются в резиновой промышленности.

Антиоксидант РФ получен по известной методике [Muller, H. Stegmann, R.Scheffler, Ann., 645, 79 (1961)] взаимодействием 2,6-ди-трет.бутилфенола с роданидом калия в среде метанола, насыщенного бромидом калия. Вещество представляет собой бледно-желтые кристаллы с температурой плавления 59-62°С.

Резиновая смесь отличается от смеси - прототипа присутствием продукта взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола с роданидом калия в среде метанола, насыщенного бромидом калия (антиоксиданта РФ).

Как видно из приведенных ниже примеров, заявляемая резиновая смесь обладает комплексом свойств, которые отсутствуют у известных технических решений, а именно, применение антиоксиданта РФ в количестве от 0,5 до 3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука при определенном соотношении компонентов приводит к увеличению устойчивости резиновых смесей к подвулканизации в сочетании с повышенной термоокислительной стойкостью резин в жестких условиях эксплуатации. Решения со сходными признаками неизвестны.

Составы резиновых смесей приведены в примерах 1-41, их свойства и показатели испытаний резин приведены в таблицах 1-6.

Примеры 1-10.

Изготавливают стандартные смеси по ГОСТ 7738-79 и стандартной методике (Корнев А.Е., Буканов A.M., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. - М., "НППА "Истек", г.Москва, 2005. - с.75) следующего состава, мас.ч.:

каучук СКН-40АСМ 100 стеариновая кислота 1,5 сера 1,5 2-меркаптобензтиазол (каптакс) 0,8 оксид цинка 5,0 технический углерод К354 45,0

В конце процесса смешения в резиновые смеси вводят антиоксидант РФ в количестве от 0,3 до 4,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Результаты испытаний резиновых смесей и вулканизатов на их основе приведены в примерах 1-8 таблицы 1.

Для сравнения готовят и испытывают резиновые смеси и резины с оптимальным содержанием известных антиоксидантов: алкофеном БП (аналог, пример 9 таблицы 1), n-нитрозофенолом (п-НФ), (прототип, пример 10 таблицы 1).

Устойчивость резиновых смесей к подвулканизации оценивают по времени, необходимому для увеличения исходной вязкости смесей на 5 единиц при 120°С.

Резиновые смеси вулканизуют в течение времени, указанном в соответствующем стандарте на каучук, при температуре 143°С.

Для оценки эффективности действия антиоксидантов резины перед старением подвергают экстракции ацетоном в течение 48 часов со сменой растворителя, что имитирует процессы вымывания и улетучивания антиоксидантов (жесткие условия). Ацетон хорошо растворяет все исследованные антиоксиданты, и в случае отсутствия их химического взаимодействия с полимерной цепью каучука (пришивания) они диффундируют в растворитель. При этом концентрация антиоксиданта в вулканизате, а следовательно, и защитные функции существенно снижаются. Старению и испытаниям подвергают образцы, как подвергнутые процессу экстракции растворителем, так и неэкстрагированные.

Физико-механические показатели резин до и после старения оценивают по ГОСТ 270-75. Термоокислительную стойкость резин оценивают по степени сохранения исходных свойств в процессе старения при 100°С по ГОСТ 9024-74.

Из приведенных в таблице 1 данных видно, что смеси, содержащие антиоксидант РФ, характеризуются большей устойчивостью к подвулканизации (t₅=46-50,5 мин), по сравнению со смесями с п-НФ (t₅=9 мин) и равноценны смесям с алкофеном БП (t₅=45 мин). Упругопрочностные свойства заявляемых резин, содержащих антиоксидант РФ (0,3-4,0 мас.ч., примеры 1-8), и известных резин (примеры 9 и 10) практически равноценны.

По степени сохранения прочностных и деформационных свойств при термоокислительном воздействии заявляемые резины с 0,5-3,0 мас.ч. антиоксиданта РФ (примеры 2-7) (K_f=0,64-0,76, K_ε=0,36-0,44 - при старении в течение 72 часов, K_f=0,57-0,65, K_ε=0,30-0,38 - при старении в течение 120 часов) несколько превосходят резины с п-НФ (K_f=0,60, K_ε=0,40 - при старении в течение 72 часов, K_f=0,50, K_ε=0,21 - при старении в течение 120 часов). В жестких условиях испытаний резины с антиоксидантом РФ (K_f=0,55-0,67, K_ε=0,28-0,40 - при старении в течение 72 часов, K_f=0,49-0,60, K_ε=0,14-0,20 - при старении в течение 120 часов) существенно превосходят резины с алкофеном БП (K_f=0,35, K_ε=0,12 - при старении в течение 72 часов, K_f=0,29, K_ε=0,08 - при старении в течение 120 часов).

Резины с 0,3 мас.ч. антиоксиданта РФ (пример 1 таблицы 1) имеют более низкий уровень показателей, характеризующих термоокислительную стойкость, по сравнению с резинами с алкофеном БП (пример 9), с п-НФ (пример 10), а также с резинами, содержащими 0,5-4 мас.ч. антиоксиданта РФ (примеры 2-8 таблицы 1).

Введение 4,0 мас.ч. антиоксиданта РФ в резиновые смеси (пример 8 таблицы 1) не дает существенных преимуществ по термоокислительной устойчивости получаемых вулканизатов, по сравнению с резинами с 0,5-3,0 мас.ч. этого антиоксиданта, и приводит к непроизводительному расходу продукта.

Примеры 11-20.

Готовят резиновые смеси составов, указанных в таблице 2, на основе бутадиен-нитрильного каучука СКН-40АСМ стандартного качества.

В примерах 11 и 13 приведены составы и свойства резиновых смесей и резин с граничными дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примере 12 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин со средними дозировками антиоксиданта РФ. В примерах 14 и 15 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин с запредельными дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примерах 16-18 - с различными дозировками антиоксиданта РФ и средними дозировками ингредиентов. Для сравнения приведены состав и свойства резин с известными антиоксидантами и средними дозировками ингредиентов (примеры 19 и 20). Испытания резиновых смесей и резин проводят согласно методике, описанной в примерах 1-10.

Из приведенных данных видно, что резиновые смеси с антиоксидантом РФ отличаются большей устойчивостью к подвулканизации по сравнению со смесями, содержащими п-НФ (t₅=8,0-9,0 мин, примеры 10 таблицы 1 и 20 таблицы 2).

По прочностным показателям резины с граничными и средними дозировками антиоксиданта РФ (примеры 11-13, 16-18) практически равноценны известным резинам.

По устойчивости к термоокислительному старению в обычных условиях резины с 0,5-3,0 мас.ч. антиоксиданта РФ (примеры 11, 12, 13, 16, 17, 18) находятся на уровне вулканизатов с п-нитрозофенолом, несколько превосходят резины с алкофеном БП и существенно превосходят резины с алкофеном БП в жестких условиях старения (после обработки растворителем).

Введение 0,3 мас.ч. антиоксиданта РФ (пример 14) недостаточно для защиты резин от термоокислительного старения, особенно в жестких условиях эксплуатации. Увеличение количества вводимого антиоксиданта РФ до 4,0 мас.ч. (пример 15) не дает существенных преимуществ по термоокислительной стойкости получаемых резин и приводит к непроизводительному расходу продукта.

Использование запредельных дозировок ингредиентов в резиновых смесях (пример 14 и 15) приводит к ухудшению физико-механических показателей резин.

Примеры 21-28.

Готовят вулканизуемые резиновые смеси в соответствие с ГОСТ 15627-79 и стандартной методикой (Корнев А.Е., Буканов A.M., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. - М., "НППА "Истек", г.Москва, 2005. - с.71) следующего состава, мас.ч.:

каучук СКМС-30АРК 100 стеариновая кислота 1,5 сера 2,0 ди-бензтиазолилдисульфид (альтакс) 3,0 оксид цинка 5,0 технический углерод К354 45,0

В приготовленные на лабораторных вальцах резиновые смеси вводят антиоксидант РФ в количестве от 0,3 до 4,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Результаты испытаний этих резиновых смесей и вулканизатов на их основе приведены в таблице 3 в примерах 21-26.

Для сравнения готовили и испытывали резиновые смеси с оптимальным содержанием известных антиоксидантов: алкофеном БП (пример 27 таблицы 3) и п-НФ (пример 28 таблицы 3).

Данные, представленные в таблице 3. подтверждают высокую эффективность использования продукта РФ в смесях на основе бутадиен-метилстирольного каучука в качестве пришивающегося антиоксиданта, особенно в жестких условиях эксплуатации, что является существенным преимуществом по сравнению с известным антиоксидантом алкофеном БП. При этом заявляемые смеси имеют более чем в 3 раза более высокую устойчивость к преждевременной вулканизации (t₅ больше 45 минут) по сравнению с известными смесями с п-НФ (t₅=14 мин), то есть характеризуются большей безопасностью обработки

Примеры 29-38.

Готовят резиновые смеси состава, указанного в таблице 4, на основе бутадиен-метилстирольного каучука СКМС-30АРК.

В примерах 29 и 31 приведены составы и свойства резиновых смесей и резин с граничными дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примере 30 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин со средними дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примерах 32 и 33 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин с запредельными дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примерах 34-36 - с различными дозировками антиоксиданта РФ и средними дозировками ингредиентов. Для сравнения приведены состав и свойства резин с известными антиоксидантами и средними дозировками ингредиентов (примеры 37, 38).

Испытания резиновых смесей и резин проводят согласно методике, описанной в примерах 1-10.

Из приведенных в таблице 4 данных видно, что резиновые смеси с антиоксидантом РФ обладают существенно большей устойчивостью к подвулканизации (t₅ больше 45 минут) по сравнению со смесями с п-НФ (t₅=12,5 мин).

По стойкости к термоокислительному старению в обычных условиях резины с 0,5-3,0 мас.ч. антиоксиданта РФ несколько превосходят вулканизаты с алкофеном БП и п-НФ. В жестких условиях старения резины с антиоксидантом РФ по термоокислительной стойкости превосходят резины с п-НФ и имеют существенные преимущества по сравнению с резинами, стабилизированными алкофеном БП.

Введение 0,3 мас.ч. антиоксиданта РФ (пример 32 таблицы 4) не приводит к хорошей термоокислительной устойчивости у резин из СКМС-30АРК. Увеличение количества вводимого антиоксиданта РФ до 4 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука (пример 33 таблицы 4) не оказывает дальнейшего заметного влияния на повышение указанных свойств вулканизатов и приводит к непроизводительному расходу продукта.

Использование запредельных дозировок ингредиентов резиновых смесей влечет за собой ухудшение упругопрочностных показателей (условной прочности при разрыве в примере 32 и относительного удлинения - в примере 33 таблицы 4).

Примеры 39-46.

Готовят вулканизуемые резиновые смеси в соответствие с ГОСТ 19920.20-74 и стандартной методикой (Корнев А.Е., Буканов A.M., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. - М., "НППА "Истек", г. Москва, 2005. - с.64) следующего состава, мас.ч.:

каучук СКД 100 стеариновая кислота 2,0 сера 2,0 сульфенамид Ц 0,7 оксид цинка 5,0 технический углерод П324 50,0

В приготовленную на лабораторных вальцах резиновую смесь вводят антиоксидант РФ в средних (примеры 41 и 42 таблицы 5), граничных (примеры 40 и 43 таблицы 5) и запредельных (примеры 39 и 44 таблицы 5) дозировках. Для сравнения готовят и испытывают резиновые смеси с оптимальным содержанием известных антиоксидантов алкофеном БП (пример 45 таблицы 5) и п-НФ (пример 46 таблицы 5). Результаты испытаний резиновых смесей и вулканизатов приведены в таблице 5.

Как видно из полученных данных, в сравнении с известными смесями, содержащими п-НФ, заявляемые смеси имеют в 5-6 раз большую устойчивость к процессам подвулканизации. В то же время по степени сохранения прочностных и деформационных свойств при термоокислительном воздействии в обычных (образцы не подвергались экстракции) и особенно в жестких (образцы подвергались экстракции) условиях испытания заявляемые резины с антиоксидантом РФ существенно превосходят резины с известным непришивающимся антиоксидантом - алкофеном БП, и несколько превосходят резины, стабилизирлованные п-НФ.

При содержании антиоксиданта РФ в резиновой смеси в количестве, меньшем чем 0,5 мас.ч., например 0,3 мас.ч. (пример 39 таблицы 5), наблюдается значительное снижение показателей условной прочности и относительного удлинения в процессе термоокислительного старения. Введение 4,0 мас.ч. антиоксиданта РФ не ведет к заметному улучшению термостойкости резин (пример 44) и приводит к непроизводительному расходу продукта.

Примеры 47-56.

Готовили резиновые смеси составов, указанных в таблице 6, на основе бутадиенового каучука.

В примерах 47 и 49 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин с граничными дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примере 48 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин со средними дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов. В примерах 50 и 51 приведены состав и свойства резиновых смесей и резин с запредельными дозировками антиоксиданта РФ и ингредиентов, в примерах 52-54 - с различными дозировками антиоксиданта РФ и средними дозировками ингредиентов. Для сравнения приведены состав и свойства резин с известными антиоксидантами и средними дозировками ингредиентов (примеры 55, 56).

Из приведенных данных видно, что резиновые смеси с антиоксидантом РФ отличаются большей устойчивостью к подвулканизации (t₅=20,5-41 мин) по сравнению со смесями, стабилизированными п-НФ (t₅=4,6-5 мин).

По прочностным показателям резины с граничными и средней дозировками антиоксиданта РФ практически равноценны резинам с алкофеном БП и несколько превосходят резины с п-НФ по относительному удлинению (ε=420-560% по сравнению с 310% соответственно).

По устойчивости к термоокислительному старению в обычных условиях, резины с 0,5-3 мас.ч. антиоксиданта РФ несколько превосходят резины с известными антиоксидантами и существенно превосходят резины с алкофеном БП в жестких условиях старения.

Резины с 0,3 мас.ч. антиоксиданта РФ (пример 50) не проявляют хорошую термостабильность, особенно в жестких условиях эксплуатации. Введение же запредельной дозировки 4,0 мас.ч. антиоксиданта РФ (пример 51) не повышает термоокислительную устойчивость резин по сравнению с вулканизатами с рекомендуемым содержанием антиоксиданта РФ. Использование этой дозировки нецелесообразно, так как приводит к непроизводительному расходу ингредиента.

Таким образом, технико-экономическая эффективность заявляемой вулканизуемой резиновой смеси на основе карбоцепного каучука заключается в высокой термоокислительной стойкости каучуков и вулканизатов за счет наличия в эластомерных композициях химически пришивающегося антиоксиданта РФ. Это имеет исключительное значение для изделий, работающих в контакте с маслами и углеводородными растворителями - в условиях, вызывающих улетучивание и вымывание ряда антиоксидантов фенольного типа. В сравнении с известными смесями, содержащими п-нитрозофенол (п-НФ), известный как пришивающийся антиоксидант, заявляемые смеси отличаются большей устойчивостью к подвулканизации, то есть гораздо более высокой безопасностью переработки.

Таблица 1 Наименование ингредиентов и показателей Номер примера, содержание ингредиентов (мас.ч.), показатели 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 СКН-40АСМ 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 стеариновая кислота 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 сера 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 каптакс 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 оксид цинка 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 технический углерод К 354 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 антиоксидант РФ 00,3 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 - - алкофен БП - - - - - - - - 1,7 - п-нитрозофенол - - - - - - - - - 0,8 Показатели резиновых смесей Время увеличения вязкости смеси на 5 единиц при 120°С, мин (t₅) 46,5 49,0 49,5 50,0 51,5 51,0 47,0 48,5 45,0 9,0 Свойства резин Условное напряжение при 300% удлинении, МПа 8,0 8,1 8,6 8,4 8,3 8,2 8,0 7,8 7,8 8,7 Условная прочность при разрыве, МПа 28,3 29,0 28,6 28,8 28,9 28,6 28,0 27,8 28,4 27,0 Относительное удлинение, % 670 680 660 650 660 670 690 690 680 580 Степень сохранения прочностных (K_f) и деформационных (K_ε) свойств резин после K_f, 72 час термоокислительного старения при 100°С, K_ε, 72 час K_f, 120 час   K_ε, 120 час

Таблица 2 Наименование ингредиентов и показателей Номер примера, содержание ингредиентов (мас.ч.), показатели 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 СКН-40АСМ 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 стеариновая кислота 1,0 1,5 2,0 0,8 2,5 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 сера 1,5 1,5 2,0 1,2 2,2 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 каптакс 0,7 0,8 3,0 3,2 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 оксид цинка 3,0 5,0 5,0 6,0 2,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 технический углерод К 354 40,0 45,0 50,0 30,0 60,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 антиоксидант РФ 0,5 2,0 3,0 0,3 4,0 0,5 2,0 3,0 - - алкофен БП - - - - - - - - 1,7 - п-нитрозофенол - - - - - - - - - 0,8 Показатели резиновых смесей Время увеличения вязкости смеси на 5 единиц при 120°С, мин (t₅) 58,5 51,5 46,5 64,0 32,0 44,0 46,0 47,0 43,5 8,0 Свойства резин Условное напряжение при 300% удлинении, МПа 7,4 8,3 8,9 4,0 12,4 8,4 9,0 8,3 7.3 9,8 Условная прочность при разрыве, МПа 24,8 28,9 29,0 14,9 29,0 31,0 30,6 29,2 29,0 28,3 Относительное удлинение, % 720 660 600 840 540 670 680 700 700 530 Степень сохранения прочностных (K_f) и деформационных (K_ε) свойств резин после K_f, 72 час термоокислительного старения при 100°С, K_ε, 72 час K_f, 120 час   K_ε, 120 час

Таблица 3 Наименование ингредиентов и показателей Номер примера, содержание ингредиентов (мас.ч.), показатели 21 22 23 24 25 26 27 28 СКМС-30АРК 100 100 100 100 100 100 100 100 стеариновая кислота 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 сера 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 альтакс 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 оксид цинка 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 технический углерод К 354 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 антиоксидант РФ 0,3 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 - - алкофен БП - - - - - - 1,5 - п-нитрозофенол - - - - - - - 0,75 Показатели резиновых смесей Время увеличения вязкости смеси на 5 единиц при 120°С, мин (t₅) >45 >45 >45 >45 >45 >45 >45 14 Свойства резин Условное напряжение при 300% удлинении, МПа 8,2 8,1 8,0 8,0 8,4 8,6 8,4 12,0 Условная прочность при разрыве, МПа 26,6 26,7 26,2 28,8 27,0 26,0 24,6 21,3 Относительное удлинение, % 600 600 605 610 610 620 540 320 Степень сохранения прочностных (K_f) и деформационных (K_ε) свойств резин после K_f, 72 час термоокислительного старения при 100°С, K_ε, 72 час K_f, 120 час   K_ε, 120 час

Таблица 4 Наименование ингредиентов и показателей Номер примера, содержание ингредиентов (масс.ч.), показатели 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 СКМС-30АРК 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 стеариновая кислота 1,5 1,5 2,0 1,0 2,5 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 сера 1,5 2,0 2,0 1,2 2,5 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 альтакс 0,7 2,0 3,0 3,3 0,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 оксид цинка 3,0 5,0 5,0 6,0 2,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 технический углерод К 354 40,0 45,0 50,0 30,0 60,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 антиоксидант РФ 0,5 2,0 3,0 0,3 4,0 0,5 2,0 3,0 - - алкофен БП - - - - - - - - 1,5 - п-нитрозофенол - - - - - - - - - 0,75 Показатели резиновых смесей Время увеличения вязкости смеси на 5 единиц при 120°С, мин (t₅) >45 >45 >45 >45 >45 >45 >45 >45 >45 12,5 Свойства резин Условное напряжение при 300% удлинении, МПа 6,0 8,0 8,6 5,7 9,0 7,0 8,0 8,2 8,4 15,0 Условная прочность при разрыве, МПа 18,2 26,8 27,4 14,0 28,0 28,0 27,8 28,1 27,4 22,0 Относительное удлинение, % 960 610 600 930 480 600 610 610 640 320 Степень сохранения прочностных (K_f) и деформационных (K_ε) свойств резин после K_f, 72 час термоокислительного старения при 100°С, K_ε, 72 час K_f, 120 час   K_ε, 120 час

Таблица 5 Наименование ингредиентов и показателей Номер примера, содержание ингредиентов (мас.ч.), показатели 39 40 41 42 43 44 45 46 СКД 100 100 100 100 100 100 100 100 стеариновая кислота 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 сера 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Сульфенамид Ц 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 оксид цинка 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 технический углерод П 324 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 антиоксидант РФ 0,3 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 - - алкофен БП - - - - - - 1,5 - п-нитрозофенол - - - - - - - 0,75 Показатели резиновых смесей Время увеличения вязкости смеси на 5 единиц при 120°С, мин (t₅) 28,6 30,0 31,0 32,4 33,0 34,0 24,0 5,0 Свойства резин Условное напряжение при 300% удлинении, МПа 8,0 8,3 8,2 8,4 8,0 7,9 8,0 12,3 Условная прочность при разрыве, МПа 19,8 20,1 20,0 20,4 20,0 19,8 19,4 18,6 Относительное удлинение, % 460 470 480 480 490 500 430 310 Степень сохранения прочностных (K_f) и деформационных (K_ε) свойств резин после K_f, 72 час термоокислительного старения при 100°С, K_ε, 72 час K_f, 120 час   K_ε, 120 час

Таблица 6 Наименование ингредиентов и показателей Номер примера, содержание ингредиентов (мас.ч.), показатели 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 СКД 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 стеариновая кислота 1,5 2,0 2,0 1,0 2,5 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 сера 1,5 2,0 2,0 1,2 2,2 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 Сульфенамид Ц 0,7 1,0 3,0 3,3 0,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 оксид цинка 3,0 5,0 5,0 6,0 2,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 технический углерод П 324 40,0 45,0 50,0 30,0 60,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 антиоксидант РФ 0,5 2,0 3,0 0,3 4,0 0,5 2,0 3,0 - - алкофен БП - - - - - - - - 1,5 - п-нитрозофенол - - - - - - - - - 0,75 Показатели резиновых смесей Время увеличения вязкости смеси на 5 единиц при 120°С, мин (t₅) 41 32,4 20,5 >45 29,5 29,5 30,0 31,5 24,5 4,6 Свойства резин Условное напряжение при 300% удлинении, МПа 7,0 8,2 9,0 6,0 9,9 8,2 8,3 8,2 8,4 15,1 Условная прочность при разрыве, МПа 18,4 20,0 20,3 12,1 20,0 22,0 21,8 21,0 19,5 19,0 Относительное удлинение, % 560 490 420 600 380 480 480 490 430 310 Степень сохранения прочностных (K_f) и деформационных (K_ε) свойств резин K_f, 72 час после термоокислительного старения при 100°С, K_ε, 72 час K_f, 120 час   K_ε, 120 час

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к вулканизуемой резиновой смеси на основе непредельного карбоцепного каучука. Резиновая смесь содержит, мас.ч.: карбоцепной каучук - 100, стеариновую кислоту - 1,5-2,0, серу - 1,5-2,0, оксид цинка - 3-5, производное бензтиазола - 0,7-3,0, технический углерод - 40-50, в качестве антиоксиданта - продукт взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола с роданидом калия в среде метанола, насыщенного бромидом калия - 0,5-3,0. Резиновая смесь по изобретению обладает большей устойчивостью к подвулканизации и повышением стойкости резин к термоокислительному старению в жестких условиях. 6 табл.

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая серу, производное бензтиазола, технический углерод, стеариновую кислоту, оксид цинка, антиоксидант, отличающаяся тем, что она в качестве антиоксиданта содержит продукт взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола с роданидом калия в среде метанола, насыщенного бромидом калия, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
карбоцепной каучук 100 стеариновая кислота 1,5-2,0 сера 1,5-2,0 оксид цинка 3-5 производное бензтиазола 0,7-3,0 технический углерод 40-50 продукт взаимодействия 2,6-ди-трет.бутилфенола   с роданидом калия в среде метанола,   насыщенного бромидом калия 0,5-3,0