РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2016 года по МПК C08L7/00 C08L9/00 C08L9/06 C08K5/44 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновым смесям на основе непредельного каучука.

Известна резиновая смесь для нашпальных прокладок на основе бутадиенстирольного и синтетического цис-1,4-полиизопренового непредельных каучуков, которая в качестве ускорителя вулканизации содержит N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (сульфенамид Ц) [Патент 1692993 (SU). Резиновая смесь для нашпальных прокладок. Основной класс МПК C08L 9/00. Авторы: Паршиков Г.И., Лещенко В.И., Паршикова Н.В., Маркова Л.А., Ушмарин Н.Ф., Резникова М.Д., Корсунова В.В., Хованская Н.В., Брусина Э.А., Кузьмина Е.Ф., Купцов В.В. Заявка 4626142/05; заявл. 26.12.1988, опубл. 23.11.1991, Бюллетень №43].

Однако резины из такой резиновой смеси обладают недостаточной морозостойкостью и недостаточным сопротивлением образованию и разрастанию трещин.

Известна резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений на основе изопренового и бутадиен-стирольного непредельных каучуков, содержащая в качестве ускорителя вулканизации N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (сульфенамид Ц), отличающаяся тем, что с целью улучшения морозостойкости и сопротивления образованию и разрастанию трещин в нее дополнительно вводится дивиниловый каучук с содержанием звеньев ЦИС-1,4 от 87 до 95%, вазелиновое масло и полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин [Патент 2286363 (SU). Резиновая смесь для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений. Основной класс МПК C08L 9/00. Авторы: Кузьмина Е.Ф., Пелевин В.С., Бычков С.П., Морозов В.И. Заявка 2004137570/04, заявл. 22.12.2004, опубл. 27.10.2006, Бюллетень №30]. Данная резиновая смесь взята в качестве прототипа.

Недостатком данной резиновой смеси являются плохие технологические свойства (низкая стойкость к подвулканизации).

Цель изобретения - улучшение технологических свойств резиновой смеси (улучшение стойкости к подвулканизации).

Данная цель достигается за счет технического результата, выраженного в улучшении технологических свойств резиновой смеси (улучшение стойкости к подвулканизации).

Данный результат получен за счет введения в состав резиновой смеси на основе непредельного каучука в качестве ускорителя вулканизации продуктов взаимодействия известных ускорителей вулканизации класса сульфенамидов с эпоксидными соединениями.

Существенным отличительным признаком предлагаемых ускорителей вулканизации является наличие в их составе гидроксильной группы.

Химические формулы продуктов предлагаемых в качестве ускорителей вулканизации приведены в таблице 1.

Описание предлагаемого технического решения.

Резиновая смесь на основе непредельного каучука отличается тем, что в ее состав в качестве ускорителя вулканизации входит продукт взаимодействия известного ускорителя вулканизации класса сульфенамидов с эпоксидным соединением:

-N-третбутил-N-2-гидрокси-3-хлорпропил-2-бензтиазолилсульфенамид (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с 1-хлор-2,3-эпоксипропаном);

-1,2,3-три[1-(бензтиазолилмеркапто)(третбутил)амино-2-гидроксипропоксиметилен] пропан (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с триглицидиловым эфиром триметилолпропана);

-N-третбутил-N-2-гидрокси-3-(2-н-бутоксиэтокси)пропил-2-бензтиазолилсульфенамид (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с моноглицидиловым эфиром бутилцеллозольва);

-N-циклогексил-N-2-гидрокси-3-(2-н-бутоксиэтокси)пропил-2-бензтиазолилсульфенамид (продукт взаимодействия N-циклогексил-2 бензтиазолилсульфенамида с моноглицидиловым эфиром бутилцеллозольва).

Резиновая смесь может содержать ингредиенты при их следующем соотношении, мас. ч.:

Непредельный каучук 100,0 Сера 0,5-4,0 Оксид цинка 3,0-5,0 Синтетические жирные кислоты фракции C₁₇-C₂₀ 0-1,0 Нефтяной битум 0-4,5 Ацетонанил (полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин) (0-2,0) Дитиоморфолин 0-1,5 Диафен ФП 0-1,5 Гексол (расплав w,w′-гексахлорпараксилола в защитном воске) 0-1,0 Наполнитель 25,0-100,0 Нефтяной мягчитель 0-20,0 Стеарин технический 0-2,0 Воск микрокристаллический 0-2,0 Кислота бензойная 0-0,5 Триэтилбензиламмоний хлорид (ТЭБАХ) 0-0,1 Ускоритель вулканизации - продукт взаимодействия   известного ускорителя вулканизации класса сульфенамидов   с эпоксидным соединением 0,2-6,0

Резиновая смесь в качестве непредельного каучука может содержать комбинацию синтетических каучуков СКИ-3, СКС-30 АРК и СКД.

Резиновая смесь в качестве непредельного каучука может содержать комбинацию натурального и синтетических каучуков СКС-30 АРКМ-27 и СКД-Н.

Резиновая смесь качестве наполнителя может содержать технический углерод с удельной геометрической поверхностью 45-60 м²/г (N550).

Резиновая смесь в качестве наполнителя может содержать каолин.

Резиновая смесь в качестве наполнителя может содержать Coupsil 8113 GR.

Резиновая смесь в качестве нефтяного мягчителя может содержать вазелиновое масло.

Резиновая смесь в качестве нефтяного мягчителя может содержать масло ПН-6Ш.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь в зависимости от состава может быть использована для изготовления различных резиновых изделий (примеры 1 и 2).

Пример 1. На вальцах обычным способом готовят резиновые смеси на основе непредельных синтетических каучуков СКИ-3, СКС-30 АРК и СКД, состав которых приведен в таблице 2. Смесь 1 - смесь по прототипу, смеси 2÷10 - смеси по изобретению.

На безроторном виброреометре были определены характеристики подвулканизации τ_s1, τ_s2 и оптимум вулканизации (τ₉₀) исследованных резиновых смесей при 160°C. Вулканизацию проводили при температуре 160°C в течение τ₉₀ плюс 5 минут. Упругопрочностные свойства при растяжении (условную прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве) определяли в соответствии с ГОСТ 270-75. Сопротивление раздиру определяли в соответствии с ГОСТ 262-93. Твердость по Шору А определяли в соответствии с ГОСТ 263-75. Эластичность по отскоку определяли в соответствии с ГОСТ 27110-86.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе синтетических каучуков приведены в таблице 3.

По данным, приведенным в таблице 3, резиновые смеси по изобретению имеют большую стойкость к подвулканизации, чем прототип, а вулканизаты резиновых смесей по изобретению по физико-механическим свойствам остаются на уровне вулканизатов резиновых смесей по прототипу.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь может быть использована для изготовления для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений.

Пример 2. На вальцах обычным способом готовят резиновые смеси на основе непредельных натурального и синтетических каучуков СКС-30 АРКМ-27 и СКД-Н, состав которых приведен в таблице 4. Смесь 1 - смесь с известным ускорителем сульфенамидом Ц, который использован в прототипе, смесь 2 - с известным ускорителем сульфенамидом ДЦ (сульфенамид ДЦ обеспечивает наибольшую стойкость к подвулканизации резиновым смесям, среди всех сульфенамидных ускорителей, выпускаемых промышленностью), смеси 3 и 4 - смеси по изобретению.

На безроторном виброреометре были определены характеристики подвулканизации τ_s1, τ_s2 и оптимум вулканизации (τ₉₀) при 150°C. Вулканизацию проводили при температуре 150°C в течение τ₉₀ плюс 5 минут. Упругопрочностные свойства при растяжении (условную прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве) определяли в соответствии с ГОСТ 270-75. Сопротивление раздиру определяли в соответствии с ГОСТ 262-93. Твердость по Шору А определяли в соответствии с ГОСТ 263-75. Эластичность по отскоку определяли в соответствии с ГОСТ 27110-86.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе натурального и синтетических каучуков СКС-30 АРКМ-27 и СКД-Н приведены в таблице 5.

По данным таблице 5 предлагаемые резиновые смеси имеют большую стойкость к подвулканизации, чем резиновые смеси с известными сульфенамидными ускорителями вулканизации, а вулканизаты резиновых смесей по изобретению по физико-механическим свойствам остаются на уровне вулканизатов резиновых смесей с известными сульфенамидными ускорителями вулканизации.

Резиновые смеси по примеру 2 имеют преимущество по сравнению с прототипом по физико-механическим свойствам вулканизатов (по условной прочности при растяжении) и могут быть использованы для изготовления шин, в частности для беговой дорожки, и резиновых технических изделий, работающих в тяжелых условиях.

Таблица 1 Химические формулы продуктов, предлагаемых в качестве ускорителей вулканизации Название Формула N-третбутил-N-2-гидрокси-3-хлорпропил-2-бензтиазолилсульфенамид (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с 1-хлор-2,3-эпоксипропаном) 1,2,3-три[1-(бензтиазолилмеркапто)(третбутил)амино-2-гидроксипропоксиметилен]пропан (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с триглицидиловым эфиром триметилолпропана) N-третбутил-N-2-гидрокси-3-(2-н-бутоксиэтокси)пропил-2-бензтиазолилсульфенамид (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с моноглицидиловым эфиром бутилцеллозольва) N-циклогексил-N-2-гидрокси-3-(2-н-бутоксиэтокси)пропил-2-бензтиазолилсульфенамид (продукта взаимодействия N-циклогексил-2 бензтиазолилсульфенамида с моноглицидиловым эфиром бутилцеллозольва)

Изобретение относится к области производства резиновых изделий. Вулканизуемая резиновая смесь включает в качестве ускорителя вулканизации продукт взаимодействия известных ускорителей вулканизации класса сульфенамидов с эпоксидными соединениями в количестве 0,2-6,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Изобретение позволяет улучшить стойкость к подвулканизации и технологические свойства резиновой смеси при сохранении физико-механических свойств вулканизатов резиновой смеси. 8 з.п. ф-лы, 5 табл., 2 пр.

1. Резиновая смесь на основе непредельного каучука, отличающаяся тем, что в ее состав в качестве ускорителя вулканизации входит продукт взаимодействия известного ускорителя вулканизации класса сульфенамидов с эпоксидным соединением:
- N-третбутил-N-2-гидрокси-3-хлорпропил-2-бензтиазолилсульфенамида (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с 1-хлор-2,3-эпоксипропаном);
- 1,2,3-три[1-(бензтиазолилмеркапто)(третбутил)амино-2-гидроксипропоксиметилен]пропана (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с триглицидиловым эфиром триметилолпропана);
- N-третбутил-N-2-гидрокси-3-(2-н-бутоксиэтокси)пропил-2-бензтиазолилсульфенамида (продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензтиазолилсульфенамида с моноглицидиловым эфиром бутилцеллозольва);
- N-циклогексил-N-2-гидрокси-3-(2-н-бутоксиэтокси)пропил-2-бензтиазолилсульфенамида (продукт взаимодействия N-циклогексил-2 бензтиазолилсульфенамида с моноглицидиловым эфиром бутилцеллозольва).

2. Резиновая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит ингредиенты при их следующем соотношении, мас. ч.:
Непредельный каучук 100,0 Сера 0,5-4,0 Оксид цинка 3,0-5,0 Синтетические жирные кислоты фракции C₁₇-C₂₀ 0-1,0 Нефтяной битум 0-4,5 Ацетонанил   (Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин) 0-2,0 Дитиоморфолин 0-1,5 Диафен ФП 0-1,5 Гексол (Расплав w,w-гексахлорпараксилола в защитном воске) 0-1,0 Наполнитель 25,0-100,0 Нефтяной мягчитель 0-20,0 Стеарин технический 0-2,0 Воск микрокристаллический 0-2,0 Кислота бензойная 0-0,5 Триэтилбензиламмоний   хлорид (ТЭБАХ) 0-0,1 Ускоритель вулканизации   продукт взаимодействия известного ускорителя вулканизации класса сульфенамидов с эпоксидным соединением 0,2-6,0.

3. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве непредельного каучука содержит комбинацию синтетических каучуков СКИ-3, СКС-30 АРК и СКД.

4. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве непредельного каучука содержит комбинацию натурального и синтетических каучуков СКС-30 АРКМ-27 и СКД-Н.

5. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве наполнителя содержит технический углерод с удельной геометрической поверхностью 45-60 м²/г (N550).

6. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве наполнителя содержит каолин.

7. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве наполнителя содержит Coupsil 8113 GR.

8. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве нефтяного мягчителя содержит вазелиновое масло.

9. Резиновая смесь по п. 2, отличающаяся тем, что она в качестве нефтяного мягчителя содержит масло ПН-6Ш.