ПРОМОТОР АДГЕЗИИ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО МИНЕРАЛА ШУНГИТА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗИН К АРМИРУЮЩИМ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ Российский патент 2016 года по МПК C08K9/02 C08K3/04 C08K3/36 C08K3/24 C08L9/00 

Изобретение относится к области резинотехнической промышленности, к области производства армированных металлическими материалами резинотехнических изделий, а именно к промотору адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам, и может быть использовано при производстве резинометаллокордных шин.

Известен промотор адгезии резины к металлу, выполненный в виде тонкодисперсного порошка (см. патент РФ №2261257, МПК 7 C08L 9/00, C08K 3/22, 2005 г.).

Однако известный промотор адгезии резины к металлу при своем использовании обладает следующими недостатками:

- в недостаточной степени обеспечивает стойкость эластомерных материалов на основе каучука к термоокислительному старению,

- недостаточно обеспечивает повышение прочности связи эластомерных материалов на основе каучука с латунированным металлокордом (160-180 H при 23°С и 130-150 H при 100°С),

- недостаточно обеспечивает повышение предела прочности при растяжении эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3 (22,3 МПа),

- недостаточно обеспечивает повышение сопротивления раздиру эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3 (113-114 кН/м).

Задачей изобретения является создание промотора адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам.

Техническим результатом является обеспечение повышения стойкости эластомерных материалов на основе каучука к термоокислительному старению, обеспечение повышения прочности связи эластомерных материалов на основе каучука с латунированным металлокордом, обеспечение повышения предела прочности при растяжении эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3, обеспечение повышения сопротивления раздиру эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3.

Технический результат достигается тем, что предложен промотор адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам, выполненный в виде тонкодисперсного порошка, при этом в качестве тонкодисперсного порошка используют порошок природного минерала шунгита карельского месторождения с размером частиц от 0,15 мкм до 40 мкм и с удельной поверхностью от 18 до 42 м²/г, при этом в процессе совместного перемешивания указанного порошкового шунгита с солями кобальта и/или цинка на внешней поверхности частиц шунгита осаждаются катионы кобальта и/или цинка в количестве от 1,0 до 12,0 масс. %, причем в качестве соли кобальта используют сульфат кобальта, а в качестве соли цинка - сульфат цинка. При этом содержание на внешней поверхности порошковых частиц природного минерального шунгита катионов цинка в их смеси с катионами кобальта выбрано от 18 до 62 масс. %. При этом используют природный минерал шунгит карельского месторождения следующего состава, масс. %:

оксид титана (TiO₂) 0,15-0,25 оксид алюминия (Al₂O₃) 3,88-4,12 оксид железа (FeO) 2,25-2,75 оксид магния (MgO) 1,15-1,25 оксид кальция (СаО) 0,25-0,35 оксид натрия (Na₂O) 0,18-0,22 оксид калия (K₂O) 1,4-1,6 cepa (S) 1,15-1,25 вода кристаллическая 3,5-4,5 углерод 26-36 оксид кремния (SiO₂) остальное до 100%

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный промотор адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам, отличительными являются:

- использование тонкодисперсного порошка природного минерала шунгита карельского месторождения с размером частиц от 0,15 мкм до 40 мкм и с удельной поверхностью от 18 до 42 м²/г,

- осаждение в процессе совместного перемешивания указанного порошкового шунгита с солями кобальта и/или цинка на внешней поверхности частиц шунгита катионов кобальта и/или цинка в количестве от 1,0 до 12,0 масс. %, при этом в качестве соли кобальта используют сульфат кобальта, а в качестве соли цинка - сульфат цинка.

- использование в качестве соли кобальта - сульфата кобальта, а в качестве соли цинка - сульфата цинка,

- выбор содержания на внешней поверхности порошковых частиц природного минерала шунгита катионов цинка в их смеси с катионами кобальта от 18 до 62 масс. %,

- использование природного минерала шунгита карельского месторождения следующего состава, масс. %:

оксид титана (TiO₂) 0,15-0,25 оксид алюминия (Al₂O₃) 3,88-4,12 оксид железа (FeO) 2,25-2,75 оксид магния (MgO) 1,15-1,25 оксид кальция (СаО) 0,25-0,35 оксид натрия (Na₂O) 0,18-0,22 оксид калия (K₂O) 1,4-1,6 cepa (S) 1,15-1,25 вода кристаллическая 3,5-4,5 углерод 26-36 оксид кремния (SiO₂) остальное до 100%

Технология изготовления предложенного промотора не требует использования специфического технологического оборудования. При этом в качестве среды в процессе совместного перемешивания указанного порошкового шунгита с солями кобальта и/или цинка использовались водные растворы сульфатов кобальта и цинка.

Экспериментальные исследования предложенного промотора адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам показали его высокую эффективность. Предложенный промотор адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам при своем использовании обеспечивает повышение стойкости эластомерных материалов на основе каучука к термоокислительному старению на 16-18%, обеспечивает повышение прочности связи эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3 с латунированным металлокордом до 244-389 Н при 23°С и 206-292 Н при 100°С, обеспечивает повышение предела прочности при растяжении эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3 до 24-28 МПа, обеспечивает повышение сопротивления раздиру эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3 до 115-121 кН/м.

Реализация предложенного промотора адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам иллюстрируется приведенными в таблице 1 практическими примерами при использовании эластомерных материалов на основе каучука типа СКИ-3. При этом в таблице 1 представлены составы предложенного промотора и их свойства при использовании порошковых частиц природного минерала шунгита карельского месторождения следующих составов:

- шунгит №1 содержал оксид титана (TiO₂) 0,15 мас. %, оксид алюминия (Al₂O₃) 4,12 мас. %, оксид железа (FeO) 2,25 мас. %, оксид магния (MgO) 1,20 мас. %, оксид кальция (СаО) 0,25 мас. %, оксид натрия (Na₂O) 0,22 мас. %, оксид калия (K₂O) 1,4 мас. %, серу (S) 1,20 мас. %, воду кристаллическую 3,5 мас. %, углерод 36 мас. % и оксид кремния (SiO₂) остальное до 100%. При этом использовался тонкодисперсный порошок природного минерала шунгита карельского месторождения с размером частиц 0,15 мкм с удельной поверхностью 42 м²/г;

- шунгит №2 содержал оксид титана (TiO₂) 0,25 мас. %, оксид алюминия (Al₂O₃) 3,88 мас. %, оксид железа (FeO) 2,55 мас. %, оксид магния (MgO) 1,15 мас. %, оксид кальция (СаО) 0,35 мас. %, оксид натрия (Na₂O) 0,20 мас. %, оксид калия (K₂O) 1,5 мас. %, серу (S) 1,15 мас. %, воду кристаллическую 4,5 мас. %, углерод 30 мас. % и оксид кремния (SiO₂) остальное до 100%. При этом использовался тонкодисперсный порошок природного минерала шунгита карельского месторождения с размером частиц 9 мкм с удельной поверхностью 29 м²/г;

- шунгит №3 содержал оксид титана (TiO₂) 0,20 мас. %, оксид алюминия (Al₂O₃) 4,01 мас. %, оксид железа (FeO) 2,75 мас. %, оксид магния (MgO) 1,25 мас. %, оксид кальция (СаО) 0,30 мас. %, оксид натрия (Na₂O) 0,18 мас. %, оксид калия (K₂O) 1,6 мас. %, серу (S) 1,25 мас. %, воду кристаллическую 4,0 мас. %, углерод 26 мас. % и оксид кремния (SiO₂) остальное до 100%. При этом использовался тонкодисперсный порошок природного минерала шунгита карельского месторождения с размером частиц 40 мкм с удельной поверхностью 18 м²/г.

Изобретение относится к области резинотехнической промышленности, а именно к промотору адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам, и может быть использовано при производстве резинометаллокордных шин. Промотор адгезии на основе природного минерала шунгита карельского месторождения для крепления резин к армирующим металлическим материалам выполнен в виде тонкодисперсного порошка с размером частиц от 0,15 мкм до 40 мкм и с удельной поверхностью от 18 до 42 м²/г. При этом в процессе перемешивания шунгита с солями кобальта и/или цинка на внешней поверхности частиц шунгита осаждаются катионы кобальта и/или цинка в количестве от 1,0 до 12 мас. %. При этом в качестве соли кобальта используют сульфат кобальта, а в качестве соли цинка - сульфат цинка. Изобретение обеспечивает повышение стойкости эластомерных материалов на основе каучука к термоокислительному старению, повышение прочности связи эластомерных материалов на основе каучука с латунированным металлокордом, повышение предела прочности при растяжении эластомерных материалов на основе каучука СКИ-3, повышение сопротивления раздиру эластомерных материалов на основе каучука СКИ-3. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Промотор адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам, выполненный в виде тонкодисперсного порошка, характеризующийся тем, что в качестве тонкодисперсного порошка используют порошок природного минерала шунгита карельского месторождения с размером частиц от 0,15 мкм до 40 мкм и с удельной поверхностью от 18 до 42 м²/г, при этом в процессе совместного перемешивания указанного порошкового шунгита с солями кобальта и/или цинка на внешней поверхности частиц шунгита осаждаются катионы кобальта и/или цинка в количестве от 1,0 до 12,0 масс. %, причем в качестве соли кобальта используют сульфат кобальта, а в качестве соли цинка - сульфат цинка.

2. Промотор адгезии по п. 1, характеризующийся тем, что соотношение на внешней поверхности порошковых частиц природного минерала шунгита катионов цинка в их смеси с катионами кобальта выбрано от 18 до 62 масс. %.

3. Промотор адгезии по п. 1, характеризующийся тем, что используют природный минерал шунгит карельского месторождения следующего состава, масс. %:
оксид титана (TiO₂) 0,15-0,25 оксид алюминия (Al₂O₃) 3,88-4,12 оксид железа (FeO) 2,25-2,75 оксид магния (MgO) 1,15-1,25 оксид кальция (СаО) 0,25-0,35 оксид натрия (Na₂O) 0,18-0,22 оксид калия (K₂O) 1,4-1,6 cepa (S) 1,15-1,25 вода кристаллическая 3,5-4,5 углерод 26-36 оксид кремния (SiO₂) остальное до 100%