Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука Советский патент 1983 года по МПК C08L9/00 C08K5/42 

(54) BУЛKAHJИЗУEMAЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промьшшенности, в частности к вулканизуемой резиновой смеси, и может быть использовано для изготовления резин общего назначения.

В современной технологии резинового производства важное значение имеют некоторые полярные органические поверхностно-активные соединения, в основном полиспирты и амины, которые, взаимодействуя с ускорителями вулканизации, каучуком и другими ингредиентами смеси, Способствуют ускорению ,процесса вулканизации и получению .резин.с более высоким комплексом физико-механических свойств.

Например, известна резиновая смесь на основе карбоцепного каучука,содержащая кроме обычных ингредиентов активатор вулканизации-глицерин, вводимый в количестве 1-3 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука 1.

Существенными недостатками этой резиновой .сМеси являются низкая скорость вулканизации, низкое качество смещен и i.

Кроме того, резины из этой смеси обладают неудовлетворительными физико-механическими показателями, в част ности низкими условной прочностью, условным напряжением, эластичностью.

В отличие от полиолов, лучшей активирующей способностью обладают нек оторые поверхностно-активные органические аминосоединения.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука,

10 включающая активатор вулканизации - алкилдиоксиэтиленметилметилдиэтиламмонийбензолсульфонат (алкамон ОС-2) формулы

laCftaOjgCJHaYitfzHglzj CjHsSOj

КО{(ЗН2

15 СНз

где R - алкил - Qe 3$

в количестве i;o-20 мае. ч. на

20

100 мае.ч. каучука 12J.

Это техническое решение является наиболее близким (ji. заяв цяемому по сущ ности и достигаемому эффекту.

Добавка алкамона ОС-2 к резиновой

25 смеси позволяет сократить время вулка низации, повысить эластичность резин из данной смеси.

Однако активирующее действие атжамона ОС-2 нельзя признать удовлетвори

30 тельньм, так как скорость вулканизации резиновых смесей возрастает, незначительно. Качество смешения также остается низким. Кроме того, недостаточно высокими остаются физико-механические свойства вулканизатов, в частности условное напряжение и условная прочность резин из этой смеси. Целью изобретения является ускоре ние процесса вулканизации резиновых смесей и повышение прочностных пока зателей резин. Указанная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, вклю чаквдая активатор вулканизации, в качестве- активатора вулканизации содер жит диалкилдиоксиэтиленметилметилдиэтила ммонийбензолсульфонат (алкамон ОС-2) -и глицерин в соотношении-1;2 в количестве 1,5-4,5 мае. ч. на 100 мае. ч. каучука. Улучшение комплекса физико-механи ческих свойств резины из предлагаемой смеси также обусловлено синергическим эффектом совместного действия алкамона ОС-2 и глицерина. Для подтверждения синергического эффекта совместного действия алкамона ОС-2 и глицерина были приготовлены резиновые смеси, составы которых приведены в табл. 1. Сме,си 1 - 3 - контрольные {извест ные ) . Смеси 4 - 8 - опытные, приготовле ны при следующем соотношении компоне тов синергической системы алкамон ОС-2:глицерин 2:1, 1:1,1:2, 1:4, 1:8 Резиновые смеси приготовляют по известной методике на вальцах 160x320 мм при 70-80 С. в течение 30 мин. Активирующую добавку вводят в рез новую смесь совместно с сыпучими инг редиентами. Приготовленные смеси вулканизуют в электропрёссе при 143°С. Физико-механическ ие испытания вул канизатов резиновых смесей проводят по известным методикам, ГОСТ 269-66. Результаты физико-механических испытаний представлены в табл. 2. На основании данных, полученных при физико-механических испытаниях вулканизатов, можно сделать вывод, что наилучшим активирующим дейстьием обладает система, содержащая алкамон ОС-2 и глицерин в соотношении 1:2. Аналогичным образом бь1ли приготовлены резиновые смеси на основе бутадиен-стироль ного каучука, отличающиеся по содержанию синергической системы алкамон ОС-2-глицерин в смеси.I Рецептуры указанных смесей приведены в табл. 3. Результаты физико-механических испытаний резин, полученных из вышеприведенных смесей, приведены в табл. 4. На основании данных, приведенных в табл. 4, можно сделать вывод, что активирующее действие синергической системы алкамон ОС-2-глицерин по сравнению с аналогом и прототипом выше и позволяет снизить время вулканизации резиновых смесей в среднем на 15-20 мин. Кроме того, улучшается качество смешения резиновых смесей, что повышает их технологичность. Повышаются также физико-механические показатели резин из предлагаемых смесей, в частности условное напряжение и условная прочность резин. Пример . Для сравнительного анализа были приготовлены резиновые смеси протекторного т«па на основе век и ско. Резиновую смесь приготовляют в лабораторном двухлитровом резиносмесителе в две стадии. На первой стадии смешивают все ингредиенты (кроме вулканизирующей группы) при скорости вращения роторов 40 об/мин., температуре в течение 4 мин. Все каучуки и ингредиенты: загружают на нулевой минуте. На второй стадии смешивают маточную смесь и вулканизующую группу, загружаемые на нулевой минуте. Смешение производят в течение 2 мин при скорости вращения роторов 30 об/мин и температуре выгрузки 105°С. Полученные резиновые смеси вулканизуют в электропрессе при и по известной методике проводят испытания физико-механических свойств вулканизатов. Рецептуры резиновых смесей на основе век и СКД, содержащих синергическую систему алкамон ОС-2-глицерин в соотношении 1:2, приведены в табл. 5. Физико-механические показатели вулканизатов из резиновых смесей протекторного типа на основе ВСК и СКД приведены в табл. 6. Как показывают данные таблиц, исользование в резиновых в каестве активатора вулканизации синерической системы алкамон ОС-2-глиерин по сравнению с прототипом меет существенные преимущества как о ускорению процесса вулканизации качеству смешения смесей, так и о влиянию на физико-механические войства вулканизатов. Как видно из таблиц, оптимальной вляется дозировка активатора вулкаизации в количестве 1,5 - 4,5 мае.ч. а 100 мае. ч. каучука при соотношеНИИ компонентов в синергической системе алкамон ОС-2-глицерин - 1:2.

Введение активатора в резиновые смеси в количестве меньшем, чем 1,5 мае.ч. на 100 мае. ч. каучука, не приводит к повышению скорости вулканизации, а введение активатора в коРецептуры резиновьк смесей стандартного типа на основе бутадиенстирольного каучука, содержащих синергическу о систему алкамон ОС-2-глицерин, при различных соотношениях 1:2 в количестве 1,5-4,5 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука СКМС-30 АРКМ-15 111138100,0 100,0 100,0 Стеарин Алкамон 10106.1,5 Глицерин5,0 5,0 5,0 Технический угле50,0 50,0 50,0 род ПМ-100 Альтакс 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0

личестве большем,чем 4,5 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука, нецелесообразно, так как не оказывает заметного влияния на-дальнейшее повышение екороети вулканизации резиновых смееей, качест5 ва их смешения, а также на физикомеханические свойства вулканизатов.

Таблица 3,0 100,0 100,0 100,0 100,0 3,00 2,25 1,5 0,9 1,5 2,25 3,0 3,6 5,0 5,0 5,0 5,0 50,0 50,0 50,0 50,0 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,0

Физико-механические показатели резин из резиновых смелей на основе БСК, содержащих синергическую систему алкамон ОС-2-глицерин, при различных соотношениях алкамона ОС-2 и глицерина в системе Качество смешения, баллы Оптимальное время вулканизации при 143С, мин. Условное напряжение при 300% удлинении, 16,5 18,5 17,4 Условная прочность, МПа 24,6 25,6 24,9 Относитёльное

Рецептуры резиновых смесей на основе БСК, содержащих синергическую систему алкамон ОС-2-глицерин в соотношении 1:2 в количестве 1,5-4,5 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука СКМС-30 111138АРКМ-1572 100,0 100,0 100,0

ГОСТ

101061,5

62

ГОСТ

62593,0

71 Оксид цинка 5,0 5,0 5,0

Таблица2

Т а б л и ц а 3

0,5 0,6 0,9 1,5

1,0 1,2 1,8 3,0 3 4 30 20 30 30 24,0 23,2 22,9 20,2 19,5 25,8 26,1 27,0 26,3 26,0 .100,0 100,0 100,0 100,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Качество смешения, баллы Оптимальное время вулканизации при , мин. Условное напряжение при 300% 16,6 18,5 17, уд., МПа Условная прочность, МПа 24,6 25,6 24, Относительное удлинение, % 454 307 328 Остаточное 16,0 15,5 15 удлинение, % Твердость по ТМ-2, ед. 60 63 62 Эластичность 26 . 24 по отскоку, %

Продолжение табл. 3 9,5 21,1 22,0 22,9 6,6 27,0 26,9 27,0 66 358 350 346

ТаблицаЗ

70,0 70,0 70,0 70,0 70,0,

30,0 30,0 30,0 30,0 30,0

0,30,5 1,52,0

3,00,61,0 3,04,0

3,03,03,0 3,03,0

2,02,02,0 2,02,0

0,50,50,5 0,50,5

12,0 12,0 12,0 12,0 12,0

2,02,02,0 2,02,0

2,02,02,0 2,02,0

60,0 60,0 60,0 60,0 60,0

1,21,21,2 1,21,2

2,02,02,0 2,02,0

Вязкость по Муни

при , ед.

Сопротивление подвулканизации при , мин,

Оптимальное врем

вулканизации при

153°С, мин,

Условное напряже

при 300. % удл. ,

МПа

Условная прочность, МПа

Относительное

удлинение, %

Остаточное удлинение, %

Твердость по

ТМ-2, ед.

Эластичность по

отскоку, %

Сопротивление тепловому старен 100Сх72 ч, коэффициент по условной прочности

Коэффициент по относительному удлинению

Сопротивление

разрастанию

трещин до 10 мм

тыс. циклов

Истираемость на

машине МИ-2,

.ч

Формула изобретения

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая активатор вулканизации, отличающаяся тем, что, с целью ускоре-ния процесса вулканизации резиТаблицаь

45 46 46 47 4§ 46

10 10 12 12 11 11

25 27 30 15 20 20

9,0 8,4 9,8 9,6 9,0

17,1 16,2 16,2 18,3 18,0 17,0

540 556 550 540

535

II

12 10 10 10

63 61 64 63

63

36 38. 38

36

35

0,72 0,70 0,72 0,78 0,77 0,72

0,53 0,50 0,52 0,58 0,56 0,51

15

13 14 25 26

200 220 190 154 150 209

новых смесей и повышения прочностных показателей резин, смесь содержит в качестве активатора вулканизации алкилдиоксиэтиленметилметилдиэтиламмонийбензолсульфонат и глицерин в cqотношении 1:2 в количестве 1,5 мае. ч. на 100 мае.ч каучука.

151002317

Источники информации,2. Блох Г.А. Органические ускорипрннятые во внимание при экспертизетели вулканизации каучуков. Л.,

1. Краус Дж. Усиление эластомеров..Химия. 1972, с. 480 (протоМ., Химия, 1968, с. 370.тид) .