Резиновая смесь Советский патент 1983 года по МПК C08L9/00 C08K11/00 

4 QD СД Изобретение относится к резиновой промышленности в частности, в разработке вулканизуерлой резиновой смеси на основе ненасыщенного карбоцепного каучука. Известно использование в резиновы смесях лигнинов, обработанных азотсеросодержащими соединениями в качестве ускорителей вулканизации l, активаторов смоляной вулканизации бу тилкаучука 23. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, содержащая ускоритель вулканизации, .наполнитель и вулканизующий агент, в которой, с целью повыше ния технико-экономических показателе и улучшения физико-механических свойств резин из данной смеси, в качестве вулканизукхцего агента применен хлорсодержащий технический углерод, модифицированный полисульфидами щелочных металлов в эквивалентном количестве по отношению к хлору технического углерода, в количестве 10100 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука. Данный модифицированный серой технический углерод позволяет исключить . из смеси элементарную серу, которая имеет тенденцию к выцветанию па поверхности резиновых смесей и вулкани затов З. Недостатками известного технического решения являются необходимость сравнительно больших дозировок модифицированного техуглерода для введения в смесь требуемого для вулканиза ции ;количества серы и невозможность получения светлых смесей при использовании данного продукта в качестве вулканизующего агента. Целью изобретения является: исключение выцветания серы на поверхности резиновой смеси и ее вулканизатов, повышение - скорости вулканизации смеси и теплостойкости вулканизатов. Поставленная цель достигается введением в резиновую смесь ыа основе ненасыщенного каучука, включающую ускоритель вулканизации и наполнитель, в качестве вулканизующего агента лигнина, модифицированного 20-30% серы, в количестве 5-15 мае.ч, последнего, 40-95 мае.ч. наполнителя, 0,9-3,2 мае,ч, ускорителя на 100 масс.ч. каучука. Предлагаемый серосодержащий лигнин (СЛ) может использоваться и качестве эффективного вулканизующего агента как в резиновых смесях, содержащих технический углерод, и в смесях, содержащих светлые нгшолнители. При введении СЛ в смесь имеет место увеличение скорости вулканизации, теплостойкости резин и не наблюдается выцветание серы на поверхности смеси и вулканизатов даже при збщем содержании ее в смеси до 4,5 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука. Пример 1. В резиновую смесь на основе изопренового каучука СКИ-3 следующего состава, мае.ч.; СКИ-3 100/ оксид цинка 5,0; стеариновая кислота 1,0; каптакс l,0j техуглерод ПМ-100 50; вводят СЛ. Дозировка СЛ и свойства смесей и вулканизатов по примеру 1 приведены в табл.1. Для С1эавнения в этой же таблице приведены свойства композиций, содержащих серу, и композиции, содержащей технический углерод, модифицированный серой. Таблица 1

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе ненасыщенного каучука, включающая ускоритель вулканизации, наполнитель и вулканизующий агент, отличающаяся тем, что, с целью исключения выцветания серы на поверхности резиновой смеси и ее вулканизатов, повышения скорости вулканизации смеси и теплостойкости вулканизатов, в. качестве вулканизующего агента она содержит лигнин, модифицированный 20-30% серы, в количестве 5-15 мае.ч. последнего, 40-95 мае.ч. наполнителя, 0,9-3,2 мае.ч. ускорителя на 100 мае.ч. каучука. (Л

Сера

Техуглерод ПМ-100-35

СЛ, содержащий 30% серы

Врегля до начала подвулканизации при 403К, мин

Скорость подвулканизации при , мин

50,0

5,0

3,6

5,8 1,8 2,9

Оптимальное время вулканизации при 403°К, мин

Условная прочность при разрыве, МПа

Относительное удлинение , %

Относительная остаточная деформация, %

Коэффициент сопротивления тепловому старению (72 ч.373°К)

по прочности

по относительному удлинению

Пример 2. В маточную резиновую смесь на основе бутадиенстирольного каучука следующего состава, мае.ч.: СКС-30 АРКП 100, оксид цинка 5,0, стеариновая кислота 2,0, альтакс 1,0, техуглерод ПМ-75 40,0, вводят СЛ. Свойства смесей и вулканитехуглерод ПМ-100-55 СЛ, содержащий 25% серы

Время начата подвулканизации при 403°К, пин

Скорость подвулканизадии при 403°К, мин

Оптимальное время вулканизации при , мин

Условная прочность при разрыве, МПа

Продолжение табл. 1

0,49

0,68 0,53 0,55

затов по примеру 2 представлены в табл.2. Для сравнения в этой же таб35 ЛИце приведены свойства смеси того же состава, в которую вместо техуглерода ПМ-75 введен техуглерод, модифицированный серой, ПМ-100-55.

40

Таблица 2

10,0

9,0

4,8

22,0

27,5

Относительное удлинение,%

Относительная остаточная деформация, %.

Коэффициент сопротивления тепловому старению (72 ч« Х373°К)

по прочности

по относительному удлинению

Пример 3. В резиновую смесь на основе бутадиеннитрильного каучу-: ка следующего состава, мае.ч.: 25 СКН-26М-100; сульфенамид М 1,0; стеариновая кислота 1,0, оксид цинка 5,0; дибутилфталат 10; техуглерод ПМ-50 50, вводят. СЛ, содержащий 30%

Сера

Техуглерод ПМ-100-58

СЛ, содержащий 30% серы

Время начала подвулканизации при 403°К, мин

Скорость подвулканизации при 403К, мин

Оптимальное время вулканизации пр 423°К, мин

Условная прочность при разрыве, М Относительное удлинение, %

Относительная остаточная деформация, %

Наличие выцветания на поверхности смеси после хранения в течение

2 сут 30 сут

Продолжение табл. 2

520 20

0,70 0,62

серы (от веса лигнина). Свойстиа полученной смеси и вулканизатс, по примеру 3, а также свойства к:o moзиции того же состава, содержащей серу в качестве вулканизующего агента и композиции, содержащей ПМ-100-)3, представлены в табл.3.

Таблица 3

2,5

50,0

20

20

Нет

Нет

Пример 4. В светлую резиновую смесь на основе комбинации изопренового каучука с бутадиенстирольным вводят СЛ, модифицированный 20%

Свойства резиновых смесей и вулканизатов

Время начала подвулканизаци1% при , мин

Скорость подвулканизощии при 403°К, мин Режим вулканизации

Условная прочность при разрыве

МПа

Относительное удлинение, % Относительная остаточная деформция, %

серы (от веса лигнина). Свойства резиновой смеси и дозировка ингредиентов по примеру 4 представлены в табл.4.

Таблица4

Как видно из приведенных примеров, СП является эффективным вулкан и зукхцим агентом для резиновой смеси на основе карбоцепного каучука. При его введении в смеси млеет место увеличение скорости вулканизации, что приводит к сокращению оптимального времени вулканизации. Увеличение скорости вулканизации позволяет сократить содержание ускорителя в смеси (табл.4).

Сера не выцветает на поверхности смесей даже при содержании ее в смеси в количестве 4,5 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука (табл.3, смесь 3). Кроме того, присутствие СЛ в смеси приводит к увеличению теплостойкости вулканизата (пример 1 и 2). По сравнению с техническим углеродом, модифицированным серой, использование СЛ позволяет ввести в резиновую смесь требуемое для вулканизации количество серы при гораздо меньшей дозировке СЛ по сравнению с модифицированным техуглеродом. Необходимо ответить, что СЛ может использоваться ка эффективный вулканизующий агент : для цветных смесей, не содержащих техуглерода.

Применение СЛ в резиновой прог-чышленности не толькорасширяет ее сырьевую базу, но и решает проблег-гу утилизации отходов гидролизной г:ромышленности.