Вулканизуемая резиновая смесь Советский патент 1984 года по МПК C08L9/00 C08K3/04 

Oi 00 421 4;

сл Изобретение относится к резиново прснльшшенности, а именно к вулканизуемым резиновым смесям на основе 1,4-цис-папиизопрена и наполнителя сажи, модифицированной азотсодержащими соединениями. Вулканизуемые резиновые смеси используются как брекерные, каркасные, протекторные в шинной промБшленности, в различны рецептурах резино-технической промы ленности. Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе синтетического каучука, включающая модифицированную с жу за счет введения на ее поверхнос различных функциональных групп С11, Однако такие смеси обладают низкой когезионной прочностью. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является ву канизуемая резиновая смесь на основ ненасыщенных каучуков, например1,4-цис-полиизопрена (100 мае.ч.), включающая 40-70 мае.ч. наполнителя Ссоки, модифицированной (0,5-3,0 мае на 100 мас.ч.сажи) органическим азотсодержащим соединением - продук том взаимодействия этоксилированног алкилоламида жирной кислоты с мочевиной С 21. Хотя когезионная прочность такой резиновой смеси имеет повышенное зн чение по сравнению с ранее указанно смесью, однако в настоящее время он уже не удотвлетворяет возрастающим требованиям промышленности. Целью изобретения является повышение когезионной прочности. Указанная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе 1,4-цис-полиизопрена, вкл чающая наполнитель - сажу, модифици рованную органическим азотсодержащим соединениемj в качестве наполнителя содержит печную сажу, модифицированную 0,1-2,0 мае.ч. паранит розодифениламина на 100 мае.ч. сажи при следующем соотношении-компонентов, мае.ч.: 1,4-цйс-Полиизопрен 100 Наполнитель 40-70 Применение в вулканизуемой резиновой смеси сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, приводит к увеличению степени взаимодействия ,сажи и каучука с участием паранитро зодифениламина, что обусловливает повышение каркасности резиновой сме си, а следовательно, и е,е когезионной прочности. Повыиение числа связей каучук - сажа с участием паранитрозодифениламина становится возмо}кным вследствие предварительного распределения и адсорбции паранитро зодифениламина на сажевой поверхности , что является причиной снижения вклада конкурирующих реакций, вза.имoдeйeiвия ингредиентов резиновой смеси с сажевой поверхностью и побочных реакций паранитрозодифениламина с ингредиентами резиновой смеси. Снижение необратимой адсорбции ингредиентов резиновой смеси (и прежде всего агентов вулканизации) на саже и снижение роли реакций паранитрозодифениламина с ингредиентами резиновой смеси способствуют увеличению вероятности использования как паранитрозодифениамина, так и ингредиентов резиновой смеси по целевому назначению. Кроме того, применение сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, способствует высокой степени распределения и диспергирования паранитрозодифенилс1МИ1на по объему резиновой смеси, что обуславливает повышение однородности распределения связей каучук-сажа, а следовательно, и однородности вулканизатов. Модифицированная сажа может быть получена следующим образом. В электромагнитный аппарат типа АВС-150 загружают, например, 400 г магнитных элементов (иголки), 400 г сажи ПМ41В5 и 4 г паранитрозодифениламина (что соотв.етствует 1 мае.ч. на 100 мае.ч. сажи). Лри напряжённости., электромагнитного поля 1500 Э сажу модифицируют при за счет естественного нагрева от трения иголок в течение 40 с. П р и. м е р 1. 400 г (100 мае.ч.) 1,4-цис-полииз6прена смешивают при 75°С в течение.13 мин на лабораторных вальцах с 10 мае.ч. целевых добавок (8 г стеарина, 20 г окиси цинка, 4 г сульфенамида, 8 г серы) и 200 г 50 мае.ч. наполнителя сажи, модифицированной 0,6 мае.ч. на 10-0 мае.ч. еажи паранитрозодифениламина. Приготовленную резиновую смесь в виде листов толщиной 2 мм выдерживают при 23 С в течение 48 ч и определяют когезионную прочность резиновой смеси на динамометре при скорости движения нижнего зажима 50 мм/мин. Когезионная прочность резиновой емееи 1,92 МПа. Далее резиновую емееь в виде лиетоа толщиной 2 мм вулканизуют при 143 в течение 25 мин и определяют физико-механичеекие показатели вулканизатов. Последующие опыты аналогичны опиеанному, но используют сажу/ модифицированную 0,05; 0,1; 0,3f 1,0; 1,5; 2,0;.2,5 мае.ч. на 100 мае.ч. сажи паранитрозодифеНИЛамина. Пример 2. Для сопоставления готовятизвестную резиновую смесь е использованием сажи, модифицированной 0,5-1,0-1,5-2,0-3,0 мае.ч. (на 100 мае.ч. еажи) продукта взаимодейетвия этокеилированного алкилоламид

жирной кислоты с мочевиной, в ветствии с примером 1.

Данные по испытаниям г редставлены в таблице.

ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе 1,4-цис-полиизопрена, включанвдая наполнитель - сажу, модифицированную азотсодержащим соeдинeниe,, отличающаяся тем, что, с целью повышения когезионной прочности, в качестве наполнителя она содержит печную сажу, модифицированную 0,1-2 мае,ч, паранитрозодифениламина на 100 мае,ч. сажи, при следующем соотно1;1ении компонентов , мае. ч: 1,4-цис-полиизопрен 100 Наполнитель40-70

Кроме того, готовят резиновые смеси с содержанием модифицированно го 0,6 мае.ч паранитрозодифениламин (на 100 мае.ч. сажи) - 40 и 70 мае. В таблице показаны сравнительные данные по когезионной прочности вул канизуемых резиновых смесей и физик механи 1еским показателям их вулкани затов, полученных как при использов нии 1,4-цис-полиизопрена, модифицированного 0,5 мае.ч паранитрозодифе ниламина на 100 мае.ч. каучука на стадии вьщеления каучука из углеродистого раствора и немодифицированной сажи (50 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука), так и при использовании немодифицированного 1,4-цис-полиизопрена с модифицированной .. 0., 5 мае.ч. паранитрозодифениламина (50 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука) сажей при вышеуказанном количеетве целевых добавок. Как видно из таблицы, в еравнении с известной предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь на основе 1,4-цис-полиизопрена, т.е. смееь с использованием в качестве наполнителя сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, позволяет повыеить когезионную прочность резиновой смеси в 2-2,5 раза. При этом наблюдается улучшение физико-механичееких показателей вулканизатов резиновых смесей рост напряжений при заданном удлинении, прочности при разрыве, сопротивления раздиру и устойчивости к тепловому старению примеры 7-12 против 1-5 . При введении в резиновую смееь сажи, модифицированной паранитрозодифениламином в количестве, меньшем 0,1 мае.ч., не наблюдается существенного увеличения когезионной .проч ности при практической равнозначности физико-механических показателей . вулканизатов резиновых смесей (пример 6 против 7). Введение-сажи, модифицированной паранитрозодифениламином в коли юстве, большем 2,0 мае.ч., нецелееообразно, так как не приводит к дальнейшему увеличению когезионной прочности, роет физико-механических показателей вулканизатов резиновых смесей становится не существенным (пример 13 против 12. В пределах известной дозировки наполнителя - модифицированной

0,6 мае.ч. паранитрозодифениламина сажи, вулканизуемая резиновая смесь сохраняет высокий уровень когезионной прочности.

Применение предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси, т.е. полученной с использованием 1,4-цис-полиизопрена и модифицированной 0,5 мае.ч. паранитрозодифениламинсхи сажи, при-, водит к увеличению когезионной прочности на 25% по сравнению со случаем использования в резиновых смесях модифицированного указанным модификатором в там же количестве 1,4-щсс-полиизопрена и немодифицированной сажи (пример 1 прошв 2i.

Когезионная прочность вулканизуемой резиновой смеси на основе модафицированного паранйтрозодифенилёминст

1,4-7ЦИС-полиизопрена, полученной с использованием наполнителя - сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, увеличивается, чего не на-г влюдается при увеличении содержания паранитрозодифениламина для модификации самого 1,4-цис-полиизопрена при равнозначности в обоих случаях дозировок модификатора (пример 3 против 4);

Таким образом, предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь по сравнени с известной обеспечивает повьшение когезионной прочности резиновой смеси при сохранении высокого уровня физико-механических показателей вулканидатов резиновых смесей, что приведет к увеличению ходимости шин на 1%..