Резиновая смесь Советский патент 1984 года по МПК C08L9/00 C08K7/02 

о

00

о

СП

iJi

Изобретение относится к резиноаой промшйленности и касается разработки рецептуры резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, которые могут найти применение в народном хозяйстве, в частности для производства пневматических шин для велосипедов или высокоэластичных муфт,

Известна вулканизуемая резиновая смесь для протектора пневматической шины, включающая карбоцепной каучук и смесь печного технического углерода со степенью срастания частиц в агрегаты 0,1-0,3 и полимерных волокон длиной 9,5-30 мм при содержании последних 4-10 мае.ч, на 100 мае. ч. каучука l , причем в указанных мЬтериалах отсутствует полный состав резиновой смеси.Недостатком этой композиции является неудовлетворительная прочность и износостойкость изготовленного из нее протектора, а также сложность конструкции шины и большой t)acxoд материалов на ее изготовление

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является резиновая смесь, включающая карбоцепнеэй каучук, сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор, модифицирующую добавку и печной технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09 2.

Недостатком указанной резиновой смеси является неудовлетворительное сопротивление деформации полученных из них резин, что приводит к быстрой разнашиваемости изделий. Для устранения этого недостатка изделие армируют резинокордным каркасом что повышает стоимость, усложняет конструкцию и технологию его изготовления

Облегчение и упрощение конотрукции шины приводит к резкому снижению ее ходимости на стенде из-за разрыва и отслоения каркаса от относительно мягкой резины протектора.

Цель изобретения - повышение прочности, динамической выносливости и износостойкости резин.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе комбинации карбоцепных каучуков, включающая сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор, модифицирующую добавку и технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09, дополнительно содержит полимерные волокна длиной 5-9 мм при следующем соотношении компонентов. Мае.ч. Карбоцепные каучуки 100 Сероускорительная вулканизующая группа 6,5-13,0 Стабилизатор 1,0-3,0 Мягчитель14-20

Модифицирующая добавка4-8

Технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09 50-70 Полимерные волокна 3-20 Технический углерод в предложенной композиции имеет степень срастания частиц в агрегаты 0,03-0,09. Агрегаты со степенью срастания частиц ниже 0,03 имеют низкую механическую прочность и разрушаются в процессе смешения, что ухудшает износостойкость резины протектора. При повышении степени срастания частиц в агрегаты выше 0,09 уменьшается открытость их поверхности для каучука до уровня, характерного для всех старых серийных марок технического углерода (ПМ-ЮО, ПМ-75, ПМ-50) , что также ухудшает износостойкость и повышает отрицательное действие полимерных волокон на износостойкость покрышки. Содержание печного технического углерода с меньшей степенью срастания частиц в агрегаты колеблется от 50 до 70 мае.ч, на 100 мас.ч. каучуков. При количествах технического углерода выше или ниже указанных пределов нормы износостойкость резины уменьшается ниже уровн износостойкости резины из известной композиции.

В качестве полимерного волокнистого наполнителя в предложенной композиции могут применяться короткорубленные волокна природной целлюлозы (хлопка), искусственные волокна целлюлозы (эискоза), а также синтетические волокна полиамида (капрона) , полиэфира (лавсана), полиакрилонитрилового спирта и другие. При этом длина волокон может быть в пределах 5-9 мм, а еодержание их в резине - 12-20 мае.ч. на 100 мае.ч. каучуков. При меньшем содержании волокон не достигается высокого уровня еопротивляёмоети резины статическим деформациям, что приводит к резкому снижению ходимости покрышек упрощенной конструкции из-за разрыва каркаса. При длине и содержании волокон выше верхнего предела норм затрудняется процеес получения композиции и снижается износостойкость полученных из нее вулканизатов.

Приме р ы 1-9. Резиновые смеси для шин. Готовят резиновые смеси состава, указанного в табл. 1. Резиновые смеси вулканизуют при 155°С Ч, течение 30 мин.

Сопротивление резин истиранию определяют по ГОСТ 12251-75, а прочностные свойства - по ГОСТ 270-75.

Свойства резин представлены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что вулканизаты из предложенной композиции имеют меньшую истираемость, т.е. более высокое соп ротивление истиранию, чем вулканизаты из известных композиций.

Шины, -изготовленные из предлагаемой резиновой смеси, легче извест.ных, т.е. на их изготовление требуется на столько же меньше материалов. Расход капронового корда- на изготовление «аркаса шины уменьшается.

Конструкция и технология изгртовлёния шин с применением опытной композиции значительно упрощается за счет уменьшения слоев корда в каркасе до одного и изъятия подпротекторного слоя резины.

Примерю. В лабораторном 3-литровом резиносмесителе при 90ЮО С готовят вулканизуемую полимерную композицию следующего состава, мае.ч.: бутадиен-метилстирольный каучук CKMG-30 АРКМ 15-40; изопреновый каучук СКИ-3 40; бутадиеновый каучук СКД 20; сера 1,7; сульфенамид Ц 1,4; окись цинка 4; стеарин 2; канифоль 2; масло ПН-бш 12; продукт 4010 NA 1; сантофлекс AW 2; модификатор РУ 3; белая сажа БС-120 5; печной технический углерод ПМ-105 по ТУ 38 11562-77 65; хлопковое волокно длиной 7 мм 5. Технический углерод ИМ-105 имеет диаметр частиц 203 А, удельную поверхность по ЦТАБ 105 . адсорбцию дибутилфталата 103 мл/100 г и среднюю степень срастания частиц в агрегате 0,09.

Полученную композицию вулканизуют в прессе 60 мин при 143°С.

Прочностые свойства резин опреде ляют по ГОСТ 270-75, сопротивление раздиру по ГОСТ 262-79, динамическую выносливость, на флексометре ФР-2 при амплитуде сжатия 5 мм, частоте сжатия 860 циклов в минуту и нагрузке 20 кг по ГОСТ 24418-75.

П р и м е р 11. Вулканизуемую смесь готовят и испытывают по примеру 10, но применяют хлопковое волокно длиной 9 мм.

П р и ме р12. Вулканизуемую riOiлимерную композицию готовят и испытывают по примеру 10, но применяют хлопковое волокно длиной 5 мм.

Пример 13. Вулканизуемую полимерную композицию готовят и испытывают по примеру 1, но количество

хлопкового волокна уменьшают до 3 мае,ч. на 100 мае.ч. ка5чуков.

Пример 14. Вулканизуемую полимерную композицию готовят и испытывают по примеру 11, но количест5 во хлопкового волокна увеличивают до 7 мае.ч. на 100 мае.ч. каучуков.

Результаты испытания вулканизатов приведены в табл. 3.

Пример 15. Вулканизуемую по0 лимерную композицию готовят и испытывают по примеру 10, но применяют технический углерод П-136М с диаметром частиц 150 А, удельной поверхностью по ЦТАБ 119 , адсорбцией 5 дибутилфталата 114|мл/100 г, степенью срастания частиц в агрегате 0,065 и полиэфирное волокно (лавсан) длиной 7 мм в количестве 50 мае.ч. на 100 мас.4. каучуков соответетвенно.

П р и м е р 16. Вулканизуемую по0лимерную композицию готовят и испытывают по примеру 10, -но применяют технический углерод П-226М с диаметром частиц 220 Я, удельной поверхностью по ЦТАБ 100 м2/г, адсорбцией

5 дибутилфталата 102 мл/100 г, степенью Срастания частиц в агрегате 0,03 и полиамидное (капроновое) волокно длиной 7 мм в крличеетве 70 мае.ч на 100. мае.ч. каучуков еоответствевио.

0

Результаты ис)1ытания вулкаииэатов из композиции (по примерам 15 и 16) в сравнении с данными для резин контрольной композиции, содержащей такое же количеетво еерийного технического 5 углерода ПМ-100 и полиамидного волокна длиной 20 мм, приведены в табл. 4, Изприведенных в табл. 3 и 4 данных видно, что вулканизаты из предлагаемой резиновой емеси имеют более . 0 высокую прочное-ть и более высокое сопротивление многократному сжатию (показатели динамической выносливости) по сравнению с вулканизатгши из известных резиновых смесей.

5 I .. . .

Как вияно из табл, 4, преимущест- .

ва предложенной резиновой смеси по указанным свойствам перед контрольной сохраняются при изменении содерл жания технического углерода от 50 до 70 мае.ч. на 100 мае.ч. каучуксю |умены11ении степени срастания частиц .технического углерода в агрегате до iO,03 и замене хлопкового волокна на синтетические волокна - полиэфирные

5

и полиамидные.

Таблица

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе комбинации карбоцепных каучуков, включающая сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор, модифицирующую добавку и технический углерод со степенью срастания частиц в arperaTjB 0,03-0,09, отличают а я с я тем, что, с целью повышения прочности, динамической выносливости и износостойкости резин, смесь дополнительно содержит полимерные волокна длиной 59 мм при следующем соотношении компонентов: мас.ч. КарбО1хепные каучуки 100 Сероускорительная вулканизующая группа 6,5-13,0 Стабилизатор 1,0-3,0 Мягчитель14-20 Модифицирующая . добавка4-8 I Технический -углерод со степенью сраста(Л ния частиц в агрегате 0,03-0,09 50-70 Полимерные волокна 3-20

Капройовое волокно длиной, f4M 7

15

Полиэфирное волокно дливой 7 MMi

Поливннилспиртовоеволокно длиной 7 мм

ft

15

15 15

15

Характеристика .комозиций Степень -срастания частиц технического углеСтепень срастания частиц технического углерода в агрегате 0,065

Длина волокна, мм 7

Таблица 3

Таблица4

0,030

0,120 20 7

Количество на 100 мае.ч. каучуков, мае.ч.

Продолжение табл. 4