Способ получения высокомолекулярного вулканизирующего агента для каучуков, вулканизуемых серой Советский патент 1992 года по МПК C08G75/14 C08L9/00 

Изобретение может быть использовано в производстве синтетического каучука, в резинотехнической и шинной промышленности.

Известен способ получения высокомолекулярного вулканизующего агента путем нагревания ромбической или моноклинной аллотропных форм серы до температуры свыше 159°С и последующего быстрого охлаждения.

Известен также способ, включающий расплавление природной молотой серы, ее стабилизацию гексахлорпараксилолом, быстрое охлаждение продукта и его измельчение.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения вулканизующего агента для резин, вулканизуемых серой, взаимодействием элементарной серы с ненасыщенным углеводородом, например лимоненом, 5-этили- ден-2-норборненом, стиролом или циклопентадиеном, при температуре выше температуры размягчения серы и ниже температуры, при которой сера начинает превращаться в нерастворимую форму (114-140°С), до полного расходования ненасыщенного углеводорода с последующим нагреванием продукта при температуре выше температуры плавления серы(предпочVJсо

СП Сл

(

тительнее выше 159°С) в течение времени, необходимого для получения твердого продукта, охлаждением водой и измельчением продукта до получения частиц нужного размера, причем молярное соотношение углеводорода и серы составляет 8-30.

Известный способ характеризуется длительностью и многостадийностью, повышенным расходом теплоносителей и хладагентов. Образуется значительное количество сточных вод, загрязненных не- заполимеризованными ненасыщенными углеводородами и серой.

Целью изобретения является упрощение технологического процесса и улучшение его экологических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения высокомолекулярного вулканизующего агента для каучуков, вулканизуемых серой, взаимодзйствием элементарной серы с ненасыщенным углеводородом при температуре выше температуры размягчения серы и ниже температуры, при которой сера превращается в нерастворимую форму, до полного расходования ненасыщенного углеводорода с последующими охлаждением и измельчением полученного продукта, взаимодействие, элементарной серы с ненасыщенным углеводородом проводят в одну стадию при тем- пературе 130-144°С и молярном соотношении серы и ненасыщенного углеводорода (2:1)-(6:1), а охлаждение осуществляют на воздухе, одновременно смешивая полученный продукт с наполнителем, взятым в количестве 2-10 мае.ч. на 100 мас.ч. продукта.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (прототип). В реактор помещают 91 г расплавленной серы при 125°С или ромбической серы с ее последующим нагреванием до 125°С и расплавлением в реакторе. Затем медленно, в течение 30 мин, прикапывают 15,9 г стирола, после чего реакционную смесь выдерживают при температуре (125±3)°С и постоянном перемешивании в течение 3 ч до полного превра- щения стирола. Продукт реакции перемещают в металлический противень и выдерживают 2 ч при 160°С в термошкафу. Противень с продуктом вынимают и твердую массу продукта помещают в холодную воду для охлаждения до комнатной температуры. После выдержки в течение .10 ч материал измельчают сначала на крупные куски, а затем размалывают до получения частиц размером 0,17-0 25 мм.

Пример 2 (прототип) аналогичен примеру 1. В качестве ненасыщенного углеводорода используют дициклопентадиен. Пример 3. В реактор помещают 45 г

элементарной серы или расплава серы и 55 г стирола, при перемешивании температуру повышают до 138°С. Реакцию ведут при этой температуре до полного превращения стирола (контроль осуществляют хрома0 тографически), после чего продукт помещают в фарфоровую чашку и смешивают его с 5 г технического углерода ПМ-100. Одновременно происходит охлаждение продукта на воздухе, и смесь приобретает

5 вид хрупкой однородной массы. Массу измельчают до получения частиц размером 0,17-0,25 мм.

Пример 4 аналогичен примеру 3. В качестве ненасыщенного углеводорода ис0 пользуют дициклопентадиен.

Примеры .5-8 аналогичны примеру 3. Взаимодействие серы с ненасыщенным углеводородом проводят при разных соотношениях компонентов и при различных температурах, приведенных в табл. 1.

5 Примеры 9-16 аналогичны примеру 3. Используются разные концентрации различных наполнителей, приведенные в табл. 1. В табл. 2 даны результаты испытаний полученных высокомолекулярных вулкани0 зующих агентов при вулканизации каучуков: полиизопренового, бутадиен-стирольного, бутадиен-метилстирольного, бутадиен-нит- рильного. Составы резиновых смесей и по- следовательность их приготовления

5 соответствуют ГОСТ на данную марку каучука. Вулканизующий агент вводят вместо элементарной серы в количестве 2-3 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука; при приготовлении вулканизующего агента используют тот же

0 наполнитель, что и входящий в рецептуру резиновой смеси.

Таким образом, продолжительность взаимодействия с ненасыщенным углеводородом сокращается на 20-25% по сравнению

5 с прототипом. Значительным упрощением способа является проведение его фактически в две стадии - собственно реакции взаимодействия серы с ненасыщенным углеводородом и смешения с наполнителем. Отсутствие

0 операции охлаждения продукта в воде способствует улучшению экологических характеристик способа.

Формула изобретения Способ получения высокомолекулярно5 го вулканизующего агента для каучуков, вул- канизуемых серой, взаимодействием элементарной серы с ненасыщенным углеводородом при температуре выше температуры размягчения серы и ниже

температуры, при которой сера превращается в нерастворимую форму, до полного расходования ненасыщенного углеводорода с последующими охлаждением и измельчением полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и улучшения его экологических характеристик, взаимодействие элементарной серы с ненасыщенным углеводородом проводят в одну стадию при температуре 130-144°С и молярном соотношении серы и ненасыщенного углеводорода (2:1)-(6:1), а охлаждение осуществляют на воздухе, одновременно смешивая полученный продукт с наполнителем, взятым в количестве 2-10 мас.ч. на 100 мас.ч. продукта.

Изобретение может быть использовано в производстве синтетического каучука, в резинотехнической и шинной промышлен- ноститюзволяет упростить технологический процесс (снижается его продолжительность за счет сокращения количества стадий), а также улучшить экологические характеристики процесса (отсутствуют легколетучие продукты реакции и сточные воды, процесс является практически безотходным). Высокомолекулярный вулканизующий агент получают взаимодействием элементарной серы с ненасыщенным углеводородом в одну стадию при температуре 130-144°С и молярном соотношении серы и ненасыщенного углеводорода (2:1)-(6:1), охлаждением продукта реакции на воздухе при одновременном его смешении с наполнителем, взятым в количестве 2-10 мас.ч. на 100 мае.ч. продукта реакции, и измельчением целевого продукта до частиц нужного размера. 2 табл. СП с

10

Таблица1

Таблица 2

Время оптимума вулканизации при температуре, соответствующей ГОСТ на данную марку каучука.

Продолжение таблицы 2