Резиновая смесь Советский патент 1993 года по МПК C08L23/28 C08K13/06 C08K13/06 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/30 C08K5/09 C08K5/37 C08K5/40 C08K9/02 

(Л

С

Использование: производство шин и резинотехнических изделий. Сущность изобретения: резиновая смесь содержит, мас.%: хлорбутилкаучук 100; стеариновая кислота 2,5-3,5; сера 1,8-2,2; тетраметилти- урамдисульфид 1,1-1,5; технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-100 м2/г 40-60; сульфид бария 7-15; 2-меркаптоимидазолин 0,5-0,8 и аэро- сил, модифицированный 10 мас.% аммиака, 5-10, Время вулканизации резиновых смесей при 153°С составляет 30-45 мин. Характеристика резин: условная прочность при растяжении 20-21,6 МПа, относительное удлинение 470-540%, остаточное удлинение 8-14%, твердость по ШорА 58-62 ед, сопротивление многократному растяжению при е 0,4 Јр 340-380 тыс. циклов, после старения при 125°С в течение 5 сутИрочность при растяжении составляет 80-88 от исходной, относительное удлинение - 93-98% от исходного. 2 табл.

Изобретение относится к получению резиновой смеси на основе хлорбутилкаучука (ХБК), изделия из которой могут найти широкое применение в производстве шин и резинотехнических изделий (РТИ) различного назначения.

Цель изобретения - уменьшение времени вулканизации резиновой смеси и повышение сопротивления многократному растяжению резин из данной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе хлорбутилкаучука, включающая стеариновую кислоту, серу, тетраметилтиурамдисул ьфид, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-110 м /г и сульфид металла, в качестве сульфида металла содержит сульфид бария и дополнительно содержит 2-меркаптоимидазолин и аэросил, модифицированный 10 мас.% аммиака, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Хлорбутилкаучук100 Стеариновая кислота 2,5-3,5 Сера 1,8-2,2 Тетраметилтиурамдисульфид. 1,1-1,5 Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-110 м2/г 40-60 Сульфид бария 7-15 2-Меркаптоимидазолин 0,5-0,8 Аэросил, модифицированный 10 мас.% аммиака 5-10. Характеристики компонентов резиновых смесей.

Хлорбутилкаучук (ХБК, ТУ 38-403-54-80). содержание связанного хлора 1,2%, проти- востарителя 0,15%, летучих при 105°С не

ю ю

Јь

более 0,3%, влаги не более 0,25%, золы не более 0,35%; вязкость по Муни при 100°С 55-65 ед., плотность 920 кг/м3,

Стеариновая кислота (ГОСТ 6484-64): температура застывания 53-58°С, плотность 960 кг/м3.

Сера (ГОСТ 127-76); содержание основного вещества не менее 99,5%, поды не более 0,5%, марганца не более 0,001%, меди не более 0,001%, золы не более 0,2%; температура плавления 114°С.

2-Меркаптобензтиазол (ГОСТ 739-74): содержание основного вещества не менее 95%, воды не более 0,5%. золы не более 0,2%; остаток после просева на сите № 014K не более 0,15%, температура плавления не более 174°С, плотность 1500 кг/м3.

Тетраметилтиурамдисульфид (ГОСТ 740-76): содержание основного вещества не менее 98%. воды не более 0,5%, золы не более 0,3%; остаток после просева на сите № 014К не более 0,15%, температура плавления 140-145°С, плотность 1290- 1400 кг/м3.

Технический углерод (К 354, ГОСТ 7885- 86): удельная геометрическая поверхность 90-110 м2/г, рН водной суспензии 3,7-4,5 потери массы при 105°С не более 1,5%, зольность не более 0,05%, остаток после просева на сите № 014К не более 0,004%, плотность 1800 кг/м3.

Сульфид кадмия (ТУ 6-09-3750-84); содержание основного вещества 98-99%, ола- ги 0,,3%, температура плавления 1475°С, плотность 4800 кг/м3.

Сульфид бария (ТУ 6-09-3961-75): содержание основного вещества 98-99%, влаги 0,1-0,3%; температура плавления более 1200°С. плотность 4250 кг/м3,

2-Меркаптоимидэзолин (2-МИ; ТУ 6-14- 261-78): содержание 2-МИ 98-99,5%, влаги 0,1-0,4%; остаток после просева на сите № СН4К 0,1-0.15%, температура, плавления 194-196°С, плотность 1430 кг/м3.

/Модифицированный аэросил АМ-50 получен впервые следующим образом. Проводят предварительную обработку серийного аэррсила с удельной поверхностью 75-100 м2/г парами четыреххлористого кремния в инертной среде (азот или аргон) при 60-80°С в течение 1-2 ч при перемешивании. Исходный аэросил и четыреххлори- стый кремний для его обработки берут в массовом соотношении 10:(0,8-1,0). Полученный аэросил обрабатывают аммиаком при массовом соотношении 10:(1,0-1,2). Реакцию проводят в инертной среде (азоте) в течение 30-60 мин при температуре 50- 60°С. Модифицированный аэросил обрабатывают парами воды в течение 15 мин.

сушат при 50-60°С в течение 1 ч с последующим охлаждением до комнатной температуры, Характеристика модифицированного аэросила АМ-50: удельная поверхность 45-50 м2/г, рН водной суспензии 9,5-10,0, насыпная плотность 110-120 кг/м2, содержание влаги не более 1,5%, потери при прокаливании 9,9-10,2%, содержание аммиака 9,8-10,0 мас.%.

0 Максимальное количество аммиака, химически связанного с поверхностью аэросила, составляет 10,0 мас.%, что подтверждено данными термического анализа (термогравиметрии) модифицированного азросила в

5 среде азота при 20-1000°С и скорости нагревания 10°С/мин: потери массы навески модифицированного аэросила составляют при температуре до 200°С 0%, при 300°С 7,2%, при 600°С 9,3%, при 850°С 10,0%, то

0 есть разлагается и улетучивается весь модификатор.

Состав резиновых смесей и свойства резин из них, полученных в оптимальных условиях, приведены в табл.1 и 2.

5 Как видно из приведенных в табл.2 дан ных, введение в резиновую смесь-прототип 1 сульфида бария вместо применяемого в этой известной смеси 1 сульфида кадмия/и дополнительно применение 2-МИ (вместо

0 2-меркаптобензтиазола) и модифицированного аэросила АМ-50 позволяет уменьшить время вулканизации опытных резиновых смесей в 1,5-2,0 раза и сильно повысить сопротивление многократному растяжению

5 резин из данных опытных резиновых смесей (в 3,1-3,5 раза) при лучшем уровне физико-механических, свойств этих опытных резин 2-6 по сравнению с резиной-прототипом 1. Оптимальная дозировка сульфида

0 бария 7-15 мас.ч., 2-МИ 0,5-0,8 мас.ч, и модифицированного аэросила АМ-50 5- 10 мас.ч. на 100 мае.ч. каучука. Дальнейшее увеличение дозировки этих и других ингредиентов опытных резиновых смесей более

5 максимальной оптимальной дозировки их далее не уменьшает время вулканизации резиновой смеси и сильно понижает (ухудшает) сопротивление многократному растяжению резины из этой смеси (табл,2,

0 опытная контрольная резина 8 в сравнении с опытной резиной 6). Уменьшение дозировки всех этих ингредиентов опытных резиновых смесей ниже минимальной оптимальной дозировки их не позволяет достичь

5 поставленной цепи изобретения по данной заявке: все свойства fакой резины намного хуже свойств даже резины-прототипа 1 (табл,2, опытная контрольная резина 7 в сравнении с опытной резиной 5 и резиной- прототипом 1).

Формула изобретения Резиновая смесь на основе хлорбутил- каучука, включающая стеариновую кислоту, серу, тетраметилтиурамдисульфид, технический углерод с удельной геометрической поверхностью 9Q-110 м2/г и сульфид металла, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени вулканизации резиновой смеси и повышения сопротивления многократному растяжению резин из данной смеси, она в качестве сульфида металла содержит сульфид бария и дополнительно 2-меркаптоимидазояин и аэросил, модифицированный 10 мае. аммиака, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

0

5

Хлорбутил каучук Стеариновая кислота Сера

Тетраметилтиурамди- сульфид

Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 90-110м2/г

100

2,5-3,5 1,8-2,2

1,1-1,5

40-60 7-15

Сульфид бария 2-Меркаптоимидазо- лин0,5-0,8 Аэросил, модифицированный 10 ма.с.% аммиака 5-10.

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл. 2