Резиновая смесь на основе изопренового каучука Советский патент 1993 года по МПК C08L9/00 C08K13/02 C08L9/00 C08L15/00 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе изопренового каучука для шинной и резинотехнической промышленности.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе изопренового каучука, содержащая вулканизующую группу, наполнитель, замедлитель подвулканизации, пластификатор, противостаритель и модификатор, в качестве последнего применяется система: модификатор РУ, белая сажа и нафтенат

кобальта (технический регламент N ЦО -Ш-86 производства легковых радиальных шин с металлокордным брекером. НПО Союзшина, 1987).

Такая резиновая смесь дает вул- канизаты с недостаточно высокими динамическими показателями, в том числе при повышенных температурах„

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вулканизуемая резиновая смесь на основе изопренового каучука, включающая вулканизующую группу, технический углерод, пластификатор, замедлитель под00

GJ СЛ Јь О 00

вулканизации, противостаритель и моди-i фикатор, причем в качестве последнего применяются окисленные олигомеры пи- периленовой фракции, содержащие О,А- 0,5 мае.ч. одного металла, выбранного, из группы; Со, Мп или Ni с мол« мае- ; сой 1200-1350 и кислотным числом 8 - 10 мг КОН/г (см. а„с„ V 1 23559, j кл„ С 08 L 9/00, 1985). Однако вулка-|10 низаты данной резиновой смеси облада-j ют недостаточно высокими динамичес- кими характеристиками, особенно при повышенных температурах, и имеют низ-; кую долю связанного каучука в каучук-: углеродном геле, что влияет на износостойкость резины.

Целью изобретения является повышение динамических свойств резины при нормальной и повышенной температурах 20 и ее износостойкости,,

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе изопре- нового каучука, включающая серусодер- жащую вулканизующую группу, техничес- Z5 кий углерод, замедлитель подвулканиза- ции, пластификатор, противостаритель и модификатор, в качестве последнего содержит оксидированные олигомеры пиперилена, включающие два или три 30 металла в количестве 0,-1,7 масД, выбранных из группы: Mg, Al, Са, Мп, Со, Ni, Cu, Zn, Sn, Pb с,мол„ массой 1300-1350 и кислотным числом 8 - 10 мг КОН/г, при соотношении компо- ос нентов, мас0ч„:

Изопреновый каучук 100 Серусодержащая вулканизующая группа 7,75-10,2 Технический угле-4Q

Замедлитель подвул-;

канизации0,6-0,8

Пластификатор8-16,2

Противостаритель 1,7-2,3 Us Указанный модифи-

катор0,8-6,0. ;

Краткое содержание металлов (мас„Ј) в каждом из примеров представлено в табло 1 оRO

Резиновая смесь составом, лриве- денным в табл. 1, содержит в качестве модификатора 3 мас.ч„ оксидированного олигомера пиперилена (ООП), включающего 0,6 мас,Д кобальта (ООП- Со) (пример 1), либо 3 мас„ч„ цинко- 5 содержащего окисленного олигомера пиперилена (ООП-Zn). содержание металла Q,b% .(пример 2), либо 1,5 мас„ч.

ООП-Co и 1,5 мае очо ООП-Zn (пример 3). Резиновые смеси готовят на лабораторных смесительных вальцах с размером валков 1бО v 320 мм при температуре валков (АО-60аС) по стандартной методике. Вулканизацию резиновых смесей проводят в гидравлическом прессе с электрообогревом ВП-902 НМ при температуре НЗ±2°С в течение 30 мин. Испытания вулканизатов проводят в соответствии с ГОСТ 261-79 (Определение усталостной выносливости при многократном растяжении); ГОСТ 9983-7 (Сопротивление многократному изгибу, метод Б)„

Доля связанного каучука в каучук- техуглеродном геле определяется следующим образом.

В предварительно взвешенный батистовый мешочек размером 2 If см помещается 100-1500 мг мелконарезанной резины.

Мешочек с резиной погружается в растворитель (Н-гексан), экстракция продолжается без перемешивания 72 ч. Затем мешочек извлекается и сушится до постоянной массы при комнатной температурео

Доля связанного каучука (g) определяется по формуле:

g ES- Е-. . .10(й, ч

где Р0 - масса пустого мешочка}

Р( - масса резины, помещенной в

мешочек; ч - масса мешочка с резиной

Рецептура резиновых смесей приведена в табл., 1, свойства вулканизато представлены в табл. 2.

Примеры А-11„

Изготовление резиновых смесей, их вулканизацию, испытания вулканизатов проводят аналогично примерам 1-3 с (Рецептура резиновых смесей приведена в табл„ 1, свойства вулканизатов приведены в табло 2.

Модификатор по примеру , 6, 9, 10 получают следующим образом:

200 г жидкого синтетического пи- периленового каучука - продукта ОЖСКП (ТУ 38J03620-87) помещают в реактор снабх енный устройством для обогрева и охлаждения, мешалкой, термометром, дозатором жидкости, ловушкой Дина- Старка с дефлегматором и обратным холодильником. Реакционную массу нагревают до 175±5°С при перемешивании.

Предварительно готовят раствор 1,9 г ацетата кобальта и 1,75 г ацетата марганца в 12 мл водыв Полученный раствор постепенно добавляют к горячей перемешиваемой реакционной массе, при этом из реакционной массы удаляют испаряющиеся летучие продукты, в ловушке Лина-Старка собирается отогнанная вода Водный раствор добавляют в реакционную массу по мере удаления из последней воды. Длительность реакции 1,5-2 ч. После полного удаления последней порции

354086

кислотное число 9 мг КОН/г, плотность 0,89 г/см3, содержание воды 0,0%, вязкость по ВЗ-4 45 с, цвет по йолометрической шкале 320.

.Данные табл„ 1 и 2 показывают, что использование в качестве модификатора оксидированных олигомеров пи- периленовой фракции, содержащих два 10 и более металлов в количестве 0,8- 6 маСоЧ„ на 100 мас.ч0 каучука, приводит к существенному улучшению динамических свойств резин при нормальной и особенно при повышенной тем

Использование: в шинной и резинотехнической промышленности. Сущность изобретения: изготавливают резиновую смесь на основе изопренового каучука. Смесь содержит мас.ч.: серусодержащую вулканизующую труп-, пу 7,75-10,2, технический углерод 40-60, замедлитель подвулканизации 0,6-0,8, пластификатор - 8,0-16,2, противостаритель 1,7-2,3 модификатор - 0,8-6,0. В качестве модификатора смесь содержит оксидированные олигомеры пиперилена, включающие два или три металла в количестве 0,4- 1,7 мас.%, выбранные из группы: Mg, АГ, Са, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Pb с кислотным числом 8-10 мГ КОН/г и молекулярной массой 1300-1350. Характеристика резины: усталостная выносливость при многократном растяжении (200%) при - 59-72 тыс.циклов, при 100°С - тыс. циклов, доля связанного каучука в каучук- углеродном геле - 47-54% сопротивление многократному изгибу при 20°С - 19-27 тыс. циклов при 100°С - 12 - 14 тыс. циклов, 11 пр., 2 табл. сл С

воды из реакционной массы, ее охлажда-15 пературах и повышение доли связанноют и выгружают из реактора. Полученный целевой продукт содержит 0,3 мае„% Со, 0,2 мас„% Мп, имеет молс массу 1310, кислотное число 8 мг КОН/г, плотность 0,9 г/см3, содержание воды 0,0%, вязкость по ВЗ-4 30 с, цвет по йодометрической шкале 160.

Модификатор по примерам 5, И получают аналогичным способом со следующими отличиями: реакционную массу нагревают до 150+10 С, используют раствор 0,9 г молочнокислой меди и 2,0 г ацетата цинка в 75 мл воды„

Полученный целевой продукт содержит 0,1 мас.% Си, 0,3 мас.% Zn, имеет мол. массу 1300, кислотное -число 10 мг КОН/г, плотность 0,88 г/см3, содержание воды 0,0%, вязкость по ВЗ-4 35 с, цвет по йодометрической шкале 200с

Модификатор по примеру 7 получают аналогично со следующими отличиями: реакционную массу нагревают до 190+ , используют раствор 3, г ацетата никеля, 5,6 ацетата магния и 0,9 г ацетата свинца в 75 мл воды.

Полученный целевой продукт содержит 0,6 мас„% Ni, 0,8 мас.% Mg, 0,3 маео РЬ, имеет мол. массу 1350,

го каучука в каучук-углеродном ге ле Так, усталостная выносливость при многократном растяжении увели вается в среднем на 20-60%, в том

20 числе при повышенной температуре 22-80%. Сопротивление многократно изгибу возврастает на 15-60%, при повышенных температурах - на 30-5 Содержание связанного каучука в г

25 повышается в 1,2-1,35 раза.

Формула изобретен

Резиновая смесь на основе изоп нового каучука, включающая серусо

30 держащую вулканизующую группу, те нический углерод, замедлитель под канизации, пластификатор, противо старитель и модификатор, отли чающаяся тем, что, с цел

3g повышения динамических свойств ре ны при нормальной и повышенной те пературах и ее износостойкости, р зиновая смесь содержит в качестве модификатора оксидированные олиго

40 меры пиперилена, включающие два и три металла в количестве 0,4-1,7 выбранные из группы: Mg, Al, Ca, Со, Ni, Си, Zn, Sn, Pb с кислотны числом 8-10 мг КОН/г и моло м„ 13

кислотное число 8 мг КОН/г, плотность 45 1350 при соотношении компонентов, 0,9 г/см3, содержание воды 0,0%, вязкость по ВЗ-4 25 с, цвет по йодометрической шкале 100,

Модификатор по примеру 8 получают аналогично со следующими отличиями: 50 реакционную массу нагревают до 180± ±10°С, используют раствор 0,9 г ацетата кальция, 1,2 г ацетата олова и 3.8 г ацетата алюминия в 60 мл воды.,

Полученный целевой продукт содер- 55 жит 0,1 мас„% Са, 0,2 мас„% Sn, 0, i масД А1, имеет мол. массу ,

мас.

Изопреновый

каучук

Серусодержащая

вулканизующая

группа

Технический углеРОЛ

Замедлитель подвул- канизации Пластификатор Противостаритель Указанный модификатор

100

7,75-10 40-60

0,6-0,

8,0-16

1,7-2,

по безводной соли во всех примерах.

го каучука в каучук-углеродном геле Так, усталостная выносливость при многократном растяжении увеличивается в среднем на 20-60%, в том

числе при повышенной температуре 22-80%. Сопротивление многократному изгибу возврастает на 15-60%, при повышенных температурах - на 30-55%. Содержание связанного каучука в геле

повышается в 1,2-1,35 раза.

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе изопре- нового каучука, включающая серусодержащую вулканизующую группу, технический углерод, замедлитель подвул- канизации, пластификатор, противо- старитель и модификатор, отличающаяся тем, что, с целью

повышения динамических свойств резины при нормальной и повышенной температурах и ее износостойкости, резиновая смесь содержит в качестве модификатора оксидированные олигомеры пиперилена, включающие два или три металла в количестве 0,4-1,7 мас„% выбранные из группы: Mg, Al, Ca, Мп, Со, Ni, Си, Zn, Sn, Pb с кислотным числом 8-10 мг КОН/г и моло м„ 1300350 при соотношении компонентов,

ас.

Изопреновый

каучук

Серусодержащая

вулканизующая

группа

Технический углеРОЛ

Замедлитель подвул- канизации Пластификатор Противостаритель Указанный модификатор

100

7,75-10,2 40-60

0,6-0,3

8,0-16,2

1,7-2,3

0,8-6,0

/Мп(0,2%)

-Со(0,31)

/N1(0,6%)

(0,8%)

ЧРЬ(0,3%)

/Са(0,1%)

- --Sn(0,2%)

ХА1(0,%)

8

Таблица 1

0,8 - 3,0

М 0,5

6,0

Усталостная выносливость при многократном растяжении (200%), тыс. циклов:

при при 100°С

Доля связанного каучука в каучук-углерог- ном геле, %

Сопротивление многократному изгибу, тыс. циклов при

20°С 100°С

51 49 49 59 61 64 65 72 27 25 25 33 43 43 45 49

62 39

39 40 40 47 51 54

48

50

42 29

48 41

53

32

39

16,0 16,0 16,5 19,0 25,0 27,0 26,0 25,0 24,5 17,1 17,2 9,0 3,5 9,0 12,9 13,5 14,0 14,0 13,5 12,8 9,0 9,4

Свойства резин

10

Таблица 2

72 49

62 39

50

42 29

48 41

53

32

39