Вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука Советский патент 1980 года по МПК C08L9/00 C08K9/04 

i

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе ненасыщенного каучука.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая углеродистый наполнитель и измельченный (с дисперсностью выше 250 мкм) вулканизат, модифицированный, например, растворами алифатических и ароматических Ш1ьдегидов 1.

Резины.из данной смеси обладают низкими усталостными и физико-механическилт свойствами.

и,ель изобретения - . повьппение усталостных и физико-механических свойств резин.

Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая углеродистый наполнитель и измельченный модифицированный вулканизат, в качестве последнего содержит измельченный вулканизат, проходящий через сито со стороной ячейки 250 мкм, преварительно обработанный в аппарате с вихревым слоем

В течение 60-300 с производными С-нитрозоароматических аминов формулы

N4-R

где , алкил, арил или аралкил

в количестве 5-20 масс.ч. на 100 масс.ч. вулканизата или сочетанием перекиси дикумила и

бисмалеинимида в количестве соответственно

2,5-5 и 10-20 масс.ч. на 100 масс.ч. вулканизата

при следующем соотношении компонентов смеси,

масс.ч.:

Ненасыщенный каучук70-100

Указанный измельченный вулканизат10-40

Углеродистый налолнитель35-50

Пример 1. Перед введением в резиновую смесь на основе бутадиенстирольного. каучука (СРСМС-ЗОАРКМ-15) измельченный вулканизат, выделенный просевом через сито со стороной ячейки 250 мкм, обрабатывают п-нитрозодифениламином (п-НДФА) в аппарате с вихревым слоем. Соотношение измельченного вулкани3Зата и С-нитрозоароматического амина 10:1,0. Время обработки 180 с. В рабочую камеру аптрата засьищют излкл ;ченный вулканизат, п-ЬШФА и определенное количество ферромагнитных частиц (npon(q)ujto нально количеству обрабатываемого материала) Особенности вых-ревого слоя ферромапютных частиц, на которые возде ктвуют вращающимся электромагнитным полем, создают необходимые условия для осуществления интшсивного иеремешивания порошкообразных комподангов, их диспергирования и химической активации. Для сравнения готовят контрольные резиншые смеси: смесь с тем же содержанием измельченного вулканизата (по известному техщмескому .решегшю). Составы резиновых смесей приведены в табл Таблица 1 Количество, масс-ч. Ингредиенты смесь известная предлагаемая СКМС-ЗОАРКМ15 80 Технический углерод марки ДГ-Юа,40 Стеарин технический2,0 Белила цинковые5,0 Альтакс 1,5 Дифенилгуанидин03 Сера .2,0 Измельченный вулканизат по известному техническому .решению4Таблица 2 ГЬжазателн I Реуяиовая смесь на оснше CKMC-30APKMIS предлагаема I извесшая Режим вулканизации, °Смин Условное напряжение при 100% удлинении, мПа Условное напряжение 300% удлинении Предел прочности при разрыве, мПа Относительное удлинение при разрьше,% Сопротивление раздиру, кН/м Усталостная .выносливость при многократном растяжении (150% удлинении, 250 об/мин), циклы 35000 Пример 2. Перед введением в резиновую смесь на основе бутадиенового каучука (СКД) измельченный вулканизат обрабатывают п-НДФА (при соотношении 10:1 и 10:2) в аппарате с вихревым слоем. Время обработки и в том и другом случае 60 с. Составы резиновых смесей приведены в таблЗ. Таблица 3 Ингредиенты Количество, масс.ч.

732314

табл. 3.i

Измельченный вулканизат по известному техническому решению

Измельченный вулканизат, обработанный

п-НДФА (10:1)

Измельченный вулканизат, обработанный п-НДФА (10:2)

Продолжение табл. 4

Тезиновая смесь на основе

Показатели

СКД

предлагаемая | известная

.

1

48,0 47,2 48,9

23000 60000 13085

Пример 3. Перед введением в резиновую смесь на основе комбинации KayityKOB СКД :СКМС-ЗОАРКМ15 75:25 измельченный вулканизат состава, аналогичного составу резиновой смеси, обрабатывают п-НДФА в аппарате с вихревым слоем. Соотношение измельченного вулканизата и п-НДФА 10:2. Время обработки 120 с.

Составы резиновых смесей представлены в

табл. 5.

Т а б л и ц а 5

Предел прочности

при разрыве, мПа 16,0 16,0 14,3

Относительное удлинение в момент разрыва,%470 490 520

Измельченный вулканизат по известному техническому решению-

Измельченный вулканизат, обработанный п-НДФА при соотношении 10:230

Физико-механические свойства полученных резин представлены в таб.ч. 6. Физико-механические свойства резин пред,.гавлены в табл. 8. Таблица 8 Показатели Резиновая смесь про текторного состава на комбинации СКМСЗОАРКМ15:СКДщедлагаемая 1 JI2IL Режим вулканизации, °С143 143 мин4020 Условное напряжение при 100% удлинении,мПа 33 3,1 3,2 Условное напряжение при 300% удлинении, мПа 12,0 14,0 12,2 Предел прочности при 173 19,5 17,5 разрыве, мПа Относительное удлинение при разрыве,% 410 430 Сопротивление раздиру, Усталостная выносливость при многократном растяжении (150% удлинении, 250 об/мин), циклы 28000 10000 Истираемость, 46,0 48,0 Из приведенных примеров видно, что введе ние измельченного вулканизата, предварительно обработанного в аппарате с вихревым слоем веществами, относящимися к классу С-нитрозо ароматических аминов, приводит к существенному увеличению усталостной выносл1шости резин, по сравнению с тем же содержанием в резиновой смеси измельченного вулканизата по известному техническому решению. Кроме того, по предлагаемому способу идет улучшение и других физик о-механических свойств (сопротивления раздиру, условного напряжения, а в некоторых примерах и прочност П р и м е р 5. Перед введением в резиновую смесь на основе СКС-ЗОАРКМ15 измельчен ный вулканизат с размером частиц, проходящи через сито со стороной 250 мкм, обрабатывают в аптарате с вихревым слоем модифицирующей смесью из расчета 0,25 масс.ч. перекиси дикум 1,0 масс.ч. Ы,м-м-фенилен-бис-малеинимида на 1410 10 масс.ч. измельченного вулканизата. Время обработки 3 мин. В рабочую камеру апгарата засыгают измеЛьченный вулканизат, Ы,м-м-фенилен-бис-малеинимид и перекись дикумила. Туда же помещают определенное количество ферромагнитных частиц (пропорционально весу обрабатываемого материала). Наведе1шое временное магнитное поле заставляет эти частицы совершать колебательные и вращательные движения с огромной скоростью, выполняя роль миниатюрных скоростных мещалок. При соударении частиц между собой и частицами обрабатываемого материала возникают местные очаги высоких температур и давлений и создаются условия для протекания таких физических, химических и механо-химических процессов, которые в обычных условиях затруднены или невозможш. Обработанный измельченный вулканизат вводят в резиновую смесь аналогичного состава. На лабораторных вальцах готовят резиновую смесь следующего состава, масс.ч.: СКС-ЗОАРКМ1595 Стеарин технический2,0 Белила цинковые5,0 Альтакс1,5 Дифенилгуанидин03 Технический углерод марки ДГ-ШО Сера Обработанный измельченный вулканизат Измельчентш вулканизат вводят в конце гароцесса смешегшя в течение 5 мин. Вулканизацию образцов осуществляют при температуре 143°С в течение 50 мин. Проводят стандартные испытания вулканизатоБ и определяют физикомеханические показатели. Результаты испытаний вулканизатов опыпюй резиновой смеси, содержащей измельченный вулканизат, обработанный модифиш1рующей смесью перекиси дикумила и N,N-мфeнилeнбиc-мaлeи шмидa, в сравнении с резиновой смесью, с тем же количеством измельченного вулканизата по известному решению, приведены в табл. 9. Таблица 9 I Резиновая смесь на основе Показатели СКС-ЗОАРКМ15 I известная предлагаемая 4 словное напряжеие при 100% удлиении, мПа1,8 словное напряжеие при 3009с удлиении, мПа8,0

Продолжение табл.9 Резиновая смесь на основе

Показатели СКС-ЗОАРКМ15 . предлагаемая j извес Предел прочности при разрыве, мПа 17,3 Относительное удлинение в MOMejTT разры1за,% Сопротивле}ше разди:ру, кН/м Усталостная выносливость при многократном растяжении (150% удлинении, 250 об/мин), циклы Пример 6, Повторяют процесс гично примеру 5, используя для модифи вулканизата смеси 0,25 масс.ч. перекиси кумила и 1,0 масс.ч. М,Ы-м-фенилен-бисимида (ш 10 масс.ч. измельченного вул та). Время обработки 5 мин. Обработанный измельченный вулкани вводят в резиновую смесь. На лаборатор вальцах готовят резиновую смесь следую состава, масс.ч.: CKC-30APfCM15 Стеарин технический Белила цинковые Альтакс Дифегашгу аи идин Технический углерод марки ДГ-100 Сера . Обработанный измельчен. , ный вулканизат Результаты испытаний опытной резин смеси, содержащей предварительно обра ный вулканизат, в сравнении с известно резиновой смесью приведен в табл.10. Таблица Резиновая смесь на ос Показатели СКС-ЗОАРКМ15 предлагаемая известн Продолжительность вулка1Шзации при , мин Условное напряжение при 100% удли1гении, мПа Условное напряжение при 300% ушшнении,

Продолжение табл. 10

Резиновая смесь на основе

Показатели СКС-ЗОАРКМ15 известная предлагаемая редел прочности при разрыве, мПа Относительное удлинение в момент разрыва,% 460 Согфотивление раздиру, кН/м.64 Усталостная выносливость при многократном растяжении (150% удлинении, 250 об/мин), циклы 15000 Пример 7. Процесс ведут аналогично примеру 5, обрабатывая вулканизат в аппарате с вихревым слоем модифицирующей смесью из расчета 0,5 масс. ч. перекиси дикумила и 2,0 масс.ч. N,N-м-фeнилeн-биc-мaлeинимидa на 10 масс.ч. измельченного вулканизата. Время обработки 2 мин. На лабораторных вальпдх готовят резиновую смесь следующего состава, масс.ч.: СКД - .60 СКИ-3,20 Рубракс5,0 Стеарин технический2,0 Белила цинковые5,0 Сантокюр0,7 Технический . углерод марки ПМ-75 .40 Сера.2,0 Обработанный измельченный вулканизат30 Физико-механические свойства резин предтавлены в табл. 11. Таблица 11 Резиновая смесь на осПоказателинове комбинации каучуковСКД:СКИ-3предлагаемая Т йзвёстная Продолжительность улканизации при 143°С, мин Условное напряжение при 100% удлинении, мПа