Сажевая композиция для получения резиновых смесей Советский патент 1980 года по МПК C08K3/04 C08L9/00 

1

Изобретение относится к сажевым композициям, содержащим в качестве диспергирующей добавки стереорегулярный полимер и может найти применение в резино-технической и шинной промышленности.

Известны сажевые композиции для получения наполненной смеси из раствора полибутадиена, полийзопрена, бутадиенстирольного каучука в углеводородном растворителе (метилхлорид, бензол) и содержащие 10 вес.% маслянистого вещества (стеаринового пека, циклопарафинового масла из нефти или ароматического масла из нефти) 1.

Недостатком этих композиций является то, что в качестве диспергирующего вещества применяются масла, ухудшающие свойства резиновых смесей .

Известны также композиции для получения дисперсии сажи в жидком углеводороде с использованием небольшого количества стереорегулярного каучука (до 5% от общего веса дисперсии) в качестве стабилизатора сажевой дисперсии.

Диспергирование сухой сажи в .жидком углеводороде в присутствии

бутадиенового или изопренового стереорегулярных каучуков: СКД, СКИ-3,. сополимера изопрена с бут.адиёном или другого полимера с бо.йьшой мо5 лекулярной массой в количестве

до 5 вес.% позволяет получать устойчивую сажевую дисперсию в течение 24-х ч 2.

Однако, такая композиция может

10 быть получена только в сложных и непроизводительных аппаратах - шаровой мельнице, струйной мельнице в течение продолжительного времени (12 ч). Кроме того, получаемая с

15 добавкой стереорегулярного каучука с высокой молекулярной массой композиция обладает- высокой вязкостью, что не позволяет использовать Ссокенаполненные смеси, приготовленные

20 на основе этой композиции, для изготовления изделий методом литья.

Цель изобретения - улучшение свойств резиновых смесей и их вулканизатов,

25Поставленная- цель достигается

тем, что сажевая композиция для получения резиновых смесей, вк.пючающ.ая сажу и уг.леводородный растворитель, в качестве диспергирующего

30 агента содержит полибутадиен с вязкостью 20-30000 П, при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Сажа100

Углеводородный

растворитель200-600

Полибутадиен5-80

Саженаполненную смесь приготовляют следующим образом.

Приготовляют дисперсию сажи, используя в качестве диспергирующей добавки низкомолекулярный полибутадиен, хорошо совмещающийся с высокомолекулярными диеновыми полимерами, в аппарате с турбинной мешалкой, вращающейся со скоростью 1400 об/мин, путем перемешивания компонентов дисперсии при 30-40 С в течение 3060 мин. Полученную дисперсию смешивают с раствором высокомолекулярного диенового полимера в том же аппарате в течение 1,0-1,5 ч проводят последущую отгонку растворителя методом водной дегазации и вакуум-сушку приготовленной саженаполненной смеси. Полученные саженаполненные смеси каучуков характеризуются высокими физико-механическими показателями.

Пример 1 (контрольный). Приготовляют дисперсию сажи ПМ-100 в гептане в присутствии в качестве диспергирующей добавки высокомолекулярного полибутадиена (СКДВ) с характеристической вязкостью 2,8 (во всех примерах характеристическую вязкость цис-1,4-полиизопрена и цис-1,4-полибутадиена определяют вискозиметрически по истечению 1% раствора полимера в бензоле при температуре ). Дисперсию готовят в аппарате, снабженном турбинной мешалкой со скоростью вращения 1400 об/мин, при 40С в течение 60 мин.

Состав сажевой композиции,вес.ч.: Сажа ПМ-100100

Полимер СКД1В9

Гептан .316

Приготовленную дисперсию смешивают с 10.вес.% раствором цис-1,4-полиизопрена (каучук СКИ-3) в гептане в течение 60 мин в том же аппарате. Используют при этом цис-1,4-полиизопрен (каучук СКИ-3) с характеристической вязкостью С j 4,0. .

Состав саженаполненной смеси, вес.ч.:

Каучук СКИ-395

Полимер СКДВ3,5

Сажа ПМ-ЮО55

После отгонки гептана методом водной дегазации и вакуум-сушки получается Ссцкенаполненная смесь.

Пример 2. Методика приготовления дисперсии сажи, смешения ее с раствором полимера, выделения и сушки Сс1женаполненной смеси, а также состав сажевой композиции и раствор полимера те же, что и в примере 1.

в качестве диспергирующей добавки используют низкомолекулярный полибутадиен (полимер СКДН с вязкостью 220 П) .Состав саженаполненной смеси, вес.ч.:

Каучук СКИ-395

Полимер СКДН5

Сажа ПМ-10055

Пример 3. Методика приготовления дисперсии сажи, смешения ее с раствором полимера, выделения и сушки саженаполненной смеси аналогичны методике примера 1.

Используют 10 вес.% раствор каука СКИ-3 в бензине.

Каучук СКИ-3 имеет ц 3,2. Растворитель - бензин, диспергирующая добавка - низкомолекулярный полибутадиен (полимер СКДН с вязкостью 20 П). Температура диспергирования Сс1жи 40°С, продолжительнос диспергирования 30 мин.

Состав сажевой композиции, вес. Сажа ПМ-100100

Полимер СКДН3,7

Бензин316

Продолжительность смешения дисперсии сажи с раствором каучука СКИ-3 90 мин.

Состав Сс1женаполненной смеси, вес.ч.:

98 2

Каучук СКИ-3 Полимер СКДН

55 Сажа ПМ-100 4. Методика провеДПри мер ния опыта аналогична методике примера 3. Тот же раствор полимера, Та же диспергирующая добавка.

Состав сажевой композиции,вес.ч Сажа ПМ-100100

Полимер СКДН14

Бензин316

Состав саженаполненной смеси, вес.ч.:

92 8

Каучук СКИ-3 Полимер СКДН

55 Сажа ПМ-100 5. Методика проведПримерния опыта аналогична методике примера 1. Используют каучук СКИ-3 с 4,0 в виде 12 вес.% раствра в толуоле. Диспергирующая добавка-полимер СКДН с вязкостью 650 П. Температура диспергирования сажи 30°С, продолжительность 45 мин.

Состав Сс1жевой композиции, вес. ч Сажа ПМ-100100

Полимер СКДН27

Толуол263

Продолжительность смешения диспсии сажи с раствором каучука СКИ-3 30 мин.

Состав саженаполненной смеси, вес.ч.:

85 15 55

Каучук СКИ-3 Полимф СКДН Сажа ПМ-100

Пример 6. Методика проведения опыта аналогична методике примера 1. Используют каучук СКИ-3 ГПГ 2,5 в виде 8 вес.% раствор в гептане. Диспергируюшая добавка - полимер СКДН с вязкостью 30000 П. Температура диспергирования сажи 40 С, продолжительность 40 мин.

Состав сажевой композиции,вес.ч. Сажа ПМ-ЛОО100

Полимер СКДН53

Гептан316

Продолжительность смешения дисперсии сажи с раствором каучука 30 мин.

Состав саженаполненной смеси, вес.ч.:

80 20 55

Каучук СКИ-3 Полимер СКДН Сажа ПМ-100

(контрольный). П р и м е -р Методика проведения опыта аналогичн методике примера 1.

В качестве диспергирующей добав используют масло МИНХ- (смесь нафтновых и ароматических углеводородов Температура приготовления дисперсии 40с, продолжительность 60 мин.

Состав сажевой композиции,вес.ч Сажа ПМ-100100

Масло МИНХ-127

Гептан316

Приготовленную дисперсию смешивают с 10 вес.% раствором каучука СКИ-3 в гептане в течение 60 мин. Используют каучук СКИ-3 с характеристической вязкостью 1 4,0.

Состав сажемаслонаполненной смеси, вес.ч.:

Каучук СКИ-385

Масло МИНХ-115

Сажа ПМ-lOQ55

Пример 8 (контрольный). Методика проведения опыта аналогична методике примера 1,

Используют высокомолекулярный каучук цис-1,4 полибутадиен (СКДВ)

с вязкостью rj 2,8 в виде 10 вес.% раствора в толуоле.

Диспергирующая добавка-масло МИНХ-1. Температура диспергирования сажи , продолжительность 60 мим. Состав сажевой композиции,вес.ч.: Сажа ПМ-100100

Масло МИНХ-127

Толуол395

Продолжительность смешения дисперсии сажи с раствором каучука СКДВ 30 мин.

Состав сажемаслонаполнениой сМеси, вес.ч.:

Каучук СКДВ100

Масло МИНХ-115

5

Сажа ПМ-1рО55

Пример 9. Методика проведения опыта аналогична методике примера 1. Используют каучук СКДНВ с

0 Cl ® виде 10 вес,% раствора в толуоле. .Диспергирующая; добавка СКДН с вязкостью 1700 П. Температура диспергирования сажи 45°С,продолжительность 40 мин.

5

Состав сажевой композиции,не с, ч.:, Сажа ПМ-100100

Полимер СКДН27

Толуол395

0

Продолжительность смешения дисперсии сажи с раствором каучука СКДВ 30 мин.

Состав саженаполненной смеси, вес.ч.

Каучук СКДВ100

5

Полимер СКДН15

Сажа ПМ-10055

В таблице приведены физико-механические показатели резин на основе

0 саженаполненных смесей.

Таким образом, использование предложенной композиции позволяет улучшит.ь свойства резиновых смесей и их вулканизатов.

Прочность на разрыв, кгс/см Т 260265. 268 280 246- 220 221192 210 Т 170 Относительное УДЛИ не.ние,% 500 560 520 527 Эластичность по отскокур% салсу, углеводородный растворитель и диспергирующий агент, обличающаяся тем, что, с целью улучшения свойств резиновых смесей и их ву канизатов, в качестве диспергирующего агента композиция содержит полибутадиек с вязкостью 20-30000 пуаз при следующем соотношении компонентов, вес.ч,:

рр црлжение таблицы

Пример, № 177 150 130 111 115 143 470 460 505 580 510 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент diUA 3203916, кл, 260--29.7, опублик, 1968. 2,Авторское свидетельство СССР 213037, кл, С 08 L 9/00, опублик. 1963 (гтрютотип) ,