Резиновая смесь на основеНЕНАСыщЕННОгО КАучуКА Советский патент 1981 года по МПК C08L9/00 C08K3/04 

(54)РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе ненасыщенного каучука. Известна резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая активный углеродный наполнитель (активную печную сажу), вулканизующий агент, ускорители вулканизации, активаторы вулканизации и пластификатор, например в соотношении 100:50 :2,5:2:5:20 l. . Вулканизаты из данной смеси обладают низким сопротивлением истиранию Цель изобретения состоит в повышении сопротивления истиранию вулканизатов из известной смеси. Поставленная цель достигается тем что резиновая смесь на основе ненасыщенногО; каучука, включающая активный углеродный наполнитель, вулканизуюпшй агент, ускорите.гш вулканиза ции, активаторы вулканизации и пласт фикаторы, содержит в качестве углеро кого наполнителя сажу, имеющую на своей поверхности 0,01-0,18% по весу ката-аннелированных и пери-конденсированных полициклических углеводородов с 2-5 бензоидньми кольцами при следукщем соотношении компонентов, вес.ч.: Ненасьш1енный каучук 100 Указанньй углеродный наполнитель 20-75Вулканизующий агент 0,5-3 Ускорители вулканизации 0,1-2 Активаторы вулканизации 0,5-6,5 Пластификаторы1-30. П р и м е,р 1. На лабораторных вальцах готовят резиновую смесь следующего состава, вес.ч.: бутадиен-tir -метилстирольный кауЧук СКМС-ЗОАРК ,100; окись цинка 3; сера 1,75 стеарин 1; М-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 1,1 и печная активная сажа ПИ-100В 50. Сажу получают следующим образом: в реактор для получения сажи подают

:подогретый до технологический воздух и топливо. Высокая температура, необходимая для разложения углеводородного сырья, достигается.за счет сжигания топлива. В высокотемпературные продукты сгорания подают подогретое распыленное углеводородное сырье, которое разлагается с обРасход углеводородного сырья, л/ч 620 630 Расход воздуха низкого давления, им /ч 3400 3400 Расход топливного газа, нм /ч 90 90 Расход воздуха высокого давления, нм/ч 490 490 Температура в зоне реакции, С 1590 1580 Удельная геометрическая поверхность, 96 95 Удельная адсорбционная поверхность, 115 115 Абсорбци:я дибутилфталата, мл/100 г99 рН водной суспензии 8,0 Оптическая плотность бен- 0,00 0,00 зинового экстракта

Количество полициклических углеводородов с молекулярной массой 2-5 бензоидных колец в бензольном экстракте (аппарат Сокслета, 16 ч), % от веса сажи

содержание представителей катаг аннелированных и пери-конденсйровапных полициклических углеводородов с 2-5 бензоиднымй кольцами, т.е. с молекулярной массой 2-5 бензоидных колец на поверхности сажи определяют путем экстракции навески сажи бензоразованием сажи. Полученная сажегазовая смесь поступает в зону закалки, где охлаждается до УООс за счет испарения воды, впрыскиваемой через форсунки. Технологические параметры процесса получения сажи и характеристики саж приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1 99 8,0

0,05 0,18 0,25 0,50

лом в течение 16ч. В качестве контроля используют величину светопропускания экстракта на спектрофотометре в диапазоне волн 200-600 нм.

Полученную на вальцах резиновую смесь вулканизуют в гидравлическом 630640650 340034003400 909090 490490490 158015401530 959696 115110112 99100100 7,97,98,1 0,00 0,00 0,00

прессе при в течение 70 мин. Физико-механические свойства саженаСодержание сажекаучукового геля, %6965 Площадь неда1спергированных агломератов сажи, 171 Вязкость, ед. Муни 81 77 Напряжение при ЗрО%-ном . растяжении, кгс/см 2 185 180 Прочность при разрыве, КГС/СМ2. . 297 - 293. Относительное удлинение,% 551 557 Остаточное удлинение, % 12 13 Сопротивление раздиру.

Как видно из табл. 2, резиновые смеси и их вулканизаты, наполненные сажами, содержащими на своей поверхности 0,01-0,18% от веса сажи катааннелированных и пери-конденсированных полициклических углеводородов (образць 1-3),отличаются от смесипрототипа меньшей величиной площади недиспёргированш11Х агломератов сажи и соответственно большим содержанием сажекаучукового геля.

В соответствии с велнчинами и характером изменения диспергированности и содержания геля изменяются физико -механические свойства вулканизатов и рырых смесей.

Изменения всех физико-механически свойств смесей и вулканизатов подобно изменениям диспергированности и содержания сажекаучукового геля незначительны в диапазоне неличин сополненных резиновых смесей и их вулканизатов приведены в табл. 2.

Таблица 2

держания полицикпических углеводОро-. дов 0,01-0,18%. По мере приближения к прототипу, аналогично характеру изменений диспергированности и содержания геля их изменения становятся значительными. Так, например, если показатель истираемости, непо- средственно определяющий ходимость пневмощин в условиях эксплуатации, практически не меняется в диапазоне содержания полициклических углеводородов 0,01-0,18%, то при содержании полициклов его изменение достигает 12,9% сравнительно с образцом 1 (0,01%).

Такие величины изменения истираемости лабораторных образцов (на 12,9% для резины .1 относительно прототипа и на 9,8% для резины 3 относительно прототипа) позволяют с достаточной степенью вероятности прогно604940178 241 282 73 68 60 177 153 J40 286 269 254 549 579 611 12 14 14

экровать увеличение ходимости пневматических шин в условиях эксплуатации не менее чем на 3%.

Пример 2. На лабораторных вальцах готовят резиновую смесь протекторного типа следующего состава, iaec.4.: бутадиен-о гметилстирольный каучук СКМС-ЗОАРК 25; маслонаполненный бутадиен-о1-метш1стирольный каучук СКМС-ЗО-АРКМ-2725; стереорегулярный бутадиеновый каучук СКД 50; сера 1 ,95: М-оксадиэтш1ен-2-бензтиаСодержание сажекаучукового геля. Площадь недиспергированньк агломератов сажи, мк Вязкость, ед. МуниНапряжение при 300%-ном удлинении, кгс/см Прочность при разрьгое, КГС/СМ Относительное удлинение,% Остаточное удлинение,.% Сопротивление раздиру, кгс/см Твердость,по ТМ-2 Эластичность при отскоке,% Истираемость, см /кВт«ч

Как видно из табл. 3, резиновые смеси и их вулканизаты, приготовленные по рецепту протекторного типа на основе сочетания трех разновидно.стей каучука и наполненные теми же сажами, содержащими на своей поверхности 0,01-0,18% от веса сажи ката-аннелированных и пери-конденсированных полициклических углеводородов с молекулярной массой 2-5 бензоидных колец (образцы 1-3), отличаются от смесипрототипа (образец 5) меньшей величиной площади недиспергированных аглозолилсульфенамид 1,15; окись цинка 5; стеариновая кислота 2; противоутомитель 4010 N А 1; воск 1,5; масло ПН-6Ш.15; сажа ПМ-100В 50. Использовались образцы сажи 1-5 ПМ-ЮОВ, полученные в примере 1.

Полученную на вальцах резиновую смесь вулканизуют в гидравлическом прессе при 60 мин. Физико-механические свойства свеженаполненных резиновьпс смесей и их вулканизатов приведены в табл. 3.

Таблица 3

мератов сажи и соответственно большим содержанием сажекаучукового геля.

При изменении содерж.ания конденсированных полициклических углеводородо на поверхности сажи от 0,01 до 0,18% от ее веса изменение показателя диспергированности и содержания геля незначительное, но также направленное, как в примере 1 (табл. 2). При дальнейшем приближении к прототипу, т.е. при увеличении содержания полициклических углеводородов до 0,5% от веса 128 413 7 48 72 37 127 983 chJKH, изменения становятся существенными по величине. Изменения показатели всех физикомеханических свойств вулканизатора и сырых смесей оказьшаются аналогичными предыдущему примеру (табл. 2), также пр мере приближения к прототипу вслед за изменениями диспергированности и содержания геля изменения прочностных, свойств становятся значительньюда. В случае сажи с содержанием полициклов 0,5% истираемость резины увеличивается на 11% сравнительно с резиной, наполненной образцом сажи 1 (0,01% полихшклов) Таким образом, и в этом примере (табл. 3), уже в резине протекторного типа отмеченные, величины изменения ис тираемости лабораторных образцов (на 11% для резины 1 относительно прото-i Нгипа и на 9,3% для резины 3 относител но прототипа), также позволяют с до. статочной степенью вероятности про- гнозировать увеличение ходимости пнев , матических шин в условиях эксплуатации примерно на ту же величину, т.е. .приблизительно на 3%. 10 Формула изобретения Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая активный углеродный наполнитель, вулканизующий агент, ускорители вулка.низации, активаторы вулканизации и пластификаторы, отличающаяся тем, что, с целью повышения сопротивления истиранию вулканизатов из данной смеси, последняя содержит в качестве углеродного наполнителя сажу, имеющую на своей поверхности 0,01-0,18% по весу ката-аннелированных и пери-конденсированных полициклических углеводородов с 2-5 бензоидными кольцами при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Ненасыщенный каучук 100 Указанный углеродный наполнитель20-75Вулканизующий агент 0,5-3 Ускорители вулканизации 0,1-2 Активаторы вулканизации 0,5-6,5 . Пластификаторы1-30. Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Салтыков А.В. Основы современной технологии автомобильных шин. М., Химия, 1974, с. 130.