Ускоритель вулканизации резиновых смесей Советский патент 1985 года по МПК C08K5/47 C08L9/00 

Изобретение относится к резиново промьшшенности, в частности к разработке ускорителя вулканизации резиновых смесей. Известен ускоритель вулканизации резиновых смесей на основе очищенного 2-меркаптобензтиазола l. Однако данный ускоритель вулкани зации не обеспечивает необходимых физико-механических свойств резин из указанных смесей. Цель изобретения - повышение физико-механических свойств резин из резиновых смесей, а также снижение стоимости ускорителя вулканизации. Поставленная цель достигается тем , что ускоритель вулканизации р зиновых смесей на основе очищенного 2-меркаптобензтиазола дополнительно содержит продукт конденсации с альд гидом окисленных при 0-20 С отходов при щелочно-окислительной очистке 2-меркаптобензтиазола при следующем соотношении компонентов, мае.%: 2-Меркаптобензтиазол 5-40 Указанный продукт конденсации60-95 Пример 1. В стеклянный ста кан емкостью 0,5 л, снабженньй мешалкой, помещают 110 г 10%-ного рас твора едкого натра с температурой 80-90 С и при перемешивании добавляют 50 г расплавленного сырого 2-меркаптобензтиазола. Полученный раствор натриевой соли 2-меркаптобензтиазола охлаждают, в бане со льдом до температуры 0-5°С и при перемешивании добавляют к нему в течение 20-30 мин 250 г водного раствора, содержащего 1,5 г надсернокислого аммония и 1,5 г формальдегида, охлажденного до температуры 3-7 С. Во время придачи реагентов реакционну массу охлаждают, поддерживая в ней температуру 5-10°С. Полученную суспензию размешивают 1 ч и фильтруют на воронке. Осадок промывают холодной водгой и сушат при температуре 50-70С. : Получают 6,6 г ускорителя, имеющего температуру плавления 132-139 и содержащего 24,3% 2-меркаптобензтиазола, Выход ускорителя составляет 13,2 от массы сырого 2-меркаптобензтиазола Пример 2, В условиях приме 1 из 50 II сырого 2-меркаптобензтиаз ла и 110 0%-ноговодного раствор едкого натра получают 160 г раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола, К полученному раствору в течение 1015 мин при перемешивании добавляют 125 г водного раствора, содержащего 0,9 г перекиси водорода и охлажденного до 3-7 С, Реакционную массу перемешивают 15 мин и добавляют к ней в течение 10-15 мин 0,5 г формальдегида, в 125 г охлажденной растворенного до 3-7 С воды Суспензию ускорителя перемешивают 1 ч, поддерживая в ней температуру 5-10 С, фильтруют на воводой и сушат ронке. осадок промывают при 50-70с. Получают 4,55 г ускорителя, имеющего температуру плавления 123-130°С и содержащего 18,7% 2-меркаптобензтиазола, Выход ускорителя 9,1% от массы сырого 2-меркаптобензтиазола, Пример 3,В условиях примера 2 из 50 г сырого 2-меркаптобензтиазола, 110 г водного раствора 10%-ного едкого натра, 0,9 г перекиси водорода, 1,5 г формальдегида и 250 г воды получают 7,2 г ускорителя, имеющего тем126-130°С и содерпературу плавления жащего 28,5% 2-меркаптобензтиазола, Выход ускорителя составляет 14,4% от массы сьфого 2-меркаптобензтиазола. Пример 4, В условиях примере 2 из 50 г сырог.о 2-меркаптобензтиазола, 110 г водного раствора 10%-ного едкого натра, 0,9 г перекиси водорода, 2,5 г формалина и 250 г воды получают 8,3 г ускорителя, имеющего температуру плавления 135-139 С и содержащего 39,7% 2-меркаптобензтиазола, Выход ускорителя составляет 16,6% от массы сырого 2-меркаптобензтиазола. Пример 5,В условиях примера 2 из 50 г сырого 2-меркаптобензтиазола, 110 г водного раствора 10%Hciro едкого натра, 0,9 г перекиси водорода, 1,5 г формальдегида и 250 г воды получают суспензию ускорителя. Суспензию фильтруют на воронке, полученный осадок промывают 100 мл 1%-ного раствора едкого натра, а затем до нейтральной реакции водой. Осадок высушивают при температуре 50-70°С, щелочной промывкой фильтрат присоединяют к маточнику. Получают 5,2 г ускорителя, содержащего 5,1% 2-меркаптобензтиазола и

имеющего температуру плавления 120jze c.

Выход ускорителя составляет 10,5% от массы сырого 2-меркаптобензтиазола.

Пример 6. В условиях примера 1 из 50 г сырого 2-меркаптобензтиазола, 110 г 10%-ного водного раствора едкого натра, 0,9 г п.ерекиси водорода, 1,5 г уксусного альдегида и 250 г воды получают 7,3 г ускорителя, имеющего температуру плавления 130-135 Си содержащего 30,5% 2-меркаптобензтиазола. Выход ускорителя составляет 14,6% 5 лем

от массы сырого 2-меркаптобензтиазола

Пример 7. В данном примере показана эффективность пpeдJJaгaeмoгo ускорителя в резиновых смесях в ср внении с 2-меркаптобензтиазолом.

На лабораторных вальцах при температуре 60 С и времени смешения 15 мин готовят смеси состава, указанного в табл. 1. Определяют склонность смесей к преждевременной вулканизации при 130с, физико-механические свойства вулканизатов при нормальных условияз, и после теплового

Состав резиновых смесей

старения при УУС в течение 2 сут, сопротивление вулканизатов раздиру, твердость, эластичность и динамическую выносливость при многократном растяжении.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Из представленных в табл. 2 данных видно, что резиновые смеси с предлагаемым ускорителем не уступают по кинетическим характеристикам смесям с 2-меркаптобензтиазолом, а вулканизаты с предлагаемым ускоритекаптобензтиазолом со сопротивлению разрыву и раздиру.

Предлагаемый ускоритель значитёль но дешевле 2-меркаптобензтиазола, так как получается из продуктов, являющихся в настоящее время отходами производства. Способ получения предлагаемого ускорителя является безотходным, поскольку в качестве побочного продукта получают очищенный раствор щелочной соли 2-меркаптобензтиазола, необходимый для синтеза других ускорителей.

Таблица 1 превосходят вулканиздты с 2-мер

УСКОРИТЕЛЬ ВУЛКАНИЗАЦИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ на основе очищенного 2-меркаптобензтиазола, отличающийся тем, что, с целью повьпиения физико-механических свойств резин из резиновых смесей, а также снижения стоимости ускорителя вулка-. низации, последний дополнительно содержит продукт конденсации с альдегидом окисленных при 0-20 С отходов при щелочно-окислительной очистке 2-меркаптобензтиазола при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2-Меркаптобензтиазол 5-40 Указанный продукт конденсации60-95

СКИ - 3 (изопреновый каучук)

Стеарин Окись цинка

Технический углерод ДГ-100

Сера 2-Меркаптобензтиазол

Ускоритель, полученны в условиях примера 3

100

100

100

1

1

1

5

5

5

3 3

3 3 2,5

3 3

2,5 Свойства резиновых смесей и вулканизатов из них

Время начала структурирования при 130 С, Т, мин

Оптимальное время вулк низации 130 С, Tii, мин

Степень структурирован «ai rtUM Я

Индекс скорости вулканзации, .100 , мин

Т -Т

0

Напряжение при 300% удлинении, МПА

Сопротивление разрыву, MIIA

Относительное удлинение, %

Остаточное удлинение,%

Сопротивление раздиру,

Твердость по ТМ-2

Эластичность по отскоку,%

Динамическая выносливость , тыс. ц.

Коэффициенты теплового старения, 90 С, 48 ч:

по прочности

по относительному

удлинению

Таблица 2

10

10

11

48 19,9

46 19,5

42,5 23,0

2,77

3,07 3,9

4,7

3,6

8

22,2 22,8

25,2

670 630

650

24

24

25

45,0

5

81,5

51,7 50 50 51

53 64

55 68

1,t)1

0,84

0,78 0,71 3 0,67 0,81