Вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука Советский патент 1981 года по МПК C08L9/00 C08K5/34 

(54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА

., ,1

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к вулканизуемой композиции на основе нена- . сыщеннОго каучука.

Известна вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука, или смеси ненасыщенных каучуков, включающая, термостабилизатор - производное пиперазина: М,М-бис-2(окси-4,б-диме- тилбензил)пиперазин(фенол 89), например, в количестве 1-3 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука 1.

Данная композиция имеет.неудовлетворительные технологические свойства, а резины из нее - низкие электроизоляционные свойства в процессе термического старения, хотя и обладгиот высокой термостойкостью в статичес:кйх условиях.

Цель изобретения - улучшение технологических свойств композиции, повы шение электроизоляционных свойств резин из нее в процессе термического старения при одновременном сохранении термостойкости в статических условиях.

Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного кГаучука или смеси ненасыщенных каучуков, включающая

термостабилизатор - производное пиперазина,в качестве -последнего содержит N. N -бис(3,5-дитретбутил-4-оксибенf зил)-пиперазинСпиперазин А) формулы

,

(сНзЬс

в количестве 0,8-1,5 мае.ч. на 100 мае..ч. каучука.

5Пример 1. Резиновые компо зиции на основе ненасыщенных каучуков (состав ем. табл. 1) готовят на вальцах при температуре валков . Полученные композиции вулканизуют в

20 электропрессе в течение 20 мин при 143°С. определяют влияние количества пиперазина А на физико-механические свойства резин, а также сопротивление вулканизатов термическому старению.

Свойства вулканизатов приведены в табл. 2. Для сравнения приведены

зойетва композиции-прототипа, содержащей в качестве термоетабилизатора 30 Фенол 89.

Из результатов, приведенных в табл. 2 следует, что оезины. солержащие пиперазин А, по склонности смесей к появулканизации, а также по основным физико-механическим свойствам находятся на уровне поототипа. По ртойкости к термическому стаоению предлагаемые композиции значительно превосходят ПРОТОТИП. С увеличением количества пиперазина А в вулканизатах сопротивление термическому старению вначале возрастает, а затем несколько уменьшается. Поэтому увеличивать его содержание свыше 1,5 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука неиелесообоазно. В то же воемя уменьшение содержания пиперазина А ниже 0,8 мае ч. приводит к снижению термостойкости резины.

Пример 2. Резиновые композиции 1,2,10,11 (табл. 1) готовят аналогично поимеру 1. Исследуют влияние пиперазина А на физико-механические свойства вулканизатов и сопротивление оезин термостарению в композициях на основ.е натурального или полииэопоенового каучуков.

Результаты испытаний приведены в табл. 3. .

Как следует из результатов, поиведенных в табл..З, резиновые сМеси на основе НК / или СКИ-ЗД/ имеют высокое сопротивление термическому старению при сохранении высоких физикомеханических характеристик.

Пример 3. Резиновые композиции состава, приведенного в табл.1 (смеси 8 и 9), готовят аналогично примеру 1. Вулканизацию проводят в электропрессе ПРИ 143с в течение 30 мин.

Определяют влияние состава композиций (мягчителей, ускорителя, наполнителя) на свойства резин, содержащих пиперазин А.

Свойства вулканизатов приведены в табл. 4,

Из приведенных в табл. 4 экспериментальных результатов следует, что хотя состав композиций и оказывает влияние на сопротивление резин, содержащих пиперазин А, термическому старению, однако во всех случаях крэффициенты теплового старения по прочности превосходят ПРОТОТИП, а по относительному удлинению либо превосходят его, либо находятся (1 случай) на одном с ним уровне.

П р и м а р 4. Определяют влияние термостабилизатора (пиперазина А на электроизоляционные свойства до и после увлажнения в процессе теплового старения при в течение 96 ч. Изготовление резиновых смесей и их вулканизацию осуществляют аналогично примерам 1-3.

Состав резиновых смесей, приведен в табл. 5 (смеси 10,13,14).

Как следует из результатов испытаний (табл. 5), диэлектрические свойства резин, содержащих пиперазин А, находятся на уровне прототипа.

Пример 5. Резиновые смеси состава,.приведенного в табл. 6 (смеси 12-14) готовят аналогично примеру 1. Вулканизацию ПРОВОДЯТ при 20 мин. Определяют физико-механические свойства вулканизатов и их термостойкость. Из состава композиций пол:ностью исключен один из компонентовфенолформальдегидная смола.

Из приведенных в табл. 6 результатов следует, что исключение из состава композиций фенолформальдегидной смолы при наличии в резиновых смесях пиперазина А не оказывает влияния на Снижение термостойкости и ухудшение основных физико-механических свойств

Таким образом, предлагаемая нами композиция, содержащая в качестве . термостабилизатора пиперазин А, позволяет значительно повысить стойкость резин на основе ненасыщенных каучуков или их смесей к термическому старению при сохранении высоких физикомеханических и диэлектрических свойст вулканизатов.

Пример 6, Резиновую композицию на основе хлоропренового каучука (смесь 15 табл. 7) готовят аналогично п1эимеру 1. Получе.нные композиции вулканизуют-в электропрессе при 143С в течение 30 мин. Определяют влияние пиперазина А на технологические, а также физико-механические, электроизоляционные свойства резин до и после теплового старения.

Как следует из табл. 7, шприцуемость рез.иновой смеси из предлагаемой композиции значительно превосходит прототип.

По пределу прочности при разрыве, относительному и остаточному удлинению до термического старения предлагаемая композиция находится на одном уровне с прототипом,, а после термического с.тарения превосходит его.

Электроизоляционные характеристики резин из предлагаемой композиции и прототипа до теплового старения находятся на одном уровне, а после термическрго старения у резин из предлагаемой композиции они выше.

Пример 7. Резиновую композицию на основе нитрильного каучУка (СКН-26 МС) готовят аналогично примеру 1. Смеси вулканизуют в течение 60 мин при . Определяют влияние пиперазина А на технологические свойства резиновых смесей, а также на физико-механические и электрризоляционные свойства реЗин до и после термического старения.

Как следует иэ табл. 8, шприцуемость резиновой смеси иэ предлагаемой композиции вьшхе, чем у смеси - . прототипаi

По пределу прочности при разрыве, относительноь4у и остаточному удлинению вулканизаты из. предлагаемой композиции до термического старения находятся на одном уровне с прртотипом, « после стаоения поевосходят его.

Электроизоляционные характеристики резин из поедлагаемой композиции и прототипа до теплового стаоения наисодятся на одном уровне, а после термического старения у резин из 5 предлагаемой композиции они выше.

Свойства смесей и резин из них Время начала подвулканизации (Т5) , 7,5 7,5 мин Напряжение при 100% удлинении, 0,82 0,85 0,87 МПа Прочность при растяжении, МПа 9,50 9,65 9,74 Относ ительное удлинение ггри разрыве, Остаточное удлинение, % Коэффициент теЕмического старения (40 сут, 110®С :

(по проч- 0,57 ности),

(по относительному 0,91 удлинению) Прочность при растяжении, 12,3 9,6 9,9 Относительное 438 570 400 удлинение, % Остаточное :удлинение, %

Таблица 2 570 590 30 . 25 .

0,64 0,65 0,63 0,62 0,55

0,92 0,93 0,89 0,90 0,87 31 26 8,0 7,0 . 7,0 0,95 0,95 0,80 9,80 . 9,68 9,40 580 560 550 25 30 50 10,1 350 Показатели |,-.у-г.- 1 I 2 . 10 Коэффициенты термического старения (4 сут; 1200с): К,, (по прочности) 0,58 0,62 0,56 .Кп(по относительномуудлинению) 0,92 0,89 0,88 Показатели 78 9 Прочность при 9,68 ,10,0 растяжении, МПа Относительное удлинение, % Остаточное удлинение, % Коэффициент термического старения 4 сут, 110°С : К(по прочности)

Kft(no относитель- , ному удлинению)0,90

Продолжение табл.3 Смесь Свойства рез Смесь 29 0,58

0,89 0,87

0,87 ,11 Прототип 0,570,55 0,880,87 Таблица 4 н Прототип 10,2 30 0,59

До увлажнения

Удельное объемное сопротивление,

3-,2-10 3,0-10 3,1-10 Ом-см

Тангенс угла диэлектричес0,0020,0020,003 ких потерь

Элек т ричес к ая

прочность,

кВ/мм

33

После увлажнения (2 о С г 4 сут)

Удельное объемное сопротивление,

1, 8,5-10 7,9-10 ОМСМ

Тангенс угла

диэлектрических

0,005

потерь

Электрическая прочность, кВ/мм

30

Прочность при

8,8 разрыве, МПа

Относительное

540 удлинение, %

Таблица 5

Свойства резин

ЗД-Ю

0,003

32

31,9

32

7,8-100,018,

0,0110,014

26

28

27

Т а б л и ц а б

Свойства резин

8,2

7,7

9,1

510

580

500 Остаточное удлинение, % Коэффициент термического старения: 10 сут, К, (по прочности)0,67 Кл{по относительномуудлинению)0,94 4 сут, К(по прочности)0,73 K,j(no относительномуудлинению)1,00 Свойства смесей и резин из-них

Продолжение табл.6

Таблица 7 0,66 0,93 0,72 0,95

Показатели

Коэффициенты термического старения 10 сут, :

К(по прочности)

Кл(по относ ительному удлинению

Электроизоляционные характеристики.резин после теплового старения при , 4 с

До увлажнения

Удельное объемное сопротивление. Ом«см

Тангенс угла

диэлектрических

потерь

Электрическая прочно кВ/мм

После увлажнения (20°С, 24 ч.)

Удельное объемное сопротивление. Ом «см

Тангенс угла диэлектрических потерь

Электрическая

прочность,

кВ/мм

Продолжение табл.7 Смесь 15Прототип

0,70

0,60 0,75 0,82

2,6.10

0,010

12

1,6-100,020

Показатели )

сть, 23

про1,010

ри0,009

Таблицав

Смесь

16

Прототип

1,2

1,2 1,15 650 640 25 20

0,80

0,70 0,87 0,73

10

у(0

1,0-10

1,1-10

0,016

0,006 22

3,1-10 0,030 9

Формула изобретения

Вулканизуемая композиция на сснове ненасыщенного каучука или смеси ненасыщенных каучукрв, включающая термостабилизатор - производное пиперазина, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технологических свойств композиции, повышения электроизоляционных свойств резин из нее в процессе термического старения при одновременном сохранении высокой термостойкости реэпн в статических условиях, композиция содержит в качестве термостабилизатора

N ,М -бисО, 5-дитретбутил-4-оксибензил)-липеразин формулы

в количестве 0,&-1,5 мае.ч. на 100 масс.ч. каучука. .QИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2689587/23-05, кл. С 08 L 9/00, 1979 (прототип).