Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука Советский патент 1981 года по МПК C08L9/00 

(54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ,1 - Изобретение относится к области переработки ненасыщенных эластомеров и может быть использовано на предприятиях резиновой и шинной промьвиленности, а также на смежных-пред приятиях, использующих в производстве резиновые смеси. . : Для облегчения переработки резиновых смесей в них выводят ингредиенtK, например мягчитель и замедлитель подвулканизации, которые улучшают технологические свойства смеси и стойкость к подвулканизации. Известна резиновая смесь на основе иенасьвденного каучука (эластомера) , содержащая агент вулканизации, ускоритель, диспергатор, наполнитель активатор, противостаритель и замедлитель подвулканизации, например фта левый ангидрид, а также и мягчитель например живичную канифоль, в соотношении, вес. ч.: 100:1,5:1,5:1:4: 50:2:1-3 tl . Однако известная резиновая смесь характеризуется недостаточной стойкостью к подвулканизации и невысокой когезиоиной прочностью, а резины, полученные на ее основе, обладают неудовлетворительным сопротивлением тепловому старению, что связано с НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА повышенной склонностью канифоли к окислению. Входящая в состав известной резиновой смеси канифоль является дорогостоящим дефицитным продуктом, получаемым из растительного сырья, а фталевый ангидрид, будучи веществом с относительно высокой температурой плавления (130-131°С) и полярностью, плохо распределяется в смеси и выцветает на поверхности при хранении резиновой смеси. Цель изобретения - улучшение качества резиновой смеси, а именнр; повышение стойкости резиновой смеси к подвулканизации и улучшение ее когезионной прочности, а также физикомеханических свойств резин из этой смеси. Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая агент вулканизации, ускоритель, диспергатор, активатор, наполнитель, противостаритель и замедлитель подвулканизации, содержит в качестве последнего продукт сополимеризации пиперилена и 3- метил - 1,2,3,6 тетрагидрофтапевого ангидрида при следующем соотношении компонентов, мае. ч.:

Ненасыщенный каучу

Агент вулканизации

Ускоритель

Диспергатор

Активатор

Наполнитель

Противостаритель

Замедлитель подвулканизации1,0-5,0

Продукт сополиме наации пиперилена и 3 - метил - 1,2,-3,6 - тетрагидрофталевого ангидрида (смола вМТГФА) получается в качестве отхода в производстве 3 - метил - 1,2,3/6 - тетрагидрофталевого ангидрида в количестве 10% от основной продукции. Ресурсы смолы составляют по данным СОПНХЗ примерно 20 т год.

Смола ЗМТГФА представляет собой твердый хрупкий полупрозрачный продукт светло-коричневого.цвета со следующей характе|)истикой:

Молекулярная масса 400-480 Плотность, г/см 1,12-1,16 Температура размягчения, °С70-90 Содержание летучих, % . 2-2,5 Содержание золы, % 0,05-1,0 Содержание нераство-. римых в ацетоне, % 0,2-0,6 Кислотное число, мг KOH/i 370-420 По данным спектрального анализа в состав смолы ЗМТГФА входят соединения, содержащие ангидридные группы и непредельные звенья. Имея относительно невысокую температуру размягчения, смола ЗМТГФА хорошо смешивается с каучуком и исключает пойвление неоднородности из-за плохого распределения при изготовлении смеси.

Лабораторным исследованиям в составе резиновых смесей в качестве замедлителя подвулканиэации и мягчителя подвергался образец смолы ЗМТГФЛ со следующими показателями:

Молекулярная масса 443 Плотность V г/см 1,15 Температура размягчения, °С85,0 Содержание летучих, % 2,22 Содержание золы, % 0,07 Содержание нерастворимых в ацетоне, % 0,40 Кислотное число, мг КОН/Г396 Данная смола выполняет и роль мягчителя. Поэтому нет необходимости использовать в смеси канифоль.

Изготовление резиновых смесей,содержащих смолу ЗМТГФА протекало без осложнений, никаких технологических трудностей не наблюдалось. Визуальн отмечалась несколько повышенная адгзия к металлу и повышенные когезионные свойства резиновых смесей.

Испытания смолы в качестве замедлителя подвулканизации (антискорчинга) и в качестве мягчителя проводились в составе конкретных шинньк резиновых смесей на основе различных 5 аучуков и различного назначения. Известной служили серийные резиновые смеси, содержащие канифоль и фталевый ангидрид в оптимальных для них дозировках (1,5 и 0,5 мае. ч. на

100 мае. ч. каучука соответственно).

Пример 1. Готовят обкладочную резиновую смесь состава, мае.ч.: каучук СКИ - 3 100, сера 2,4, сульфенамид 1,1, альтакс 0,2, модификатор РУ 1,00, смола лрафор 5 1,00, цинковые белила 5, стеарин 2, масло ПН-6 3, РУбраке 4, техуглерод 50, неозон Д 1,00, диафен ФП 1,00, фталевый ангидрид 0,5, канифоль 1,5 (известная) и смесь, содержащую в качестве антискорчинга и мягчителя 1,5 мае. ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая).

Пример 2. Готовят обкладочную резиновую смесь по примеру 1 5 (Известная) и смесь, содержгичую в качестве антискорчинга и мягчителя 2,0 мае. ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая) .

Определяют время до начала подвулканизадии при 120с, в течение которого вязкость резиновой смееи увеличивается на 5 единиц против минимальной, а когезионные свойства резиновой смеси, а также основные физикомеханичеекие показатели в оптимуме вулканизации.

Свойства смесей и вулканизатов приведены в табл. 1.

Примерз, Готовят протекторную резиновую смесь состава, 0 мае.ч.: каучук СКД 30, каучук СКСЗОАРКМ 70, сера 1,7, сульфенамид 1,45, цинковые белила 3, диа$ен ФП 16 ,олеин6вая кислота 2, масло ПН-6 14,5, рубракс 3, микровоск ЗВ 2, 5 трехуглерод ПМ - 100 60, фталевый ангидрид 0,5, канифоль 1,5 (известная) и смесь, содержащую в качестве антискорчинга и мягчителя 3,0 мае.ч. емолы ЗМТГФА (предлагаемая). л Пример 4. Готовят резиновую емееь по примеру 3 (известная), и смесь, содержащую в качестве антискорчинга и мягчителя 5,0 мае.ч. смолы ЗМТГФА (предлагаемая).

Определяют время до начала подвул канизации при 120с и стойкость резин к тепловому старению при в течение 72 ч- по отношению показателей прочности и относительного удлинения резин после старения к исходным показателям (до старения).

Свойства смесей и вулканизатов приведены в табл. 2.

Из табл. 1 и 2 видно, что предлагаемые смеси в сравнении с известной 5 обладают повышенными показателями

стойкости к подвулканизации, когезионной прочности, что весьма важно для обкладочных резин/ а вулканиза.ты характеризуются более высоким сопротивлением тепловому старению. Сопротивление подвулканизации увеличивается на 10-30%, относительное удц1инение при разрыве резиновой слюси увеличивается на 70-90%, а сопротивление тепловому старению резин возрастает на 20% по прочности и на 5-20% по относительному удлинению. В настоящее время смола ЗМТГФА не находит квалифицированного применения и уничтожается. Предлагаемое техническое решение позволит решить проблему утилизации одного из нефтехимических отходов, загрязнякяиих -экружаюцуго среду.

Смола ЗМТГФА выполняет бифункциональную роль - мягчителя и анти.скорчинга одновременно. Это позволит не только улучшить качество резиновых смесей, но и снизить их себестоимость за счет замены дорогой и дефицитной канифоли и фталевого ангидрида на

практически бросовый продукт.

I

Таблица 1

Показатели Время до начала подвулканизации, мин Когезионные свойства: модулъ при 300% удлинении, кг/см относительное удлинение, % Модуль при 300% удлинении, кг/см88 Сопротивление разрыву, кг/см240 Относительное удлинение, %600 Остаточное удлинение, %31 Сопро ивление раздиру, кг/см85

Известная

Предлагаемая смесь со смолой ЗМТГФ смесь

1,5 мае.ч.

2,О мае.ч.

Свойства смесей 21 1,1 640 Свойства ву 1 22,5 1,2 1070 в

Показатели

Пластичность по Карреру

Время дс начала подвулканизации, мин

Коэффициент теплового старения

Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающем агент вулканизации, ускоритель/ дисперга.тор., активатор, наполнитель, противостаритель и замедлитель подвулканизации, отличающаяся тем, что, с целью повЕяшения стойкости резиновой смеси к подвулканизации и улучшеиия ее когезионной прочности, а тгисже физико-механических свойств резин, из этой смеси, последняя содержит в качестве замедлителя подвулкаиизации сополимер пиперйлена и 3 метил - 1,2,3,6 - тетрагидрофталёвоТаблица 2

Предлагаемая смесь

Известная со смолой ЗМТГФА смесь

3мае.ч.

5 мае.ч.

Свойства смесей

0,41

0,44

0,42

27

30

27

Свойства ,вулканиэатов .

НИИ компонентов, мае. ч.:

Ненас1лцви 1Ый каучук 100 Агент вулканизации 1-3

Ускортель 1,5-4,5

Дкспергатор0,2-3,0

Активатор2,0-10,0

Наполнитель20-85

Противрстефитель0,5-3,0 Указанный замедлитель

подвулканизации1,0-5,0

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Справочник резинщика. Н. , Химия, 1971, с. 126 {прототип).