Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука Советский патент 1982 года по МПК C08L9/00 C08K9/04 

(54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕИНОГО КАУЧУКА

t

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе карбоцепного каучука для производства злектропроводяищх резин.

Известна антистатическая вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука и сажи, содержащей О,3-3% от веса сажи ароматических карбоцепнык олигомерных углеводородов l.

Недостаток ее - относительно низкая прочность и нестабильность электропроводящих свойств.

Наиболее близка к предлагаемой вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая в качестве наполнителя модифицированную печную сажу с 0,31,5% от веса сажи полиэтиленимина (ИЭИ) молекулярного веса 3000-30000 в количестве 30-60 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука .

Однако электропроводность и прочность резин из указанной смеси также не удовлетворяют требованиям потребителя.

Цель изобретения - повьшение электропроводящих и прочностных свойств резин из вулканизуемой резиновой массы на основе карбоцепного каучука.

Поставленная цель достигается

10 тем, что вулканизуемая резиновая смесь на осйове карбоцепных каучуков, включающая наполнитель - печную сажу, модифицированную азотсодержащим полимером, в качестве

15 последней содержит сажу, модифицированную 0,3-1,5% от веса сажи продуктам поликонденсации формальдегида, мочевины и этиленгликоля в количестве 30-80 вес.ч. на 100 вес.ч.

20 к.аучука.

Продукт поликонденсации, мочевины, формальдегида и диэтиленгликоля в соотношении 40:40:20 с молекулярным 3 весом 460 (смола МФ-17), применяющи ся в качестве модифицирующего агента при получении новой сажи, отличается от полиэтиленимина, содержащегося в саже известной резиновой смеси, повышенным содержанием первичных аминогрупп и нгшичием звеньев диэтиленгликоля, т.е. неполярн метиленовых мостиков между полярными звеньями мочевины. Последние уменьшают регулярность структуры ол гомврных молекул и снижают их спосо ность к кристаллизации, действуя по добно пластификаторам. В силу указанных особенностей, модификатор ул шает диспергируемость сажи, совмест мость ее с каучуком и одновременно уменьшает контактные сопротивления между агрегатами в агломератах сажи, так как первичные аминогруппы выступают в роли протонных мостиков резко повышая проводимость электронов в местах контакта агрегатов. В предлагаемой резиновой смеси м жет быть использована любая активная печная сажа с диаметром элементарных частиц 21-35 ммк и показателем абсорбции дибутилфталата 80180 мл/100 г, содержащая от 0,3 до 1,5% продукта поликонденсации мочевины, формальдегида и диэтиленгликоля. При содержании модификатора менее 0,3% от веса сажи не достигается заметного улучшения электропро водности резин. Применение сажи с содержанием модификатора более 1,5% также нежелательно, так как из-за повышенной прочности гранул ухудшается ее диспергирование в каучуках, что приводит к снижению прочности и электропроводности резин. В зависимости от требуемого уров ня электропроводящик и прочностных свойств вулканизуемой резиновой сме си количество сажи может изменяться от 30 до 80 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука. Уменьшение содержания сажи ниже 30 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука нежелательно, так как приводит к резкому снижению электропроводности резин, а повышение ее количества вы ше 80 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука резко снижает прочность резин, при этом в обоих случаях опытные резины по электропроводности и прочности теряют преимущества перед контрольными, содержащими эту же сажу без модификатора. 2 Кроме карбоцепного каучука и модифицированной сажи, в состав предлагаемой смеси входят вулканизуемый агент (сера, алкилформальдегидные смолы и др.), ускорители и активаторы вулканизации, противостарители, пластификаторы и другие наполнители в обычно принятых для них количествах. В качестве карбоцепного каучука могут применяться изопреновые (НК, СКИ-З), бутадиен-стирольные, бутадиен-метилстирольные, бутадиен-нитрильные, бутадиеновые каучуки, а также их комбинации. Готовят смеси на смесительном оборудовании (вальцы, резиносмесители) по действующим режимам. Пример 1. На лабораторных вальцах при атмосферном давлении и температуре валкОв 50+5°С готовят вулканизуемуюрезиновую смесь следующего состава, вес.ч.: бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30 АРК-100, стеарин-1, окись цинка - 5, альтакс 2, сера - 2 и печная сажа ПМЭ-100В с 0,5% смолы МФ-17, имеющая диаметр элементарных частиц 23 ммк, удельную адсорбционную поверхность 264 м /г и показатель абсорбции ДБФ 162 мл/100 г - 40. Модификацию печной сажи 11МЭ-100В смолой МФ-17 осуществляют на стадий грануляции путем смешения пьшевой сажи с0,5%-ным водным раствором смолы в соотношении 1:1 с последующим удалением воды. Параллельно готовят контрольную смесь такого же состава с сажей ПМ-100, содержащей 0,5% полиэтиленимина. Вулканизацию смесей проводят в прессе с паровым обогревом при 143 С в течение ВО мин. Прочностные свойства резин определяют по ГОСТ 270-75, удельное объемное электросопротивление - потенциометрическим методом. Приготовление опытных и контрольных смесей повторяют, применяя сажу ПМ-100 с содержанием модификатора, 0,3, 1,0, 1,5 и 1,8%. Свойства резин с сажей ПМЭ-ЮОВ, содержащей различные количества смолы МФ-17 и ПЭИ, приведены в табл. 1. Пример 2. При1отовление и испытание вулканизуемых резиновых смесей проводят по примеру 1, но применяют специальную печную сажу ПМЭ-80В с диаметром элементарных частиц 31 ммк, удельной адсорбционной поверхностью 107 м /г и показателем

абсорбции ДБФ 140 мл/100 г, содержащую 1% смолы МФ-17. Контрольная смес содержит такую же сажу с Г% полиэтиленимина.

Приготовление и испытание смесей повторяют, уменьшая содержание сажи до 30 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука.

Приготовление и испытание смесей повторяют, увеличивая содержание сажи до 60 вес.ч. и 80 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука.

Свойства резин с различным количеством сажи 11МЭ-80В, .содержащей 1% от веса сажи смолы МФ-17 или ПЭИ вес.ч. на 100 вес.ч. каучука,приведены в табл. 2.

Из табл. 1 видно, что наименьшим удельным объемным электросопротивлением, т.е. наибольшей электропроводностью по сравнению с конНапрязанне при ЭООХ уялинении, кгс/см 84 8 9289 - 90 Прочность при растяяеййн, кгс/см 233. 248 235 244 Отаос 1телы1ое уд. линение, % 580570 580 570 Удельное оОъеммое электросопротивлв- ние Ру, ОмСМ 305 . 322265 307 224 Ум ньшениа ру по сопротивле.:::з с контрольной резм1 Ы Омсм

Резины, содержащие сажу 1МЭ-80Б, вес.ч., модифицированную

Напряжение при 300%

удлинении, кгс/см727095 Прочность при растяжении, кгс/см 2236 215 239

трольной резиной, обладает вулканиэат резиновой смеси с сажей, содержащей 1 % смолы МФ-17, С увеличением содержания смолы МФ-17 до 1,8% или с уменьшением до 0,3% уменьшается электропроводность резин. При содержании МФ-17 в саже от 0,3 до 1,5% вулканизаты превосходят контрольные резины по электропроводност и прочности. При содержании смолы в саже 1,8% вулканлзат имеет низкую прочность и не имеет практически преимуществ по электропроводности перед контрольной резиной-.

Как видно из табл. 2, вулканизаты опытных резиновых смесей при содержании сажЛ ПМЭ-1ООВ с 1 % смолы МФ-17 от 30 до 80 вес.ч. на 100 вес каучука превосходят контрольные резины по электропроводности и прочности.

Таблица I

Таблица2

172168202196

90 86828078 75 224 236 217200 195 560 560 540520 500 290 268 302360 382 221224 214178175 Относительное удлинение, % Удельное объемное электросопрашвле28.10 32-10 6«10 Ю1 е, Омсм

Формула изобретения

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука для электропроводящих резин, включающая наполнитель - печную сажу, модифицированную азотсодержащим полимером, отличающаяся тем, что, с целью повышения электропроводящих и прочностных свойств резин из данной смеси, последняя содержит в качестве наполнителя сажу, модифицированную 0,3-1,5% от веса сажи продукта поликонденсации формальдегида, мочевины и этиленгликоля в количестве 30-80 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 562998, кл. С 08 L 9/00, 1975.

кл. С 08 L 9/00, 1978 (прототип). 12-10 486