Вулканизуемая резиновая смесь Советский патент 1982 года по МПК C08L9/00 C08K9/04 

(S) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ

1

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки вулканизуемой резиновой смеси.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе цис-полиизопрена, включающая наполнитель - полуактивную углеродную сажу в соотношении соответственно 100:50-100 мас..

Однако известная смесь не обеспечивает повышение упругих свойств композиции при сохранении высоких (1)изико-механических свойств резин из нее.

Цель изобретения - повышение yпpyгиk свойств композиции при сохранении высоких физико-механических СВОЙСТВ резин из нее.

Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе цис-полиизопрена, включающая наполнитель - полуактивную углеродную сажу, в качестве наполнителя содержит полуактивную

сажу с содержанием 0,5-5 вес.% поливинилового спирта от веса сажи при следующем соотношении компонентов, мае.ч.

Цис-полиизопрен 100

Полуактивная сажа с со/ ержанием 0,5-5 вес.

поливинилового спирта 50-100

В качестве полуактивной углеродной сажи применяются печная сажа ПМ-15, и также в небольших количествах печная сажа марок ПГМ-33, ПМ-АОН и ПМ-ЗОВ и газовая термическая сажа ТГ-10, имеющие показатель удельной геометрической поверхности м/г Совмещение поливинилового спирта с полуактивной сажей может быть осуществлено в процессе мокрой грануляции путем смешения пылящей сажи с 0,5 водным раствором полимера в соотношении 1:1 с последующей сушкой продукта.

Наилучшие результаты получены при применении полуактивной сажи с 3 OjSS- от веса сажи полимера. При меньшем или большем количестве полимера не обнаруживается существенное увеличение когезионной прочности смеси, кроме того, при содержании полимера более 5 наблюдается падение прочности резин, что нежелательно. Эффект повышения когезионной прочности и других упругих свойств резиновой смеси наблюдается при всех дозировках сажи, применяемых в производственных рецептах резинотехнических изделий на основе цис-полиизопрена (от 50 до 100 вес.ч. на 100 вес.ч. каучука). Приготовление вулканизуемой резиновой смеси осуществляется на обы ном смесительном оборудовании(вальцы, резиносмеситель Бенбери) по де ствующим технологическим режимам. Следует подчеркнуть, что эффект повышения когезионной прочности наблюдается только у резиновой смес с полуактивной сажей, имеющей среднеарифметический диаметр элементарных частиц не менее 600А и показа тель удельной геометрической поверх ности не более м /г. Очевидно, это вызвано повьаиением активности поверхности сажи за счет гидроксиль ных групп, входящих в состав макромолекул полимера. Частично взаимо действуя с поверхностью сажи при ее грануляции и сушке и с макромолекул ми каучука при смешении, указанные группы способствуют увеличению коли чества пространственносшитого сажекаучукового геля в резиновой смеси, что приводит к повышению упругих свойств смеси. Пример 1. На лабораторных вальцах на 200 г каучука готовят вулканизуемую резиновую смесь следующего состава, вес.ч,: цис-изопре новый каучук СКИ 3, стеариновая кис лота 1, окись цинка 5 сульфенамид Ц 1, сера 2, сажа ПМ-15 с 0.5% полиаинилового спирта с молекулярной массой . Сажа ПМ-15 имеет удельную геометрическую поверхг ность 17 м /г, показатель абсорбции дибутилфталата 85 мл/100 г и рН водной суспензии 7,5- Готовят также три контрольные смеси такого же состава, но с исходной сажей ПМ-15 и . ПМ-100 и модифицированной сажей ПМ-100 с 0,5% поливинилового спирта соответственно. Сажа ПМ-100 (исходная и модифицированная имеет удельную геометрическую поверхность 95 , абсорбцию дибутилфталата 10 мл/100 г и рН водной суспензии 7,8. Когезионную прочность смесей определяют по результатам разрыва не вулканизованных образцов в виде лопаток при на машине РМИ-5 по ГОСТ 270-75. Каркасность смесей определяют по результатам сжатия на дефометре под грузом 300 г цилиндрических образцов высотой и диаметром по 10 мм при 80 С. За показатель каркасности принимают отношение высоты образца после 10 мин действия нагрузки к высоте после 0,5 мин действия нагрузки от начала опыта. Вулканизацию смесей проводят в прессе при ЙЗ°С в течение 20 мин. Пример 2. Приготовление и испытание вулканизуемой резиновой смеси проводят по примеру 1, но применяют сажу ПМ-15. содержащую 1% поливинилового спирта. Пример 3. Приготовление и испытание вулканизуемой резиновой смеси проводят по примеру 1, но применяют сажу ПМ-15, содержащую 3 поливинилового спирта. Пример 4. Приготовление и испытание вулканизуемой резиновой смеси проводят по примеру 1, но применяют сажу ПМ-15, содержащую 5 и 10% поливинилового спирта. Результаты испытания смесей по примерам 1- приведены в табл. 1.

7ЭЗЭ 8

Пример 5- Приготовление .не содержащей поливинилового спири испытание вулканизуемой резиновой та.

смеси проводят по примеру 1,но Примерб. Приготовление и применяют модифицированный в процес- испытание вулканизуемой резиновой се полимеризации цис-изопреновый кау- 5 смеси проводят по примеру 5 но чук СКИ-3-01, содержащий около 0,5% применяют сажу ПМ-15, содержащую 1% нитросоединения. Одновременно гото- поливинилового спирта. Результаты вят контрольную смесь такого же сое- испытания смесей по примерам 5 и 6 тава, но с исходной сажей ПМ-15. приведены в табл. 2. Свойства сме Минимальная вязкость по Муни при Время начала подвулканизации по Муни при , мин Когезионная прочность, кгс/см Каркасность,%

С вой ствавул канизаторов

Из приведенных данных видно, что вулканизуемая резиновая смесь на основе изопренового каучука и полуактивной сажи с поливиниловым спиртом превосходит по когезионной прочности на 25-60 контрольную смесь, содержащую серийную полуактивную сажу без полимера, и имеет также существенные преимущества перед известной смесью по каркасности. Вулканизаты опытной смеси при содержании поливинилового спирта в саже до 5 вес.% практически не уступают контрольным резинам или несколько превосходят их по прочностным свойствам. Аналогичные смеси с активной сажей ПМ-100,

Таблица 2

содержащей поливиниловый спирт, ие имеют преимуществ перед контрольными смесями по упругим свойствам.

Внедрение предлагаемой резиновой смеси позволит значительно сократить брак неформовых изделий из-за несоответствия заданным геометрическим размерам.

Формула изобретения

Вулканизуемая резиновая смесь на основецис-полиизопрена, включающая наполнитель - полуактивную углеродную сажу, отличающаяся сей 9 93947 тем, что, с целью повышения упругих свойств композиции при сохранении высоких физико-механических свойств резин из нее, композиция содержит в качестве наполнителя полуактивнуюs сажу с содержанием 0,5-5 весД поливинилового спирта от веса сажи при следующем соотношении компонентов, мае. ч.: 110 Цис-полиизопрен 100 Полуактивная сажа с содержанием 0,5-5 весД поливинилового спирта 50-100 Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1, Синтетический каучук.Под ред. И.В.Гармонова. Л., Химия, 1976, с. 200-209 ( ПРОТОТИП