Резиновая смесь на основе карбоцепного каучука Советский патент 1982 года по МПК C08L9/00 C08L23/16 

Изобретение относится к резиновым смесям, применяемым в шинной и резинотехнической промышленности.

Известна резиновая смесь на основе карбоцепного каучука включающая в качестве пластификатора кубовые остатки ректификации стирола 1 .

Недостатком резиновых смесей, содержащих указанный пластификатор, является то, что применение его приводит к ухудшению прочностных характеристик вулканизатов.

Наиболее близкой к изобретению является резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая агент вулканизации, ускоритель вулканизации, диспергатор, активатор вулканизации, наполнитель и пластификатор, в которой в качестве пластификатора используют ароматизированное нефтяное масло-ПН-бШ ГОСТ 12861-67 С ,

Однако известная резиновая смесь обладает недостаточно хорошими технологическими свойствё1ми (вальцуемостью, шприцуемостью), а вулканизаты из нее имеют относительно невысокую прочность и морозостойкость.

Цель изобретения - улучшение технологических свойств резиновой смеси, а именно вальцуемости, шприцуемости/ повышение прочности и морозостойкости вулканизатов из нее, а также снижение себестоимости и расширение ассортимента пластификаторов ,

10

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая агент вулканизации, ускоритель вулканизации, диспергатор, активатор вулкани15зации, наполнитель и пластификатор, в качестве пластификатора содержит остаток ваку тлной разгонки декобальтизированного кубового остатка от ректификации продуктов гидроформили20рования. пропилена, выкипающий при 350-400°С, а компоненты смеси взяты в следующем соотношении, мае.ч: Карбоцепной каучук 100 . Агент-вулканизации 1,0-3,0

25 Ускоритель вулканизации0,5-2,5 Диспергатор 0,5-3,0 Активатор вулканизадии 2,0-10,0 0 Наполнитель 20,0-85,0 Остаток вакуумной разгон-ки декобальтизированного кубового остатка от ректификации продуктов гидроформйлирования пропилена, выкипающий при 350-400С 1,0-25, Опытный пластификатор-остаток вакуумной разгонки декобальтизированнр.го куба от реактификации прод тов гидроформйлированияпропилена выкипакяций при температуре выше , а именно при 350-400 С (пластификатор ГФ-350),получают из от-ходов производства бутиловых спи тов и 2-этилгексанола. Пластификатор ГФ-350 представляет собой жидкссть-олигомер вязко-текучей конси тенции коричневого цвета со следую щей характеристикой: Молекулярная масса, у.е . , 450-500 Плотность, ГС/см 0,94-0,95 Кислотное число, мг КОН/Г3,0-4,0 Эфирное число, мг КОН/Г140-160 Гидроксильное число, мг КОН/Г 16-18 о Карбонильное число, мг КОН/Г 40-50 Бромное число, г Вг/100 г4,0-5,0 Содержание летучих (), % 0,15-0.,50 Содержание золы, % 0,5-1,5, По данным химического и спектр ного анализов в состав пластифика ра ГФ-350 входят соединения со сло ноэфирными спиртами и карбонильным группами.Молекулярная масса проду свидетельствует о присутствии прод тов уплотнения,очевидно,появляющи в результате неоднократно повторя щейся альдокротонизации масляных альдегидов, Лабораторньил исследо: ваниям в составе резиновых смесей подвергался образец пластификатор ГФ-350 со следунидей характеристик Молекулярная масса, У.е., 452 Плотность, гс/м 0,945 Кислотное число, мг КОН/Г3,79 Эфирное число, мг КОН/Г149 Гидроксильное число, мг КОН/Г17,6 Карбонильное число, кг КОН/Г37 Вромное число, г Вг/100 г4,74 Содержание золы, % 1,26 Содержание летучих, % 0,36 Пластификатор ГФ-350 обладает слабым специфическим запахом, хор шо смешивается с эластомерами, об печивает получение резиновых смесей с гладкой блестящей поверхностью. Сравнение опытного пластификатора проводят с наиболее широко применяемыми: маслом ПН-6Ш, дибутилфталатом, дибутилсебацинатс, вазелиновым маслом. Пример 1.В резиновую смесь протекторного типа на основе смеси каучуков: изопреноЕого СКИ-3 (50 мае. ч.), бутадиенового СКД-П (30 мае.ч.), бутадиенстирольного СКС-30 АРКМ-15 (20 мае.ч.) состава, мае.ч. на 100 мае.ч. каучука: Сера2 1 Сульфенамид Ц 1,3 Цинковые белила 4,0 Канифоль1,0 Стеарин1,5 Рубракс5,0 Неозон Д . 1,0 Продукт 4010 А 1,0 Мккровоск ЗВ-1 2,0 Сажа (ТУ ПМ-100) 55,0 вводят 15 мае.ч. масла ПН-6Ш (прототип) или 15 мае.ч. опытного пластификатора ГФ-350. Изготовление смесей осуществляют на вальцах при температуре валков 6О-70°С 30 мин. Резиновые смеси, содержащие опытный пластификатор, имеют технологические свойства на уровне смесей, содержащих масло ПН-6Ш. Резины с опытньгм пластификатором обладают повышенной прочностью и морозостойкостью. В табл.1 представлены свойства резиновых смесей и вулканизатов про- текторного типа. Т а и ц а 1 Пластификатор по ГОСТ 415-75 - 0,51 Вязкость по Муни Напряжение при 300% удлинении, МПа Предел прочности при разрыве.

Пример 2. смесь стандартного вутадиеннитрильног СМ состава, мае.ч. каучука;

Сера

Цинковые белила

Стеариновая

кислота

Каптакс

ТУ ДГ-100вводят 5 мае.ч. ДБС (дибутилсебацината) или 25 мае.ч. ДБФ ;(AH6yTHhфталаТа), или 25 мае.ч. опытного пластификатора ГФ-350. Изготовление резиновых емееей проводят на вальцах по общепринятому режиму.

В табл.-2 предетавлены свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКН-40 СМ.

Таблица2

Пластичность по ГОСТ 415-75

Напряжение при 300% удлинении, МПа

Предел прочности при разрыве, МПа

Относительное удлинение, %

Остаточное удлинение, %

Эластичность по отскоку,%

Тепловое старение 100° 72 ч

КП Ку

Температура хрупкости, с

Из приведенных в табл.2 данных видно, что пластичность опытных резиновых смесей сохраняется на уровне пластичности резиновых смесей, сдержащих дибутилсебацинат. Вулканизаты резиновых смесей с опытным пластификатором имеют более высокие показатели напряжения при удлинении и предела прочности при разрыве по сравнению с вулканизатами, содержгицими дйбутилфталат и дибутилсебацинат. Теплостойкость и морозостойкость резин с опытным пластификатором находятся на одном уровне с резивамиj содержащими пластификаторы-антифризы- дйбутилфталат и дибутилсебацинат. Отмечено выпотевание дибутилфталата к дибутилсе0,45 0,52 0,63 0,53

6,2 6,1 8,0

11,5

24,0 .13,6 11,4 24,9

645

483 439

10

29

44

31

0,67 1,0 0,93 0,90 0,94 0,60 0,79 0,60

-50

-50

-51

-44

бацината в процессе теплового старения, что не наблюдается в образцах, содержащих опытный пластификатор.

ПримерЗ. В резиновую смесь стандартного типа на осн.ове этиленпропиленбутадиёнового каучука СКЭПТ-40 состава, мае.ч.; на 100 мае.ч. каучука:

Сера2,0

Каптакс0,5

Тиурам1,5

Стеарин1,0

ТУ ПМ-7550,0

Цинковые белила 3,0 вводят 5.мае.ч., вазелинового масла или 1, 3, 5 мае.ч. опытного пластификатора. Изготовление смесей осуществляют на вальцах при 60-70 С 25 мин.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов представлены .3.

Как видно из табл.3 с введением опытного пластификатора улучшают - . ВальцуемосТь, 10, м1,31 2,0 Шприцуемость, балл5-6 5 Пластичность по ГОСТ 0,20 0,26 415-75 Напряжение при 300%-ном удлинении, МПа8,6 7,2 Предал прочности при разрыве, МПа Относительное удлинение,% Остаточное удлинение, % Твердость по ТМ-2 Эластичность по отскоку, %38 46 Тепловое старение 100 C;f72 ч Пример 4. В резиновую смесь стандартного типа на основе бутадиенстирольного каучука ДССК-Д состава,, мае.ч. на 100 мае,ч. каучука: Сера If 5 Цинковые белила Стеарин 2.,6 Сантокюр 0,7 ТУ ПМ-75 50,0

ся вальцуемость и шприцуемость резиновых смесей, повьпааются напряжение при 300%-ном удлинении и предел прочности при разрыве у вулканизатов при сохранении остальных показателей ла уровне прототипа. ... 1,78 2,31 3,02 5-6 5 3-4 0,20 0,21 0,33 11,211,4 2,6 19,117,2 455424 1616 8 40 40 вводят 5 мае.ч. масла ПН-6Ш (прототип) или 3, 5, 7 мае.ч. опытного пластификатора. Изготовление смесей осуществляют на вальцах при 55+5С 55 26 мин. Свойства стандартных резиновых смесей, содержащих масло ПН-6Ш, и смесей-, . содержащих опытный пластификатор, представлены в табл.4.

Вальцуемость, 10

Пластичность по ГОСТ 415-75

Вязкость по Муни, Б-1-4-100

Напряжение при 300%-н удлинении, МПа

Предел прочности при -разрыве, МПа

Относительное удлинение, %

Остаточное удлинение,

Как видно из табл.4, опытный пластификатор приводит к улучшению вальцуемости, снижению вязкости по Муни и повышению пластичности резиновых смесей, повьлпению напряжения при 300% удлинении и предела прочности при разрыве вулканизатов.

Из . приведенных в табл. 1-4 данных видно., что введение пластификатора ГФ-350 в резиновые смеси различны : типов и на основе различных карбоцепных каучуков приводит к повышению показателей технологических и механических свойств резин, а именно вальцуемости на 15-50%, игприцуемости на 30%, предела прочности на разрыв на 15-40% и морозостойкости на 19% ( по сравнению с прототипом) .Улучшение вальцуемости и шприцуемости резиновых смесей обеспечивает снижение брака при шприцовании и каландровании профильных заготовок. Кроме того, отсутствует выпотевание на поверхности резин и значительное повышение прочностных характеристик резин при обеспечении высокого показателя морозостойкости (на уровне лучших антифризов- дибутилфталата и дибутилсебацината). Та как ДБФ и ДБС - синтетические продукты высокой стоимости, замена их на продукт, получаемый из отхода, дает значительный экономический эффект.

Таблица 4

0,68 -0,79 0,73 1,06

0,26 0,28 0,33 0,36

45

45

41

10,512,910,910,9

18,120,919,720,0

483512536648

12161920

Формула изобретения Резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая агент

5 вулканизации, ускоритель вулканизации, диспергатор, активатор вулканизации, наполнитель и пластификатор, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технологических свойств резиновой смеси и по0вышения прочности и морозостойкости вулканизатов из нее, смесь содержит в качестве пластификатора остаток вакуумной разгонки декобальтизированного кубового остатка от рек5тификации продуктов гидроформилирования пропилена, выкипающий из 350-400с, а компоненты смеси взяты в следующем соотношении, мае.ч.: Карбоцепной каучук 100

0 Агент вулканизации 1,0-3,0 Ускоритель вулканизации0,5-2,5 Диспергатор 0,5-3,0 Активатор вулкани5зации 2,0-10,0 Наполнитель 20,0-85,0 Остаток вакуумной разгонки декобальтизирйванного кубо0вого остатка от ректификации продуктов гидроформилирования пропилена, выкипающий при 350-400 0 J.,0-25,0

5

1195650912

Источники информации,2. Литвинова Т,В. Последние допринятые во внимание при экспертизе стижения в области создания новых

кл. 260-112,5, опублик. 1975.(прототип).

пластификаторов для резиновых сме