Вулканизуемая полимерная композиция Советский патент 1983 года по МПК C08L9/06 C08K5/01 

Изобретение относится к -полимерным композициям на основе маслонаполненных каучуков и резин и может быть использовано, преимущественно, в шинной и резинотехнической промьшшенности, а также других областях народного хозяйства.

Известен способ получения маслонаполненных каучуков путем введения неэмульгированного масла в латекс полимера, где латекс в трубопроводе или первом коагуляционнсм аппарате непрерывно смешивают,с раствором поваренной соли и маслом t lНедостатком известного способа является то, что введение неэмульгированного масла в латекс возможно лишь на мощном смесительном оборудовании, что приводит к частичному выделению каучука в виде коагулюма, неравномерному распределению масла в каучуке и ухудшению его свойств.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ р } получения бутадиен-метил-стирольного каучука СК(МС)-30 АРКМ-15, где в качестве наполнителяпластификатора использугэт масло ПН-6, вводимое в латекс в виде 40%-ной эмульсии следующего состава,вес.ч.:

масло ПН-6 100, стеариновая кислота 7,2,. триэтаноламин 3,52 вода 220.

Латекс коагулируют хлористым 5 кальцием и уксусной кислотой, режим коагуляции и промывки каучука серийный.

Однако химическая неоднородность масла ПН-6 приводит к значительному

10 разбосу;- величин удельного веса, вязкости, температуры вспышки и коэффициента рефракции. .По услови51М получения (компаундированием экст с рактов от фенольной очистки деасфальтизатов или компаундированием их с маловязкими экстрактами фенольной очистки вязкой дистилйятной фракции, .или из остатков, полученных путем отгона головных фракций .от указанных

20 экстрактов, либо их смесей) и составу масло ПН-6 является продуктом нестандартным: высокая вязкость до 0,35 , сравнительно низкая матизированность 78 мас.% (сумма. . легкой и средней ароматики).

Высокое содержание смол (до 8 мае.%)обусловливает худшуи совместимость масла с каучуком и пониженную стабильность при старении. Кро30ме того, введение масла ПН-6 в латекс в виде эмульсии увеличивает пенообразование латекса и связано с до полнительным расходом дорогостоящи продуктов, а эмульсия с маслом ПНнедостаточно стабильна и при хране нии расслаивается, что создает тех нологические трудности при введени масла в каучук. Цель изобретения - улучшение пл тоэластических свойств композиции и физико-механических показателей резин из нее. Поставленная цель достигается т что вулканизуемая полимерная композ ция, включающая диеновый каучук и нефтяной пластификатор-наполнитель содержит в качестве пластификаторанаполнителя масляную фракцию, вьщеленную вакуумной перегонкой смеси дистиллятного и остаточного аромати ческих экстрактов в соотношении 1:2 и- температурой кипения 420-500с, содержащую 10-20 мас.% тяжелых.ароматических углеводородов, в количес ве 17-50 мае.ч. на 100 мае.ч. каучу ка . . Физико-механические свойства мас ляной фракции, используемой в предлагаемой композиции, в сравнении с маслом ПН-6 приведены в табл.1. Данные таблицы показывают, что предлагаемое масло-наполнитель по сравнению с маслом ПН-6 является более стандартным по составу: фракционный состав ухсе 420-500 вместо 460-600с, характеризуется низкой вязкостью (0,165 вместо 0,35 что облегчает введение масла в каучук, содержит в 2 раза меньше смол (4,0 вместо 8,0 мас.%), высокая аро матизованность (10-20 мас.% тяжелых ароматических углеводородов) обеспе чивает лучшую его совместимость с каучуком, способствует лучшеглу диспергированию сажи в каучуке. Пример 1. Для получения маслонаполненной композиции на осно ве бутадиен-стирольного каучука СКС(МС)-ЗОАРКМ-15 используют латекс синтезированный по следующему рецепту, мае.ч. на 100 мае.ч. мономеров:С,-Метилстирол или 32 Стирол30 Бутадиен68 или 7 (соответственно) Мыло канифоли 4,1 Мыло синтетических жирных кислот1,1 ЛейканолО,3 Ронгалит0,1 Трилон Б0,05 Железо сернокислое закисное семиводное 0,025 Гидроперекись изопропилбензола 0,2 Третичный додецилмеркаптанДо 0,15 Вода180 Неозон д1,5 Масляную фракцию в количестве 17 мае.ч. на полимер вводят во флокулят (смесь латекса с хлористым натрием при . Масло-латексную смесь коагулируют хлористым натрием (концентрация 24-26 мас.%) и разбавленным (концентрация 0,3 мас.%) раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5. Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука СКС МС ЗОАРКМ-15 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ (И -38-78. В контрольном примере композиция на основе маслонаполненного каучука СКС(МС)-30 АРКМ-15 содержит масло-наполнитель ПН-6 (см. табл-. 2) . Пластоэластические и физико-механические свойства композиций приведены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что полимерная композиция на основе каучука СКС МС ЗОАРКМ-15, содержащая предлагаемую масляную фракцию, по сравнению с контрольной характеризуется лучшим комплексом плаетоэластических и физико-механических свойств. Пример 2. Для получения маслонаполненной композиции на основе бутадиен-метилстирольного каучука СКМС{с)-ЗОАРКМ-27 используют латекс, синтезированный по следующему рецепту, мае.ч. на 100 мае.ч мономеров: оС Метилетирол или 32 Стирол. 30 Бутадиен58 или 70 (еоответетвенн.о) Мьшр диспропорционированной канифоли 2,45 Мыло синтетических жирных кислот 2,45 Лейканол0,3 Ронгалит0,07 Трилон Б0,020 Железо сернокислое закисное еемиводное 0,011 гидроперекись изопропилциклогексилбензола0,01 Третичный додецилмеркаптанДо 0,1 Вода180 Масляную фракцию, содержащую 1020 мас.% тяжелых ароматических углеводородов, в количеетве 37,5 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера, вводят во флокулят при 25-30С. Масло-латекеную смесь коагулируют насыщенным раствором хлористого натрия и разбавленным (о,3-1,О мае.% раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5. Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука СКМС(С)ЗОАРКМ-27 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ 15628-70 (табл. 3).

Получение контрольного образца описано в примере 1.

Пластоэластические и физико-механические свойства композиций на основе каучука СКМС(С)-ЗОЛРКМ -27 приведены в табл. 3.

Результаты табл. 3 показывают, что предлагаемая композиция на основе каучука CKMC(G)ЗОАРКМ-27 имеет лучший комплекс пластоэластических .. свойств.

Пример 3. Для получения маслонаполненной композиции на осно ве каучука СКС(МС)-ЗОАРКМ-33 исполь зуют латекс, синтезированный по рецепту, приведенному в примере 2, с корректировкой инициатора процесса полимеризации и регулятора молекулярно- массового распределения полимера

В качестве инициатора используют смесь гидроперекиси изопропилциклогексилбензола и гидроперекиси изопропилбензола (в соотношении 1:1) в количестве 0,065 мае.ч.на 100 мае.ч мономеров.

Регулятор молекулярно-массового распределения - третичный додецилмеркаптан до 0,2 мае.ч. на 100 мае.ч. мономеров.

Масляную фракцию в количестве 50 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера вводят во флокулят при 50-55 С. Маело-латексную смес коагулируют насыщенным раствором хлористого натрия и разбавленным (0,3-1,0 мас.% раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5;

Полученную композицию на основе маслон полненного каучука СКС( АРКМ-33 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ 15628-70. (табл. 4).

Получение контрольного образца описано в примере 1.

Пластоэластические и физико-механические евойетва композиций на основе каучука СКС(МС)-ЗОАРКМ-33 приведены в табл. 4

Результаты табл. 4 показывают, что предлагаемая композиция на основе каучука СКС(МС)-30 АРКМ-33 имеет лучший комплекс плаетоэластичееких свойств.

Пример 4. Для получения маслонаполненной композиции на основе эмульсионного бутадиенового каучука СКД используют латекс, синтезированный по следующему рецепту, мае.ч. на 100 мае.ч. мономеров

Бутадиен100

Мыло канифоли 2,45 Мыло еинтетичееких жирных кислот 2,45 Лейканол0,3

Ронгалит0,07

Трилон Б0,04

Железо сернокислое закисное семиводное 0,02 Гидроперекись изо0 пропилбензола +

+ гидроперекиеь изо- пропилциклогексилбейзола (в соотношении 1:1 по массе) 0,06 5 Третичный додецилмеркаптан0,3 .

Вода180

Неозон Д.1,5

Температура полимеризации сос0 тавляет .

Масляную .фракцию в количестве 17 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера вводят в смесь латекса с хлористым натрием при 25-30°С. Масло-латексную 5 смеськоагулируют хлористым натрием (24-26 мас. разбавленным (0,3 - .1 мас.%) раствором серной кислоты. Полученную композицию на основе маслонаполненного бутадиенового кауQ чука СКДМ-15 испытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ 149-24-75 (табл. 5),

ПлаетоэлаеТические и физико-механические свойства композиций на основе маслонаполненного каучука 5 СКДМ-15 приведены в тебл. 5.

Результаты табл. 5 показывают, что вулканизат на основе предлагаемой кс птозиции по сравнению с контрольным имеет лучший комплекс физико-ме 0ханических и динамических свойств. Полимерная композиция на основе каучуков СКС(МС)-30 АРКМ-15, СКС(МС)30 АРКМ-27 и СКС(МС)-30 АРКМ-ЗЗ, еот.держащая в качестве наполнителя5 пластификатора предлагаемую масляную фракцию в количестве 17-50 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера, позволяет уменьшить воеетанавливаемоеть резиновой смеси на 8%, повысить пластич0 ность резиновой смеси на 10%, уЛу шить эластичность резиновой смеси по отскоку на 12% и увеличить срок елужб резиновых изделий.

Полимерная композиция на оенове 5 каучука СКДМ-15 позволяет повыеить условную прочноеть при раетяжении на 9i и сопротивление раздиру на 20%, увеличить еопротивление многократному раетяжению в 1,5 раза, а также ерок службы резиновых изделий.

Т а б л и ц а

Плотность при 2СРс, кг/м Показатели преломления при 50° С, Вязкость при 100 с, см Vc Анилиновая точка, °С Групповой химический состав, % Углеводороды: парафино-нафтеновые ароматические, в том числе: легкие средние тяжелые смолы Фракционный состав, С 420-500

Эластическое восстановление резиновой смеси, мм

Твердость резиновой смеси

Условная прочность при растяжении, МПа 960 1,540 0,165 53,2 81,5 27,2 39,7 14,6 4,0

Таблица 2

1,25 65

26,5 960 1,5200 0,350 67 отс. 8,0 60-600

Относительное удлинение

при разрыве, %

Относительная остаточная

деформация после разрыва,

Эластичность по отскоку

при 20°С, %

Сопротивление многократно

растяжению тыс.ц.

Температура стеклования,

с

Теплообразование, €

Сопротивление разрастанию

тыс.ц.

Пластичность каучука

Эластическое восстановление каучука, мм

Пластичность резиновой смес

Восстанавливаемость резинов смеси, мм

Эластическое восстановление резиновой смеси, мм

f

Твердость резиновой смеси

Условная прочность при растяжении, МПа

Относительное удлинение.при разрыве, %

Относительная остаточная деформация после разрыва,

Эластичность по отскоку при 20 С, %

Продолжение табл. 2

646 20 30 52,0

-54 94

18,8

Таблица 3

0,29

з,4 0,35

2,6

1,64

61

24,0

617

15 32

Температура стеклования, с

Термодинс1мическая устойчивость (по ползучести),%

Сопротивление разрастанию трещин, тыс.ц.

Показатели

Пластичность каучука

Эластическое сопротивление каучука, мм

Пластичность резиновой смеси

Воставнавливаемость резинов смеси, мм

Эластическое восстановление резиновой смеси, мм

Твердость резиновой смеси

Условная прочность при растжении, МПа

Относительное удлинение при разрыве, %

/

Относительная остаточная дефбрмация после разрыва, %

Элартичность по отскоку при 20«С, %

Температура стеклования,с Теплообразование,С

Сопротивление многократному рас тяже нию, тыс. ц.

Гистерезисные потери при с 100 20

Продолжение табл. 3 Ъ

-49

76,0

15,0

Таблица 4

Пpeдлaгae 4aя композиция на основе каучука СКС(МС)-30 АРКМ-33

0,20 3,2 0,39 1,9

1,34 50

22,5

686

20

27

-52.

88

13,7

0,23 0,33