Вулканизуемая резиновая смесь

 

ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ, включающая карбоцепной каумук И наполнитель - печной технический углеорд; с частицами диаметром 110300 А. степенью срастания частиц в агрегаты 0,03-0,09 и удельной поверхностью 90-120 , содержащий фенольные группы и экстрагирующие вещества, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости смеси к подвулканизации и прочностных свойств резин из данной смеси, последняя содержит в качестве наполнителя гидратированный технический углерод с содержанием фенольных групп 0,05-0,12 мэкв/г и экстрагируемых веществ 0,0050 ,25 мас. в количестве 4о-100 мае.ч. на 100 нас.ч. каучука.

СОЮЗ CQBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1010082

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3343050/23-05 (22) 29.09.81 (46) 07.04.83. Бюл. И 13 (72) В.Ф.Суровикин„ Ю.Н.Никитин, А.И.Жолос, А.Г.Шварц, В.А.Сапронов, Н.Н.Лежнев, П.И.Червяков, В.В.Ходов, В.В.Устинов и Н.M.Ïèñêîòèí .(53) 678. 7(088.8) (56) 1.Патент CNA N 2914418, кл. 106-307, опублик. 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

N 770119, кл. С 08 L 9/00, 1979 (прототип) . (54) (57) ВУЛКАНИЗУЕИИЯ РЕЗИНОВАЯ

СМЕСЬ, включающая карбоцепной каучук ,и наполнитель — печной технический углевод- с частицами диаметром 110300 А. степенью срастания частиц в агрегаты 0,03-0,09 и удельной поверхностью 90-120 м 2/r, содержащий фенольные группы и экстрагирующие вещества, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости смеси к подвулканиэации и прочностных свойств резин из данной смеси, последняя содержит е качестве наполнителя гидратированный технический углерод с содержанием фенольных групп 0,05-0,12 мэка/г и экстрагируемых веществ 0,0050,25 мас.i в количестве 40-100 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

1 101

Изобретение относится к шинной промышленности в частности к вулканизуемым резиновым смесям на основе карбоцепных каучуков, применяющимся при изготовлении протекторов шин.

Известна вулканизуемая резиновая смесь, включающая карбоцепной каучук и гаэифицированный печной технический углерод,,состоящий иэ агрегатов, сросшихся сферических частиц диаметром 110-600 м со степенью срастания частиц в агрегаты 0,1-0,5 и удельной поверхностью по азоту 300-1200 м2/г, содержанием фенольных групп 0,010,10 мэкв/г и экстрагируемых гродуктов 0,1-33 (1 ). .Указанная смесь имеет высокую устойчивссть к подвулканизации, но полученные из нее вупканиэаты из-за высокой пористости поверхности характеризуются низкими значениями напряжений при заданных удли,нениях и прочности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является вулканизуемая резиновая смесь, включающая карбоцепной каучук и наполнитель(улучшенный ) печной технический у ;— лерод с диаметром частиц 110-300 А, степенью срастания частиц в агрегаты

0,03-0,09 и удельной поверхностью

<,по ЦТАБ ) 90-120 м2/г, содержанием фенольных групп 0,01-0,04 мэкв/г и экстрагируемых поодуктов 0,33,03 (21.

Недостатком этой смеси является неудовлетворительная ее устойчивость к подвулканизации, что вызывает необходимость применения дорогих и дефицитных антискорчингов и приводит к браку при выпуске протекторов шин. Кроме того, резины из этой смеси характеризуются в ряде случаев неудовлетворительными прочностными свойствами.

Целью изобретения является повы-. шение устойчивости резиновой ) смеси к подвулканиэации, а также повышение прочностных свойств резин — вулканизатов из данной смеси.

Поставленная цель достигается тем, по согласно изобретению вулканиэу :0082 2 мая резиновая "..ìåñü„ включающая карбоцепной каучук и наполнитель — печной технический углерод с частицами диаметром 110-300 А, тепенью срастания частиц в агрегаты 0,03-0,09 и удельной поверхностью 90-120 м /г содержит в качестве наполнителя гидратированный технический углерод с содержанием фенольных групп 0,0516 0,12 мэкв/г и экстрагируемых веществ 0,005-0„25 мас3 в количестве

40-100 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Пример 1, На лабораторных

О вальцах при температуре валков 50+5 С

15 f-oTOBëò вулканизуемую резиновую смесь следующего состава, мас.ч.: бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК

100; стеарин 1; окись цинка 5, ;альтакс 2;. сера 2 и техническ..й углерод щ ПМ-1О;. 1 по ТУ 38. 11562-77 ), гидрати1 рованный путем обработки водяным паром при 400 С в течение 20 мин, 50, Гидратированный технический углерод имеет диаметр частиц по электронному

25 микроскопу 210 А, степень срастания частиц в агрегаты 0,09; удельную поверхность по ЦТАБ 106 м /г„ содержит

0,05 мэкв/г фенольных групп и 0,25 " экстрагируемых толуолом олигомерных продуктов.

Для сравнения готовят контрольную вулканиэуемую резиновую смесь такого же состава. но используют исходный улучше;- ный технический углерод ПМ- 105 не подвергавшийся гидра35 тации прототип и базовый объект ), Готовят также вторую контрольную смесь тако-о же состава, грименяя технический углерод ПМ-105, гаэифицированннй путем обработки водяным фв паром при 800 С в течение 70 мин.

Огытную и контрольные резиновые смеси испытывают на приборе Муни при 130 С по ГОСТ 0722-76. Иэ смесей в,лкан:.неуют образцы в течение

45 " ",,; о

100 мин при 143 С и испытывают по

ГОСТ 270-75.

Характеристика еулканизируемых резиновых с 1есей по примерам 1-4 и результаты их испьпаний (50 мас.ч.

ПМ-105 на 100 мас. -:, каучука ) приведены в табл.1.

1010082

Т а б л и ц а 1

Контрольные смеси

Показатели

Газифицированный наполнитель

Свойства технического у гле род с о

Диаметр частиц, А

210 210 210 210

207

21и

Степень срастания частиц в агрегаты

009 009 009 009

0,09

Удельная поверхность по

ЦТАБ, м /г

105

106 106 107 109

320

Содержание фенольных групп, мэкв/г 0,05 0,07 0,10 0,12

0,07

0,03

0,250 0,166 0,067 0,005 0,412

0,328

Свойства смесей и вулканизатов

Минимальная вязкость, усл.ед.

55 55 55 56

53

Время начала подвулканизации, мин

23 23 25 27

10 1 1 12 14

Напряжение при 3003

1удлинения, МПа

12,8 . 13,6 13,7 12,5 12,0

7,2

Прочность при разрыве, МПа

30,4 30,8 32,4 29,6 29,0

21,4

Относительное удлине-ние, 4

450 . 680

16 30

570 570 550 . 540

22 20

16 16

Остаточное удлинение,й

Пример 2. Вулканизуемую смесь готовят по примеру 1, но при меняют технический углерод ПМ-105, гидратированный путем обработки водяным паром при 400 С в течение

60 мин.

Пример 3. Вулканизуемую ре зиновую смесь готовят по примеру 1, но применяют технический углерод

ПМ-105, гидратированный путем обработки водяным паром при 500 С в о течение 30 мин.

Пример 4. Вулканизуемую резиновую смесь готовят по примеру 1, но применяют технический углерод

ПМ-105, гидратированный путем обраСодержание экстрагируемых продуктов,r.

Скорость подвулканизации, мин

Исходный наполнитель (прототип и базовый обьект) 5 10 ботки водяным паром при 650оС в течение 20 мин. Характеристика вулканиэуемых резиновых смесей по примерам 1-4 и результаты их испытания (50 мас.ч. ПМ-105 на 100 мас.ч. каучука ) приведены в табл.1. Вулканиэуемую резиновую смесь готовят по примеру 3 но применяют гидратиро) ванный сверхвысокодисперсный улучшенный печной - ехнический углерод

П-136М в количестве 40 мас.ч. на

100 мас.ч. каучука.

П р и и е р 6. Вулканизуемую резиновую смесь готовят по примеру 3, но применяют гидратированный улучшенный печной технический углерод

II-226М в количестве 100 масМ . на

100 мас.ч. каучука.

Пример Р

Показатели (П- 136М) (ПМ-105) 6 i ri--2268) Опытная смесь

Прототип

Прото- Опытная Прототип тип,смесь

Опытная смесь

Свойства технического углерода

280 280 2!О

110

110

210

О 07 0,07 0,09

0,03

0,03

0,09

118

120

90 90 05

0,08 0,03 0,07 0,04

0,10

0,03

013 034 008 037

Свойства смесей и аулканизатов

0,06

100 100 65

18

10

14,6

1 1,4 10,7

14,1

Прочность при разоыве„ МПа

176 20, 1

18Î

30,7 28,1

19,2

l;10

620

400

Диаметр частиц, А .

Степень срастания частиц в а гре гаты

Удель ная по аерхност ь по

Ц ГАБ, м2/2

Содержание фенольных .групп, м зка/г

Содержание экстрагируемых, 4

Содержание технического углерода на 100 мас,ч. каучука, мас.ч, Время начала подвулканизации смеси, мин

Скорость подвулканиэации смеси, мин напряжение при 3003 удлинении, МПа

Относительное уд.пи и.ние, !.

10082 б

Г р и м е р 7. В лабораторном реэиносмесителе при загрузке каучука

1900 r :г:-отоаят вулканиэуемую резиновую смесь для протектора шины следую% щего состава, мас.ч.. иэопреновый каучук СКИ-3 20; цис-полибутадиен

СКД 40; бутадиен-метилстирольный ка- учук СКМС-30АРКМ-27 40; олеиновая кислота 2:. канифоль 1; спецбитум

2", масло НП-6Ш 15, "окись цинка

1., ° 4

3; сульфенамид Ц 0,8; противостаритель 4010 А-1; сера 1,6; . гидратироаанный по примеру 3 печной технический углерод ПМ-65.

Характеристика и результаты испытания аулканизуемых резиновых смесей по примерам 5-7 приведены а табл.2.

Т а б л и ц а 2

Составитель В. Островский

Редактор Л.Повхан Техред Е.Харитончик Корректор В.Бутяга

Заказ 2402/11 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

:7

Предложенная вулканизуемая резиновая смесь характеризуется большим временем начала подвулканизации, т.е более устойчива к преждевременной вулканизации (на 15"5И) по сравнению со смесью по прототипу, являющейся одновременно базовым объектом. Применение предложенной смеси позволяет исключить ее из состава дорогостоящие замедлители подвулканизации

10082 8 (сантогард А И и др.) и за счет этого получить значительный экономический эффект. Вулканизаты предложенной смеси имеют на 4-143 более высокие значения напряжения при 3003 удлинения и на 2- 123 более высокую прочность при разрыве, чем резины из смеси по прототипу и базовый объект . Последнее преимущество позволяет увели О чить ходимость шин иза счет этого получить дополнительный экономически эффект.