Способ получения наполненного диенового каучука

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННОГО ЦИЕ НОВОГО КАУЧУКА смешением 14-25% цисперсви сажи в углевоаородном расгворигеле, соаержашей 5-5О% ог массы сажи минерального масла, с пол име риза гом сопряженного щиен-циенох вого каучука после аезактивации каталн за гора при соогношении по массе сажи и каучука соогвегсг нно 4О-90:10О, выае лением наполненного каучука и сушкой, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств резин на основе наполненного аиенового каучука, смешивают аисперсию сажи, пополнительно соаержашую полимеризат при соотношении сажи и поли мертзата соответственно 15-45:100 R пополнительно обработанную в аве ста- . они при скорости савига и по предельного напряжения савига соответственно по ста« циям: 1О-1ОО/1 с и 100-ЗОО Па; 510-5 10 /1 с и ЗОО-8ОО Па, с остальным копичесгвом полимеризата.

„„SU„„ l 0 l 4842

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

И ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3325265/23»05 (22) 24.07.81 (46) 30.04.83. Бюл. 3ЧЬ 16 (72) Б. Q. Бабицкий, В. М, Булатова, B. А. Кормер и Н. Н. Слуцман (53) 678.7 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании

М 916091, «л. 2(6)P, опублик. 1963.

2. Пагенг Великобритании М 933749, кл. В(6)Р, опублик. 1963 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛ»

НЕННОГО ДИЕНОВОГО КАУЧУКА смеше нием 14-25% цисперсии сажи в углевоцороцном растворителе, соцержащей 5-50%

or массы сажи минерального масла, с полимериэагом сопряженного циен»циено-. 3(59 С,08 3 3/22 С 08 Ь 9/00 вого каучука после цезакгнвации «агали» загора при соотношении по массе сажи и каучука соогвегсгвенно 40-90:100, выцелением наполненного каучука и сушкой, 1 отли чаю шийсятем,что, с целью улучшения физико-механических свойств резин на основе наполнен ного циенового каучука, смешивают цисперсию сажи, цополнигельно соцержашую полимеризаг при соотношении сажи и поли» меризага соответственно 15-45:100 и цополнигельно обрабоганную в цве сга» . ции при скорости савига и цо прецельного напряжения сцвига соогвегсгвенно по сга циям: 10-100/1 с и 100-300 Па;

5 10З-5 10 /1 с и 300-800 Па, с д остальным «оличесгвом полимеризага.

101 В 2

Изобретение относится к способам получения наполненного полимера сопряженного диена приготовлением цисперсии сажи с концентрацией 14-25 мас,% в углеводороцном растворителе в присутствии масла в количестве 5-50 мас.% на сажу при перемешивании, введением этой циспер сии в полимеризаг сопряженного циена после цеэакгивации катализатора иэ расче« .

l0 та 40-90 мас.ч на 100 мас. ч полимера, вьшелением чаполненного полимера иэ полимеризага и сушкой его известными ме годами.

Прецлагаемый способ может найти применение в промышленности синтетического

t5 каучука, в частности в произвоцстве наполненных полимеров сопряженных циенов.

Известен способ получения наполненного полимера на основе сопряженного цие на (бугадиела, иэопрена) ввецением напопнигелей (сажи, масла) из расчега 5-100 мас.% на полимер в раствор полимера в углевоцороцном растворителе, выцепением наполненного полимера

25 из раствора водной дегазацией и сушкой его иэвесгными приемами, например в воэцушной сушилке (1 1 .

Однако в указанном способе отсутствуют данные по степени цисперсносги сажи и равномерности ее распрецепения в наполненном прлимере, а также свойства вупканизагов íà его основе. Укаэанные цанные получены в условиях способа-аналога, но с испопьзованием в качестве полимера цля наполнения

1,4-попиизопрена. Средний диаметр, сажевых агломератов при этом сосгавпяет 42,4 мк, разница между максимальным и минимальным соцержанием сажи в наполненном полимере 19,4 мас.% 40 (см. ниже пример 1 (контрольный), а

i3 вупканизагы на основе наполненного полимера имеют низкие физико-механические показатели (см, габп. 2, пример 1 (контрольный) .

Таким образом, цанный способ привоциг к попучению наполненного полимера с неравномерным распределением в нем сажи и низкой степенью ее дисперснос ти, следствием этого является неуцовпет- 5р воригельный уровень физико-механических свойств его вупканизагов.

Наиболее бпизким к прецлагаемому является способ получения наполненного диенового каучука - полимера сопряжен55 ного диена (бугациена, иэопрена) смешением 14-25% цисперсии сажи в углевоцо родном растворителе, например в голуоле, соцержашей 5-50% or массы сажи минерального масла с полимериэагом сопряженного циена — диенового каучука после дезактивации кагалиэагора при соотношении по массе сажи и каучука соответственно 40-90:100, выделением наполненного каучука, например водной цегазацией, и сушяой его известными приемами (2 ) .

Полученный при этом наполненный полимер имее г невысокую с ге пень д исперсносги сажи: средний циамегр саже вых агломератов составляет 11,423,7 мк. (цанные получены в условиях способа-п ро ro типа; приме ры 2 и 3 ) .

Оцнако известный способ характеризуетсяя невысокой степенью цисперсносги сажи в наполненном полимере, что обуолавливаег нецосгагочно высокий уровень физико-механических показагелей, особен» но динамических, его вулканизагов. цепь изобретения - улучшение физикомеханических свойств резин на основе наполненного циенового каучука.

Поставленная цель цосгигаегся тем,что согласно способу получения наполненного циенового каучука смешением 14-25% дисперсии сажи в угпевоцороцном расгворигеле, соцержашей 5-50% or массы сажи минерального масла, с полимериэагом сопряженного циенциенового каучука после цезакгивации катализатора при соотношении по массе и каучука соогве гс гвенно 40-90:100, выделением наполненного каучука и сушкой, смешивают цисперсию сажи, цопопнигепьно соцержащую полимеризаг при соотношении сажи и полимериэага соответственно 15-45:100 и цопопнигельно обработанную в цве сгации при скорости сцвига и цо прецельного напрчжения сцвига соответственно по cra диям: 10-100/1 с и 100-300 Па;

5 10 -5 104/1 с и 300-800 Па, с остальнымм коп ичес твом пол име риза га.

Сушносгь прецпагаемого способа получения наполненного полимера сопряженного циена — цис -1,4-попииэопрена, (каучук СКИ-3) и цис -1,4-попибугациена (каучук СКД) состоит в слецующем.

Пригоговпяюг при перемешивании дисперсии сажи с концен грацией 14-25 мас.% в углевоцородном раст воригепе (изопенгане, толуоле, их смесях с алифагическими угпевоцороцами, бензине) в присутствии масла (ароматического, нафгенового, нафгено-аромаги« ческого) в количестве 5-50 мас.% на сажу, при этом в цисперсию дополнительно ввоц т часть попимеризага, который используют цля ввецения цисперсии, из

3 101 4 расчета содержания в ней полимера (каучука СКИ-3 и СКД) 15-45 мас.% на сажу и осуществляют перемешивание . цисперсии s уyсc>лIоoвsиnя х, указанных в иэо6ре гении.

Полученную дисперсию ввоцяг в полимериэаг после дезактивации катализатора из расчета 40-90 мас.ч. сажи на 100 мас.ч. полимера. Наполненный полимер выделяют иэ полимеризага водной цегазацией и 10 . cymar известными приемами, например в червячной машине.

Полученный полимер характеризуется равномерностью распрецеления в нем сажи по разнице межцу максималы ым и 15 минимальным ее содержанием, степенью цисперсносги сажи, опрецеляемой микроскопическим методом по среднему циамегру сажевых агломератов, а гакже физикомеханическими показателями вулканиза- >0 гов, изготовленных на его основе.

Пример 1 (контрольный); осуществлен s условиях способа-аналога.

В 2 л расгвора каучука СКИ-3 в изопенI гане, содержащего 160 r полимера, 25 вводят 80 г сажи и 8 г нафтено-ароматического масла МИНХ-1.

Наполненный полимер вьщеляют из раствора водной цегазацией и cymar в вакуум-сушильном шкафу при 50 С. Зо

Полимер на 100 мас.ч. соцержиг 50 мас.ч. сажи и 5 мас.ч. масла.

Полученный полимер характеризуется неравномерным распределением в нем сажи (разница между максимальным и минимальным содержанием .сажи составляет. 19,4 мас., средним циамегром сажевых агломератов (42,4 мк) и неуцовлегворительными физико-механическими показателями его вулканиэатов.

Условия опыта и харакгерисгика распределения сажи в полимере из этого и послецуюших примеров привецены в табл. 1, а физико-механические показатели его вулканизагов - в табл. 2.

П р и м .е р 2 (контрольный); осуществлен в условиях способа-прототипа.

Приготовляют при перемешивании 600 г дисперсии сажи в иэопенгане с конценг» рацией 20 мас.% в присутствии 6 r масла МИИНХ-1. (:.коросгь сдвига в аппаpare при приготовлении цисперсии 50 1/с, Р, цисперсии 200 Па.

Полученную цисперсию ввоцяг в 2 л полимериэата (каучук СКИ-3 в иэопенгане) после дезактивации катализатора, содержащего 200 r полимера.

Наполненный полимер вьщеляют из полимеризага водной дегазацией и сушат

842 4 в вакуум-сушильном шкафу при 50"С.

Полимер на 100 мас.ч. соцержиг 60 мас.ч. сажи и 3 мас.ч. масла.

Полученный полимер характер>.эуется равномерным распрецелением в нем са

>ки, средним циамегром сажевых агломерагов (23,7 мк) и невысоким уровнем физико-механических показателей его . вулканизатов.

Пример 3 (конгррльный); осуществлен в условиях способа-прототипа.

Пригоговляюг при перемешивании 500 г дисперсии сажи в голуоле с концентрацией 14 мас.% в присугсгвии 28 r масла МИНХ-1. Скорость сдвига в аппарате при пригоговлении цисперсии 50- з

-lO 1/с, Р цисперсии. 150 Па.

Полученную дисперсию вводят в 1 л полимеризага (каучук CKLl в голуоле) после дезактивации катализатора, coneðжащего 87,5 г полимера.

Наполненный полимер выделяют иэ полимеризага вод>:ой цегазацией и cymar в вакуум-сушильном шкафу при 50 С.

Полимер на 100 мас.ч. содержит 80 мас.ч. сажи и 32 мас.ч. масла.

Полученный полимер харакгеризуегся равномерным распрецелением в нем сажи, срецним циамегром сажевых агломератов (11,4 мк) и недостаточно высоким уровнем физико-механических показа гелей его вулканизаторов.

Пример 4. Пригоговляюг при пере мешивании 600 r цисперсии сажи в голуоле с концентрацией 14 мас.% в присугсгвии 42 г масла МИНХ-1 и 100 r полимеризага (каучук СКД в голуоле) т после цезакгивации катализатора с концентрацией полимера 12,6 Mac.%.

Перемешивание цисперсии осуществляют в цве послецовагельные сгации: сначала при скорости сцвига в аппараге 10 1/с цо Р„=100 Па, а затем при скорости сцвига 25 10 1/c по Р„„=300 Па.

-Ъ

Полученную дисперсию ввоцяг в 0,736 л полимеризата после дезактивации катализатора с концентрацией полимера 12,6 мас. .

Наполненный полимер выцеляюг иэ полимеризага воцной цегазацией и сушат о в вакуум-сушильном шкафу при 50 С.

Полимер На 100 Мас.ч. содержит 90 мас.ч. сажи и 45 мас.ч. масла.

Полученный полимер харакгериэуегся равномерным распрецелением в нем сажи, средним циамегром сажевых агломератов (4,0 мк) и высоким уровнем физико-механических показа гелей его вулканиэагов.

Таблица 1

1 (контрый) СКИ-3

1 Изопентан МИНХ-1

50

2 (контрольнкй) 20

То же

То же

То же

3 (Контрольный) 80

Толуол

То же

50

То же

СКИ-3

То же

20

Изопентан

Изобутан 30%

Изопентан 70%

МР-6

12,5 45

Толуол 70%

Бензин 30%

ПН-6

40 30

20

Ста 5илЪ пласт-62 80

То же Бензин

40 30.

5 101

Пример ы 5-8. Методика провецения эксперименга в примерах 5-8 аналогична мегоцике примера 4. Условия опытов, характеристика распредеl ления сажи в полимере и физико-механические показатели его вулканизагов привецены в табл. 1 и 2.

Из данных табл. 1 и 2 следует, что предлагаемый способ позволяет получать наполненный полимер сопряженного ци ена с равномерным распределением в нем сажи и высокой степенью ее цисперсносги, что обеспечивает хорошие фиэико. механические показатели вулканиэагов, l изготовленных на его основе.

48 42 6

B качестве базового способа цля рас» чета экономического эффекта принят способ получения наполненного сажей и маслом полимера сопряженного диена в резиносмесигельном оборудовании, даю» щий наполненные каучуки с более хуцши» ми свойствами. кономический эффект ог испольэо

16 вания предлагаемого способа получени" наполненного полимера может быть реа» лйзован в шинной промышленности эа счет увеличения ходимости шин, изготовленных на его основе, на

15 5 )0%

1014842

Продолжение табл. 1

1 (контрольный) ° Ю Ю Фе

39,8

20,4

32,3 .

2 (конт, рольный) .

50 200 . 3 (контрольный) 3

50 10 150

37,1

23,7

36,8

Фе ° - . 37)7

11,4

38,4

37,2

4,0

37,9

10 100

60 200 5 .100 300 50

51

3,5

36)1

27,2

37,0 .27,9 .

500 36,8

800 27,6 100 300 25 600 37,7

37,0 38,1

2,7

2,9

100 . ÇOO.. 25 600 37,7

38,0 36,9

Таблица 2 рольный) 30

450

2 (контрольный) 520.

72

153

52 3(конч рольный) .

172

53

470

Нафтено-ароматическое масло.

Ароматическое масло., Нафгеновое масло.

Содержанйе масла в каучуке, мас.% на сажу.

1014842

Продолжение табл. 2 20

550

260

105

110

530

250

100

480

200

42

470

195

Продолжение табл. 2

1 (контрольный) 2 (контрольный) 045 0,5

7,2 17

16, 2 36,0

240

3 (контрольный) 0,52

2,7

37,7

150

135

0,50

3,8

37,8

18,9

200

48 1427

0,36

13,6

37,6

4,7

0,37

38,3

205

14,1

125

3,9

0,46

18,0

39,5

130

4,0

0,47

39,0

18,3

Составитель Б, Островский

Редактор M. Рачкулинец Техрец М. Костик Корректор М. Шароши

Заказ 3128/19 Тираж 4g4 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарсгвенного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

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

26 615

45 1053

46 1321

50 1285

47 1169