Резиновая смесь на основе непредельного карбоцепного каучука

 

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ НЕПРЕДЕЛЬНОГО КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА включакяцая серу, окись цинка, ускоритель вулканизации, стеариновую кислоту, противостаритель, мягчитель , минеральный наполнитель и азотсодержащий модификатор, о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения сопротивления тепловому старению резии из нее, резиновая смесь в качестве минерального наполнителя содержит наполнитель следующего состава, мас.%: ЗЮг 64-68, Абг О 15-18, FeaO, 3-5, Ti02 0,5-0,9, CaO 1,5-4,5, MgO 0,82 ,3,.S 0,1-0,9, KjO+Na O 7-9, a в качестве азотсодержащего модификатора - резотропин или полиорганосилазановые олигомеры общей формулы (i) HHj-где Кд, Rj, Rg - одинаковые или разные С Cз-aлкил,ви;Hил , фенил, этокси о группы; п 1 - 3 при следующем соотношении компонентов , мае,ч. Карбоцепный каучук 100 Сера2-4 Окись цинка4-6 Ускоритель вулканизации0 ,5-0,8 СП Стеариновая кисло vj та1-3 Противостаритель 0,8-1,5 Мягчитель3-5 эо Минеральный наполнитель указанного состава,5-190 Резотропин или поли органосилазановые олигомеры общей формулы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) 3 R2

I. Нg 81 — зн — pi

I 1

34Н2

11 п=1 — 3

Сера

Окись цинка

2-4

4-6

Ускоритель вулканизации

0,5-0,8

Стеариновая кислота

1-3

0,8-1, 5

Противостаритель

3-5,5-190 .

1,5-4 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (21) 3470508/23-05 .(22) 21.06.82 (46) 15. 01. 84. Бюл, М 2 (72) В.A. Шершнев, Е. Э. Потапов, Е ..В. Сахарова, В. A. Корнев, A.Ã. Шварц, И. К. Алексеева, Н.A. Силаева, B.Ë. Малоенко, Л.A. Элиазян, Г.М. Канецян, A. Г. Мушегян, P. P. Саркисов, К.A. Торосян, О.Г, Баргесян, Г.Н. Карамян, A Г. Григорьян, В.Э. Михлин, Т.А, Меркулова и В.В. Балайдин (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности, Московский институт тонкой химической технологии . им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт шинной прожиаленности и Научно-исследовательский институт камня и силикатов (53) 678 ° 7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 258574, кл. С 08 L 9/00, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3222289/23-05, кл. С 08 L 9/00, 1981 (прототип) (54)(57) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ HA ОСНОВЕ

НЕПРЕДЕЛЬНОГО КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА) включающая серу, окись цинка, ускоритель вулканизации,.стеариновую кислоту, противостаритель, мягчитель, минеральный наполнитель и азотсодержащий модификатор, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения сопротивления тепловому старению резин из нее, резиновая смесь в качестве минерального наполнителя содержит наполнитель следующего состава, мас.В:

3(Я) С 08 .L 9/00t С 08 К 5/54; С08К322

$10 64-68, И Оз 15-18, Fe 03 3-5, Т1Од 0,5-0,9 СаО 1,5-4,5, Nga 0,8213/.S 011-0Ф,9! К20+Иаао 7-9> а в качестве азотсодермащего модификатора - резотропин или полиорганосилазановые олигомеры общей формулы . где К„, Ra, R3 - одинак..:. алые или разные С. -...з-алкил,ви: нил, фенил, этокси д группы; Щ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Карбоцепный каучук 100

Мягчитель

Минеральный наполнитель укаэанного состава

Резотропин или полиорганосилаэановые олигомеры общей формулы (1) 1067008, t

Указанная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе непредельного карбоцепного каучука, включающая серу, окись цинка, ускоритель вулканиэации, стеариновую кислоту, противостаритель, мягчитель, 45 минеральный наполнитель и .аэотсодержащий модификатор, в качестве минерального наполнителя содержит наполнитель следующего состава, мас.%:

50

Я1О 64рО-68р0

М,о, 15,0-18 0

Реаоз 3 0-5 0 т1О 0 5-0,9

СаО 1, 5-4,5

MgO 0,8-2,3 55

S 0 1-0,9

K@O + Na>O 7,0-9 0 а в качестве аэотсодержащего модифи катора - реэотропин или полиорганоСилаэаноВые 1 олигомеры формулы (1) 60 гри слв-у щем соотношении ко т онентов мас.ч.:

Карбоцепный каучук 100

Сера 2,0-4,0

Окись цинка. 4,0-6,0 65

Изобретение относится к получению резин на основе карбоцепного каучука, s частности к модификации резин, и может быть использовано при производстве резинотехнических изделий, в шинной промьааленности и других отрас- 5 лях народного хоэяйсева.

Известна резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая белую сажу и реэотропин Е11.

Однако вулканкзаты,-полученные 10 .на основе такой композиции,характеризуются недостаточно высокой прочностью связи резины с полиамидным и металлокордом, а также недостаточ-. но высоким сопротивлением резин теп )5 ловому старению.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаеМому эффекту является резиновая смесь на основе непредельного карбоцепного каучука, включающая серу, окись цинка, ускоритель вулканизации, стеариновую кислоту, противостаритель, мягчитель> азотсодержащий модификатор — резотропии и минеральный наполнитель бентонит Е23.

Вулканизаты, полученные на основе такой композиции, имеют высокую прочность связи с полиамидным и металлокордом. Однако сопротивление резин тепловому старению также остается неудовлетворительным. Кроме того, увеличение количества наполнителя в таких резинах приводит к ухудшению физико-механических свойств вулканизатов, 35

Целью изобретения является повышение сопротивления тепловому старе- нию резин.

Ускоритель вулканизации 0,5-0,8

Стеариновая кислота 1,0-3,0

Противостаритель 0,8-1,5

Мягчитель 3,0-5,0

Минеральный наполнитель укаэанного состава

Реэотропин или полиорганосила- эановые олигомеры общей формулы (1) 1,5-4,0

Используемые полиорганосилаэановые олигомеры представляют собой бесцветные HJlM слабоокрашенные вещества различного агрегатного состояния (от жидкого до смолообраэного). Т,.кип. таких жидкостей находится в пределах 102-115 С (5 мм рт,ст.); т.пл. смолообразных продуктов 72-75 С, мол. масса олигомеров 950-1300.

33се применяемые модификаторы хорошо совмещаются с каучуками и не вызывают подвулканизации резиновых смесей при их приготовлении и хранении.

Пример 1. Резиновые смеси состава, приведенного в табл.1, готовят на вальцах, вулканиэацию проводят в прессе при 155ОC в течение

15 мин. Резотропин (РУ) вводят обычно в конце смешения, минеральный наполнитель (туф) — в середине процесса смешения, при совместном введении

РУ и туфа смесь этих .компонентов вводят в середине процесса смешения.

Прочность сваэи резин с полиамидным кордом (23 кнТС р-101) и металлокордом .(22 л 15 определяют по Н-методу при 20 С.

В табл. 2 представлены данные о прочности резин с кордом и сопротивлении тепловому старению.

5,0-190,0

Как видно из табл. 2, условная прочность при растяжении, относительное удлинение и сопротивление тепловому старению резин на основе предложе иной ре эиновой смеси при оптимальном содержании модификатора РУ и туфа выше, чем известной, при сохранении высокого уровня прочности связи с металлокордом и улучшении адгеэии и полиамидному корду, Пример 2, Резиновые смеси состава, приведенного в табл. 3, готовят на лабораторных вальцах. Время вулканизации смесей 20 мин, температура 143 С.

Иэ приведенных результатов испытаний физико-механических и диэлектрических свойств вулканиэатов (табл. 4) следует, что .по термостойкости резины, содержащие туф в сочетании с модифицирующей кремнийорганической добавкой (винилалкоксисилазаном), превос ходят контрольные образцы (прототип).

Применение предлагаемой композиции

1067008

Состав резиновых смесей

Компоне нты

Предложенный

Прототип

11 12

БС - Бен- 2 3 4 5 6 7 8 9 10

120 тонит

100 100 100 100 100 100 10О 100 100

Каучук СКИ-3 100 100

100 100

Каучук СКД

Сера

2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8

Стеариновая кислота

2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 .2,0 2с0 2рО 2,0 2,0 2,0

Оксид цинка

5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

0,7 0,7 0,7 0,7 О 7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 О 7 0,7 0,7

Сантокюр

Масло

ПН-6Ш

4,0 4,0 4,0 4,6 4,0 4,0 4;О 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

Противостари тель

4010NA

1,0 1,0 liO 1,0 1,0 1,0 1,0 liO 1,0 li0 1,0 1,0 liO

Texyr.

ДГ-100

50,0 50,0 50,0 50,0 50 0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0

2,0 2,0 1,5 1р5 1 5 2,8 2,8 . 2,8 4,0 4 0 4,0

РУ-1

Белая сажа

БС-120

5,0

5,0

5 0

Бентонит

5,0 7 0 10 0 5,0 7,5 10,0 5,0 7,5 10,0 5,0

Туф позволяет улучшить прочностные свойства вулканизатов до термостарения. Использование предлагаемой композиции приводит к улучшению удельного объемного сопротивления и тангенса угла диэлектрических потерь резин после 5 их длительного увлажнения.

Пример 3. Резиновые смеси изготавливают согласно примеру 2.

В качестве азотсодержащего модификатора используют полиорганосилаэа- Я новые олигомерыг полиметилвинилфе-, нилсилазан (ММВФС), полиметилэтоксисилаэан .(ПМЭС), полиметилсилазан (ПМС) в количестве 2 мас.ч. на

100 мас,ч, каучука. Содержание минерального наполнителя 190 мас.ч.

В табл. 5 показано влияние модификатора совместно с минеральным наполнителем на термостойкость резин. Как следует из полученных результатов, композиции, содержащие туф и фторсодержащий кремнийорганический модификатор, по сопротивлению тепловому старению значительно превосхо- дят резины, содержащие бентонит и аналогичные модификаторы.

Таблица l

1067008

Таблица2

Свойства

Ра эиновая смесь

Предложе нн ая

Прототип

БС- Бен120 тонит

7 8 9

4 5

10 11

° корд 22 л 15 28,0 30,0 31,5 31 0 32,5 .31,6 32,0 32,3 30,5 31,5 31,6 28,0 25,0

Условная прочность при растяжении,МПа

20 С

1000 С

Та блица 3

Состав резиновых смесей

Компо не нты

Предложенный

Прототип

13 14 15 16

Бентонит

Йатуральный каучук

35,0

35,0

35,0

35,0 35,0

35,0 35,0

35,0

35 0

35 0

35 0

35 0

СКИ-ЗД

30,0

3,4

30,0 3,4

30,0

3,4

30,0

3,4

30,0

3,4

СКС-30 АРПД

Тиурам

1,5

5,0

1,5

5,0

1,5

5,0

1,5

5,0

1,5,0

1,5

5,0

Цимат

Ци н ко вые белил а

1,0

110

1,0

1,0

1 O

1,0

Неозон Д

Стеариновая кислота

Смола СФ-010А

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

2,0

1,0

3,0

190,0

3,0

3,0

190,0

3,0

160,0

3,0

90,0

3,0

ПараФин

Туф

190,0

190,0

Бентонит

Бинилалкоксисилаэан

3,5

3,0

1,5

2,0

Прочность связи резины с кордом, кН/м корд

23 кита/р

101

11,0 15,0 17,3 17,0 16,0 18,3 18,0 17,8 19,5 18,7 18,2 7,5 7,0

21,4 21,3 20,8 20,5 22,0 23,9 23,5 23,3 2,5 22,5 21,7 17,5 17,4

9,0 7,0 11,5 12,0 12,5 12,8 13,0 14,0 13,5 13,5 12,0 9,2 6,8

1067008

Таблица 4

Вулкаииэм из реэиновоЯ смеси

Свой тва

Прототип

ПреЮ агаевпй

«««й

Бентонйт

4р8, 7,8 6р7

6-5 4,5

6 1

120 С 4 сут

2,8

1 8

10 сут

Относительное удлинение, Ъ 20 С

430

200

4 сут

120 С 10 сут

110

200 40

60 380 . 320

Остаточное удлинение, В 20 С

20

30

18

20

15 20

10. 20

2,2 ° 10 3,2-10 1,9 10 2 2 10 2 0 10 3,1 10

1,1 10 2р7 10 1 7 ° 10 1 4 ° 10 9,3 ° 10 1,8 10+ е до увлажнения после увлажнения

14 сут

0,002 после увлажнения

14 сут

0 032 0 030 0 027 . 0 023 0,047 0,031

3 8 3,8 3 6 3 6

3,8

3,9 после увлажнения

14 сут

4,3 4,2 4,1 4,1

4,7

4,3

Электрическая прочность

20 С до увлажнения 23,1 24,0 24,0 23,8 21,3

22 0 после увлажнения

14 сут

19,0.-Условная прочность при растяжении, ИПа

20 С

4 сут

12 0 С 10 сут

Удельное объемное сопротивление, Ом ° см, 20 С

Тангенс угла диэлектрических потерь

20 С до увлажнения

Диэлектрическая проницаемость

20 С до увлажнения

2 5 5юО . 4кО Зг5 2(0

1,0 3 0 2 5 . 2,1 1,1

270 550 540. 540 260

150 ..450 400 380 145

22 25

20 20

0,004 0 002 0 002 0 001 0,003

17 6, 19 9 19 7 21 8 9 8!

1067008

Таблица 5

ПМВФС

Свойства

ДМЗС

Бе нтонит Туф

6,8

5,1

5,0

7,0

5,2

7,2

2,3

2,&

3,1

3,0

2,0

2,8

Относительное удлинение, В

430

350

500

400

350

545

350

260 .

380

280.

250

350

Остаточное удлинение, Ъ

20 С

22

28

120 C

20

22

Редактор Т. Колб!

Закаэ 11148/27 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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

Условная прочность при растяже нии, МПа

20 С

120 С 10 сут

20 С.

120 С 10 сут

Бентонит Туф Бентонит Туф

Составитель А.Гораков

Техред М. Гергель Корректор Г. Огар