Вулканизуемая резиновая смесь

 

ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе 1,4-цис-полиизопрена , включанвдая наполнитель - сажу, модифицированную азотсодержащим соeдинeниe ,, отличающаяся тем, что, с целью повышения когезионной прочности, в качестве наполнителя она содержит печную сажу, модифицированную 0,1-2 мае,ч, паранитрозодифениламина на 100 мае,ч. сажи, при следующем соотно1;1ении компонентов , мае. ч: 1,4-цис-полиизопрен 100 Наполнитель40-70

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5)) С 08 Ь 9/00; С 08 К 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3285971/23-05 (22) 12.05.8 1 (46) 23.01.84. Бюл. В 3 (72) В. A. Панкратов, М. М. Медников, В. Н. Строев, Г. П. Касаткин, В. H. Бабюк и Л. A. Ляпина (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт углеродистых пигментов и наполнителей (53) 768.762.3.046.2(088.8) (56) 1. Требоганова В. М. Применение техуглерода в промышленности

РТИ. M., ЦНИИТЭнефтехим, 1979, с. 49.

2. Авторское свидетельство СССР

9 804660, кл. С 08 L 9/00, 1979 (прототип). (54 ) (57) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ

СМЕСЬ на основе 1,4-цис-полиизопрена, включающая наполнитель — сажу, модифицированную азотсодержащнм соединением, отличающаяся тем, что, с целью повышения когезионной прочности, в качестве наполнителя она содержит печную сажу, модифицированную 0,1-2 мас,ч, паранитро" зодифениламина на 100 мас.ч. сажи, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

1,4-цис-полиизопрен 100

Наполнитель 40-70

1068445

Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к вулканизуемым резиновым смесям на основе

1,4-цис-полииэопрена и наполнителя сажи, модифицированной азотсодержащими соединениями. Вулканизуемые резиновые смеси используются как брекерные, каркасные, протекторные в шинной промышленности, в различных рецептурах резино-технической промыа

10 ленности.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе синтетического каучука, включающая модифицированную сажу эа счет введения на ее поверхность различных функциональных групп С13.

Однако такие смеси обладают низкой когезионной прочностью.

Наиболее близкой к предлагаемой

15 по технической сущности является вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенных каучуков, например

1,4-цис-полиизопрена (100 мас.ч.), включающая 40-70 мас.ч. наполнителясажи, модифицированной (0,5-3,0 мас.ч. на 100 мас.ч. сажи) органическим азотсодержащим соединением — продуктом взаимодействия этоксилированного

25 смесью, однако в настоящее время она уже не удотвлетворяет возрастающим требованиям промышленности.

Целью изобретения является повышение когеэионной прочности °

Указанная цель достигается тем, что вулканиэуемая резиновая смесь на основе 1,4-цис-полиизопрена, вклю40 чающая наполнитель — сажу, модифицированную органическим аэотсодержащим соединением, в качестве наполнителя содержит печную сажу, модифицированную 0,1-2,0 мас.ч. паранит розодифениламина на 100 мас.ч. сажи при следующем соотношении .компонен.тов, мас.ч.:

1,4-цис-Полииэопрен 100

Наполнитель 40-70

Применение в вулканизуемой резиновой смеси сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, приводит к увеличению степени взаимодействия ,сажи и каучука с участием паранитро45

50 зодифенил амин а, что обусло влив ает повышение каркасности резиновой сме- 55 си, а следовательно, и ее когезионной прочности. Повышение числа связей каучук — сажа с участием паранитрозодифениламина становится воз60 мо>кным вследствие предварительного распределения и адсорбции паранитрозодифениламина на сажевой поверхности, что является причиной снижения вклада конкурирующих реакций, вза.имодействия ингредиентов резиновой

Ь5 алкилоламида жирной кислоты с моче" виной С23.

Хотя когезионная прочность такой резиновой смеси имеет повышенное зна- З0 чение по сравнению с ранее указанной смеси с сажевой поверхностью и побочных реакций паранитроэодифениламина с ингредиентами резиновой смеси. Снижение необратимой адсорбции ингредиентов резиновой смеси (и прежде всего агентов вулканизации ) на саже и снижение роли реакций паранитрозодифениламина с ингредиентами резиновой смеси способствуют увеличению вероятности использования как паранитрозодифеныамина, так и ингредиентов резиновой смеси по целевому назначению.

Кроме того, применение сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, способствует высокой степени распределения и диспергирования паранитрозодифениламкна по объему резиновой смеси, что обуславливает повышение однородности распределения связей каучук-сажа, а следовательно, и однородности вулканизатов.

Модифицированная сажа может быть получена следующим образом.

В электромагнитный аппарат типа

ABC-150 загружают, например, 400 г магнитных элементов (иголки), 400 r сажи ПМ- 105 и 4 г паранитрозодифениламина (что соответствует 1 мас.ч. на

100 мас.ч. сажи). Лри напряженности.. электромагнитного поля 1500 Э сажу модифицируют при 65 С за счет естественного нагрева от трения иголок в течение 40 с.

П р и, м е р 1. 400 г (100 мас.ч.)

:1,4-цис-полииэопрена смешивают при

75 С в течение 13 мин на лабораторных вальцах с 10 мас.ч . целевых до бавок (8 r стеарина, 20 r окиси цинка, 4 r сульфенамида, 8 r серы) и 200 r 50 мас.ч. наполнителя сажи, модифицированной 0,6 мас.ч. на 100 мас.ч. сажи паранитрозодифениламина. Приготовленную резиновую смесь в виде листов толщиной 2 мм выдерживают при 23 С в течение 48 ч и определяют когезионную прочность резиновой смеси на динамометре при скорости движения нижнего зажима

50 мм/мин. Когезионная прочность резиновой смеси 1,92 NIIa.

Далее резиновую смесь в виде листов толщиной 2 мм вулканизуют при

143 C в течение 25 мин и определяют физико-механические показатели вулканизатов.

Последующие опыты аналогичны описанному, но используют сажу, модифицированную 0,05; 0,1; 0,3; 1,0; 1,5;

2,0;. 2,5 мас.ч. на 100 мас.ч. сажи паранитроэодифениламина.

Пример 2. Для сопоставления готовят известную резиновую смесь с использованием сажи, модифицированной 0,5-1,0-1,5-2,0-3,0 мас.ч. (на

100 мас.ч. сажи) продукта взаимодействия этоксилированного алкилоламида

1068445

Когези-,Физико-механические показатели вулДозиров- f

1 ка модифицирующего агента, мас.ч. на 100 мас.ч. сажи

Пример

Резиновая смесь . синая прочность ре эиновой смеси, МПа каниэатов

Напряжение при

ЗООЪном удлинении

МПа

Со- .. противле-.. ние раздиру кН/м

Прочность при разрыве

МПа

Коэффициент теплового старения

100 С х 72 ч

По прочности при разрыве по относительному удлинению

0,47

0,52

0,57

0,61

0,59

1 0,6 15,3 23, б 79

2 1,0 15,5 24,0 81

3 1,5 16,1 24,5 81

4 2,0 16,4 25,1 80

5, 3,0 16,8 26, О 79

0,85

0,87

0,89

1,00

1,01

Известная (модифицирующий агентпродукт взаимодействия.этоксилированного алкилоламида жирной кислоты с мочевиной1

0,55

0,58

0,58

0,52

0,54 б 0,0

1 0,1

8 0,3

9 О,б

10 1,0

11 1,5

12 ?,0

13 2,5

0,80

1,32

1,63

1,92

2,14

2,53

2,58

2,56

14,2 24,2

15, 7 25,.1

16,3 25,8

17,1 26,0

18,2 26,5

19,0 . 27,1

19,5 28,3

19,7 28,2

Предлагаемая (Модифицирующий агент — паранитроэодифениламин

82 0,55 0,47

93 0,58 0,52

97 0,62 0,57

104 0,65 0,61

106 0,67 0,63

112 0,70 0,64

118 О 72 О 67

120 0,73 О 69 жирной кислоты с мочевинои, в соот-. .: ветствии с примером 1.

Кроме того, готовят резиновые смеси с содержанием модифицированно.— го 0,6 мас.ч паранитрозодифениламина 40 (на 100 мас.ч. сажи) — 40 и 70 мас.ч.

В таблице показаны сравнительные данные по когезионной прочности вулканизуемых резиновых смесей и физикомеханическим показателям их вулканизатов, полученных как при использовании 1,4- цис-полиизопрена, модифици-. рованного 0,5 мас.ч паранитроэодифениламина на 100 мас.ч. каучука на r стадии выделения каучука иэ углеродистого раствора и немодифицированной сажи (50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука ), так и при использовании немодифицированного 1,4-цис-полиизопрена с модифицированной

0, 5 мас.ч. Паранитрозодифенила на 55 (50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука) сажей при вышеуказанном количестве целевых добавок.

Как видно из таблицы, в сравнении с известной предлагаемая вулка- 60 низуемая резиновая смесь на основе

1,4-цис-полиизопрена, т.е. смесь с использованием в качестве наполнителя сажи, модифицированной паранитроэодифениламином, позволяет поДанные по испытаниям представлейй в таблице. высить когезионную прочность резиновой смеси в 2-2,5 раза. При этом наблюдается улучшение физико-механических показателей вулканиэатов резиновых смесей рост напряжений при заданном удлинении, прочности при разрыве, сопротивления раэдиру и устойчивости к тепловому старению примеры 7-12 против 1-5

При введении в резиновую смесь сажи, модифицированной паранитрозодифениламином в количестве, меньшем

0,1 мас.ч., не наблюдается существенного увеличения когеэионной проч ности при практической равнозначности физико-механических показателей . вулканизатов резиновых смесей (пример б против 7).

Введение. сажи, модифицированной паранитроэодифениламином в коли ястве, большем 2,0 мас.ч., нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему увеличению когезионной прочности, рост физико-механических показателей вулканизатов резиновых смесей становится не существенным (пример 13 против 12).

В пределах известной дозировки наполнителя — модифицированной

1068445

Составитель B. Балгин

Редактор Г. Волкова Техред И,Тепер Корректор M. Шароши

Заказ 11392/20 . Тираж 47$ 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

0,.6 мас.ч. паранитрозодифениламнна сажи, вулканизуемая резиновая смесь сохраняет высокий уровень когезионной прочности.

Применение предлагаемой вулканы" зуемой резиновой смеси, т.е. получен-, ной с использованием 1,4-цис-полииэопрена и модифицированной 0,5 мас.ч. паранитроэодифениламином сажи, при-. водит к увеличению когезионной проч- . ности на 25% по .сравнению со случаем о использования в резиновых смесях модифицированного указанным модификатором в том же количестве 1,4-цис"

-полииэопрена и немодифицированной сажи (пример 1 против 2 1. 15

Когеэионная прочность вулканизуе" .мой резиновой смеси на основе модифицированного паранйтроэодифениламином

1,4-.цис-полиизопрена, полученной с использованием наполннтеля — сажи, модифицированной паранитрозодифеннламином, увеличивается, чего не на.-. блюдается при увеличении содержания паранитрозодифениламина для модификации самого 1,4-цис-полиизопрена при равнозначности s обоих случаях дозировок модификатора (пример 3 против 4); .Таким образом, предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь по сравнению с известной обеспечивает повыаение когезионной прочности резиновой смеси при сохранении высокого уровня физико-механических показателей вулканизатов резиновых смесей, что приведет к увеличению ходимости шин на

1Ф..