Резиновая смесь

 

Изобретение относится к резиновым смесям на основе карбоцепных и др. Производст- ЦНИМТЭНефтехим, каучуков и может быть использовано в резинотехнической и шинной промышленности . Изобретение позволяет повысить теплостойкость и динамическую выносливость резин из резиновой смеси за счет использования в качестве пластификатора продукта реакции жирных кислот - отхода производства себациновой, кислоты с диэтиленгликолем (ЖЭКГ) с числом омьшения 140- 160 мг КОН/Г и мол.м. 580-620. Предлагаемая резиновая смесь содержит, мае.ч.: карбоцепной каучук 100; сера 1,5-1,8; ускоритель вулканизации 0,8-1,4; стеарин 1,0-2,0; окись цинка 3,0-5,0; наполнитель 45,0-60,0; ЖЭКГ 2-20. 4 табл. i СЛ со СЛ О ГО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU „,i1359279 (51)4 С 08 L 9 00 С 08 К 13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 и (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к резино-вым смесям на основе карбоцепных

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4006941/23-05 (22) 10.11 ° 85 .(46) 15.12.87. Бюл. Ф 46 (71) Воронежский технологический институт (72) Л.В.Федотова, И.А;Осошник и В.В.Легачева (53) 678.44(088.8) (56) Журавская Т.Д. и др. Производство шин, РТИ и АТИ. ЦНИМТЭНефтехим, 1977, Р 5, с. 78.

Авторское свидетельство СССР

У 914586, кл. С 08 ? 9/00, 1979. каучуков и может быть использовано в резинотехнической и шинной промьппленности. Изобретение позволяет повысить теплостойкость и динамическую выносливость резин из резиновой смеси за счет использования в качестве пластификатора продукта реакции жирных кислот — отхода производства себациновой,кислоты с диэтиленгликолем (ЖЭКГ) с числом омыпения 140160 мг КОН/r и мол.м. 580-620. Предлагаемая резиновая смесь содержит, мас.ч.: карбоцепной каучук 100; сера

1;5-1,8; ускоритель вулканизации

0,8-1,4; стеарин 1,0-2,0; окись цинка 3,0-5,0; наполнитель 45,0-60,0;

ЖЭКГ 2-20 ° 4 табл.

140-160

1 13592

Изобретение относится к резиновой смеси на основе карбоцепных каучуков и может быть использовано в резинотехнической и шинной промышленности.

Цель изобретения состоит в повышении теплостойкости и динамической выносливости резин из данной резиновой смеси, а также в расширении ассортимента пластификаторов и утилизации 10 отходов производства.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, в которых используют в качестве: карбоцепных каучуков изопреновый (СКИ-3), этиленпропилено- 15 вый (СКЭПТ-50), бутиловый, бутадиеннитрильный (СКН-40) каучуки вулканизующего .агента — серу; ускорителя вулканизации — N-циклогексил-2бензтиазолилсульфенамид (Сульфенамид IJ), 20 тетраметилтиурамсульфид (Тиурам Д), ди(2-бензтиазолил)дисульфид(альтакс}, 2-меркаптобензтиазол (Каптакс); диспергатора — стеарин технический; активатора вулканизации — оксид цинка; 25 наполнителя — дисперсная кремнекислота (белая сажа), окись титана,-каолин, технический углерод марок П-514, К-354, П-324, пластификатора — продукт реакции жирных кислот (отхода 30 производства себациновой кислоты} и диэтиленгликоля (ЖКЭГ). Он представляет собой вязкую жидкость темнокоричневого цвета без запаха.

Исходным сырьем для получения пластификатора ЖКЭГ служат отходы, образующиеся при получении себациновой кислоты путем расщепления касторового масла и представляющие собой смесь одноосновных и двуосновных предельных и насыщенных жирных кислот с кислотным числом 150-180 мг

КОН/г и Т кип 255 280 С °

Пластификатор ЖКЭГ получают следующим образом.

Предварительно обезвоженные жирные кислоты ЖК и диэтиленгликоль в соотношении (мольном) 1:0,65 в присутствии 1 мас.7. концентрированной серной кислоты нагревают при интенсивном перемешивании до 165-170 С.

Образующаяся при этерификации реакционная вода отводится из реакционной смеси и собирается в ловушке

Дина-Старка. По истечению 6-8 ч уро55 вень воды в ловушке устанавливается и реакция прекращается. Реакционная смесь охлаждается до 40-60 С и отмывается от Н БО 4 107-ным содовым раст79 г вором до нейтральной среды водного слоя. Нейтрализованный продукт этерификации ЖК диэтиленгликолем исследуют в качестве пластификатора.

Пластификатор ЖКЭГ имеет следующую характеристику:

Молекулярная масса, у.е. 580-620

Эфирное число, мг KOH/г

Кислотное число, мг КОН/г 7-10

Вязкость по ВЗ-4 при 45 С, мин 85-100

Плотность, г/см 0,91-0,93

Пример 1 ° Изготавливают резиновую смесь состава, мас.ч.: СКИ-3

100; стеарин технический 2,0; окись цинка 5,0; сульфенамид Ц 1,0; неозон

Д 1,0; технический углерод П 324

50,0; сера 1,8; пластификатор ЖКЭГ 3

15 (число омыления 150 мг КОН/г, Мм=600 у.ед.).

В табл. 1 приведены свойства предложенной и известной резиновых смесей.

Пример 2. Изготавливают резиновую смесь состава, мас.ч.: каучук СКИ-3 80; СКЭПТ-50 20; сера 1,5; стеарин технический 1,0; цинковые белила 5,0; тиурам 0,6; сульфенамид Ц—

О, 8; парафин 1 „0; наполнитель (белая сажа 10,0, окись титана 20,0; каолин

15,0) 45,0. ЖКЭГ 2-20 мас.ч.

В примере использовали ЖКЭГ с числом омыпения 140 мг КОН/r и мол.м.

580 ед.

В качестве примеров сравнения использовали резиновую смесь аналогичного состава, но содержащую известный пластификатор — стабилпласт62 (СТ-62). Свойства резиновых смесей и резин по примеру приведены в табл.2.

Пример 3. Изготавливают резиновую смесь состава, мас.ч.: бутилкаучук 85; СКЭПТ-50 15,0; альтакс

0,5; сера 1,8; тиурам 0,8; стеарин технический 1,5; цинковые белила

3,0; технический углерод П514 60. В смесь вводили 5,0 и 10,0 мас.ч. пластификатора ЖКЭГ с числом омыления

160 мг KOH/r u M „ 620 у.е. Смесь изготавливали на лабораторных вальцах по общепринятым режимам. Одновременно изготавливали резиновую смесь с

5,0 и 10,0 мас.ч. стабилпласта-62. касторового масла с диэтиленгликолем с числом омыпения.

140-160 мг КОН/r и мол.м. 580-620

2-20.

Таблица l

Свойства резиновых смесей н резни в зависимости от содвркания пластификатора

Показатель

10 нас.ч. 12 нас.ч невест

15 нас.ч нзвест- предло ная ленная

llP64VtO щенная невест- предло наз пенная предлоненная

Пластичность по ГОСТ

415-75 о,зо

0,48

О ° 48

0,55

0,53

0,62

0,54 0,62

0,64

0,68

Время до начале подвулканнзажн при 120 C мин.

lS

18 условная прочность прн рестякении, ИПа

22,5

2 l,2

21,3

20,4

500

20,5

Относительное удлинение, Х

5lO

450

455

Остаточное удлинение, I

19

Хозффициеит теплостоахоств прн 100 С по1 прочности при растянении

0,62 о,so

0,77

О,82

О.85

0,85 . 0,90 0.83 0,86 0,78 относительному удпинеюп>

0 ° 98

0,70

О,8З

0,98

Сопротивление появлению треиин прн многократном изгибе, тнс.циклов

15,25 25,28

17 ° 5

I8,о

24, 16

Сопротивление разрастанию трещин при нногократном изгибе ° тыс . циклов

159, 75 141 168,87 140

160,25

160,18 125

1З4

125

159,5

Динамическая знносливость лри.многократном растякении (81502) тнс.циклов

5l,125 34 71,00 28 45, 14

58,13 30 зз

61> 5 з

13592

Предложенная смесь и смесь сравнения, содержащие 10 м.ч. пластифика.тора, включали 1,6 мас.ч. серы и

4 мас.ч. окиси цинка.

Свойства резиновых смесей и резин приведены в табл.3.

Пример 4. Изготавливают резиновую смесь состава, мас.ч.: бутадиен-нитрильный каучук СКН-40 100,0; каптакс 0,8; сера 1,5; цинковые белила 5,0; стеарин технический 2,0; технический углерод К354 50,0. В смесь вводили 5, 10 и 20 мас.ч. пластификатора ЖКЭГ с числом омыления

150 мг K0H/г и Мд 600 у.е. Одновременно в качестве смеси сравнения изготавливали резиновую смесь с 5, 10 и 20 мас.ч. дибутилфталата.

Свойства резиновых смесей и резин 20 приведены в табл.4. Формула изобретения

Резиновая смесь на основе карбо- 25 цепного каучука, включающая серу, ускоритель вулканизации, стеарин, окись цинка, наполнитель и пластификатор, отличающаяся тем, 79 4 что, с целью повьппения теплостойкости и динамической выносливости резин из нее, а также расширения ассортимента пластификаторов и утилизации отходов производства, резиновая смесь в качестве пластификатора содержит продукт реакции жирных кислот — отхода производства себациновой кислоты из касторового масла с диэтиленгликолем, с числом омыления 140-160 мг

КОН/r и,мол.м. 580-620 при следующем соотношении компонентов, мас.ч,:

Карбоцепной каучук 100

Сера 1,5-1,8

Ускоритель вулканизации 0,8-1,4

Стеарин 1,0-2,0

Окись цинка 3,0-5,0

Наполнитель 45,0-60,0

Продукт реакции жир.— ных кислот — отхода производства себациновой кислоты из

0,75 0>80 0,71 0,73 0>70 0 ° 83

1359279

I g I

СЪ л

СО О

an an л

Ф л о о л 00

00 (Ь о о л л

С»}

С»Ъ л ! л О

00 л

С»Ъ

С»}

СЧ Ф, о

МЪ О о

В Ф а Ф о о о

Ф

1»

С»\ о

an о !

СЪ СЪ}

00 С»Ъ

С»Ъ мЪ

al ° » о о

0}

С0 ОЪ

A о о

an О

СЪ о ф

С»Ъ

О О !

° » Ф ,о о

}»Ъ

С»Ъ л

00 О - О1 о л о о чО

С»Ъ

Ф о

ФГЪ

}С} I И

1 »

С Ъ

С»}

00 л

° СМ

00 л о л А о о

A л

4/Ъ

Ю о о л

00 о

С»С с»а

° л»

Ю Ф о о

СО л о

Ф о

С Ъ

CO ф

CO л

С \! I

Г tW ! СЪ }Ъ

И! !

1

0»I

1 л

С»Ъ в

С»} л

С»Ъ л и}

МЪ л

»

» Ю о о л о л о

ССЪ

С» } СЧ

Л. С Ъ

c»} 1 л

С Ъ . л

О }О

}а

toto с} О л

Ю о о

» о л

° I о

С}Ъ

СИ

С Ъ

«х

}0 о I о

-i

5 и

d} 2

1! н х и

cd cca а х о,z х о х

0} }»»

g а о

cd х а

С} }С о

Щ С» х о о 2

ccj а

}С о о х

X н х

v о х о

t 3 а б о

О! 0}

f X е t х D ц х}и

et5

v о и !.1Р

О! о

Х Iad

aca 1

0} а 1

01

6 о

Е} о

}00

} — } ! ! }™Си }3 о !

1 а ! ! С}!

1 I О 1 ! !l

tèIà

1

1 !

} ИЪ

}л

1а !

} н4 ! и

t9

}о

1 вО

1 f

1 И

}О

l x

1 Х

1 Х

1 Н

1 И

cd х х

cd

34

}., 3 хо сб c»I х о х

Й

Id

° о

О-eV О

° CO С»}

Ф ь х о и н о . ю х н о и н с6 и а о

}.»» х н

da o оо

Я 0} Х х а х

Х 0} Х

0} Н 0} х и х х о. о сса а .й ц х о х а

d} С4 ,0 1- л

00} хо и х саа о

v рьх о н

7 1359279 8

Таблица 3

Свойства резиновых смесей и нх вулканизатов

ПоказателЬ

Пластичность по ГОСТ 415-75

0,38 0,40 0,43

0,42

10

14., 5

13,0

12,3

15,0

620

684

537

507

27

27

0,84

0,88

0,86

0,82 относительному удлинению

0,77

0,75

0,71

0,7

1,0

0,86 0,99

0,83

0,72 0,80 . 0,82 относительному удлинению

0,9

49,5

20.,6 67,9 24,4

Сопротивление расрастанию трещин при многократном изгибе, тыс,. циклов 65,37 207,8 87,25

233,8

208,6,!78,9 191,58 183,0

Время до начала подвулканизации (при 120 С), мин

Условная прочность при растяжении, ИПа

Относительное удлинение, Ж

Остаточное удлинение, 7.

Коэффициент теплостойкости при 100 С по: прочности при растяжении

Коэффициент теплового старения (100 С, 72 ч) по: прочности при растяжении

Сопротивление появлению трещин при многократном изгибе, тыс. циклов

Динамическая выносливость при многократном растяжении (Е = 150X) тыс.циклов

Количество пластификатора, мас ° ч.

5 10

Ст-62 ЖКЭГ Ст-62 ЖКЭГ

1359279

Свойства резиновых смесей и их вулканнзатов

Таблица 4

Наименование показателей

Количество пластификатора, мас.ч.

° °

5 10

ДБФ ЖКЭГ ДБФ ЖКЭГ

Пластичность по ГОСТ 415-75

0,20 0,26 0,27

0,!4 0,15

Ю,21

Условная прочность при растя» женин, ИПа

150 -.150 150

347 437 424. Относительное удлинение, Й

Остаточное удлинение, Е

9 15 15

0,90 1,00 1,00

0 ° 76 Оэ78 Ое73 относительному удлинению

Сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс, циклов

270э3 77э2 357 3

135,7 287,9

128,9

34,25 67,9 23,58

63,33 33,83 112,42 .

57,33 130,27 262,!66

30,12 34, 75 56,58

Составитель Л.Реутова

Техред А.Кравчук Корректор g.öoæo

Редактор Н,Горват

Заказ 6113/25 Тираж 438 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д, 4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Коэффициент теплостойкости при 100 С по: прочности при растяжении

Сопротивление появлению трещин при многократном изгибе, тыс.цнклов

Динамическая выносливость .прн многократном растяжении (E = 150X), тыс. циклов

16,5 16,6 20,5

467 570 577

28 20 2! 0,98 0,66 0,68

0,75 0,54 0,70