Резиновая смесь на основе изопренового каучука

 

Использование: в шинной и резинотехнической промышленности. Сущность изобретения: изготавливают резиновую смесь на основе изопренового каучука. Смесь содержит мас.ч.: серусодержащую вулканизующую труп-, пу 7,75-10,2, технический углерод 40-60, замедлитель подвулканизации 0,6-0,8, пластификатор - 8,0-16,2, противостаритель 1,7-2,3 модификатор - 0,8-6,0. В качестве модификатора смесь содержит оксидированные олигомеры пиперилена, включающие два или три металла в количестве 0,4- 1,7 мас.%, выбранные из группы: Mg, АГ, Са, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Pb с кислотным числом 8-10 мГ КОН/г и молекулярной массой 1300-1350. Характеристика резины: усталостная выносливость при многократном растяжении (200%) при - 59-72 тыс.циклов , при 100°С - тыс. циклов, доля связанного каучука в каучукуглеродном геле - 47-54% сопротивление многократному изгибу при 20°С - 19-27 тыс. циклов при 100°С - 12 - 14 тыс. циклов, 11 пр., 2 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)y С 08 Т 9/00у С 08 V. 13/02//

//(С 08 L 9/00, 15:00) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке вулканизуемой резиновой смеси на основе изопренового каучука для шинной и резинотехнической промышленности, Известна вулканиэуемая резиновая смесь на основе изопренового каучука, содержащая вулканизующую группу, наполнитель, звиедлитель подвулканизации, пластификатор, противостаритель и модификатор, в качестве последнего применяется система: модификатор РУ, белая сажа и нафтенат

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4663299/05 (22) 17.03.89 (46) 23.08,93. Бюл. 1," 31 (71) Московский шинный завод и Мос ковский институт тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (72) А .П.Бобров, Л.М.Антипин, В.А Глаголев, А.А.Лелекторский, В,П,Ежов, A.Е.Корнев, А.H.Vëåâàíoâ, Л,Р.Люсова и Г.C.Ñëàâèí (56) Технический регламент Р 404-Ш-86 производства легковых радиальных шин с иеталлокордным брекером, ВПО Союзшина, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1423559, кл. С 08 L 9/00, 1985. (54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКА (57) Использование: в.шинной и реэинотехнической промышленности. Сущность изобретения: изготавливают резиновую смесь на основе изопреново„„5U„„1835408 А1 го каучука. Смесь содержит мас.ч.: серусодержащую вулканизующую груп-, пу - 7,75-10,2, технический углерод

40-60, замедлитель подвулканизации

0,6-0,8, пластификатор - 8,0-16,2, противостаритель 1,.7-2,3, морификатор - 0,8-6,0. В качестве модификатора смесь сорержит оксирированные олигомеры пиперилена, включающие два или три металла в количестве 0,41,7 мас.3, выбранные из группы: Hg, А1, Са, Ип, Со, Ni, Cu, Еп, Sn, Pb с кислотным числом 8-10 мГ VOH/r и молекулярной массой 1300-1350.

Характеристика резины: усталостная выносливость при многократном растяжении (2003) при - 59-72 тыс.циклов, при 100 С - 33-40 тыс. циклов, доля связанного каучука в каучукуглеродном геле - 47-543 сопротивление многократному изгибу при 20 С19-27 тыс. циклов при 100 С - 1214 тыс. циклов, 11 пр., 2 табл. кобальта (технический регламент

Р 404-Ш-86 производства легковых рариальных шин с металлокоррным брекером. НПО "Сбюзшина", 1987).

Такая резиновая смесь дает вулканизаты с недостаточно высокими динамическими показателями, в том числе при повышенных температурах.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вулканизуемая резиновая смесь на основе изопренового каучука, включающая вул- каниэующую группу, технический углерор, пластификатор, замедлитель нод1835408

7,75"10 2 вулканиэации, противостаритель и моди-, фикатор, причем в качестве последнего применяются окисленные олигомеры пипериленовой фракции, содержащие 0,40,5 мас.ч. одного металла, выбранного иэ группы; Со, Nn или Ni с мол. массой I200-1350 и .кислотным числом 810 мг КОН/г (см, а.с, Р 1423559, кл. С 08 I. 9/00, 1985), Однако аулка- 10 низаты данной резиновой смеси облада-, ют недостаточно высокими динамическими характеристиками, особенно при повышенных температурах, и имеют низкую долю связанного каучука в каучук- 15 углеродном геле, что влияет на износостойкость резины.

Целью изобретения является повышение динамических свойств резины при нормальной и повышенной температурах и ее износостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе изопренового каучука, включающая серусодержащую вулканизующую группу, техничес- >5 кий углерод, замедлитель подвулканиэации, пластификатор, противостаритель и модификатор, в качестве последнего содержит оксидированные олигомеры пиперилена, включающие два или три 3О металла в количестве 0,4-1,7 мас.3, выбранных из группы: Mg, Al, Ca, Ип, Со, Ni, Cu, Zn, Sn, РЪ с,мол. массой

1300-1350 и кислотным числом 8—

10 мг КОН/r, при соотношении компо- 35 нентов, мас,ч.:

Изопреновый каучук 100

Серусодер>нащая вулканиэующая группа

Технический угле- 40 род 40-60

Замедлитель подвулканизации 0,6-0,8

Пластификатор 8-16,2 1

Противостаритель 1,7-2,3 45

Указанный модификатор 0,8-6,0.

Краткое содержание металлов (мас.З) в каждом из примеров представлено в табл. 1.

Резиновая смесь составом,,приведенным в табл, 1, содержит в качест.ве модификатора 3 мас.ч. оксидированного олигомера пиперилена (ООП), включающего 0 6 мас.4 кобальта (ООПСо) (пример 1, либо 3 мас.ч . цинкосодержащего окисленного олигомера пиперилена (ООП-Zn) содержание металла 0,4ь .(пример 23, либо 1,5 мас.ч.

ООП-Со и 1,5 мас.ч. ООП-Zn (пример

3). Резиновые смеси готовят на лабо" раторных смесительных вальцах с размером валков 160 н 320 мм при температуре валков (40-60 С) по стандартной методике. Вулканизацию резиновых смесей проводят в гидравлическом прессе с электрообогревом ВП-902 НМ при температуре 143+2 С в течение

30 мин. Испытания вулканизатов проводят в соответствии с ГОСТ 261-79 (Определение усталостной выносливости при многократном растяжении);

ГОСТ 9983-74 (Сопротивление многократному изгибу, метод Б).

Доля связанного каучука в каучуктехуглеродном геле определяется следующим образом.

В предварительно взвешенный батистовый мешочек размером 2 и 4 см помещается 100-1500 мг мелконарезанной резины.

Мешочек с резиной погружается в растворитель (Н-гексан), экстракция продолжается без перемешивания 72 ч.

Затем мешочек извлекается и сушится до постоянной массы при комнатной температуре.

Доля связанного каучука (g) определяется по формуле:

Р2 Ро — — — 100й р t

I где Ро - масса пустого мешочка, Р, "- масса резины, помещенной в мешочек;

Р2 - масса мешочка с резиной.

Рецептура резиновых смесей приведена в табл. 1, свойства вулканизатов представлены в табл. 2.

Примеры 4-11.

Изготовление резиновых смесей, их вулканизацию, испытания вулканизатов проводят аналогично примерам 1-3. !

Рецептура резиновых смесей приведена в табл. 1, свойства вулканизатов приведены в табл. 2.

Кодификатор по примеру 4, 6, 9, 10 получают следующим образом:

200 r жидкого синтетического пипериленового каучука - продукта OICKIl (ТУ 38.103620-87) помещают в реактор, снабженный устройством лля обогрева и охлаждения, мешалкой, термометром, лозатором жидкости, ловушкой ДинаСтарка с дефлегматором и обратным холодильником, Реакционную массу нагревают ло 175+5 C при перемешивании.

18354

Предварительно готовят раствор

1,9 r ацетата кобальта " и 1,75 г ацетата марганца в 12 мл воды. Полученный раствор постепенно добавляют к горячей перемешиваемой реакционной массе, при этом из реакционной массы удаляют испаряющиеся летучие продукты, в ловушке Дина-Старка собирается отогнанная вода. Водный раствор добавляют в реакционную массу по мере удаления из последней воды.

Длительность реакции 1,5-2 ч. После полного удаления последней порции воды из реакционной массы, ее охлажда-15 ют и выгружают иэ реактора. Полученный целевой продукт содержит 0,3мас.ь

Со, 0,2 мас.Ф Мп, имеет мол. массу

1310, кислотное число 8 мг KOH/r, плотность 0,9 г/смз, содержание воды

0,03о, вязкость по В3-4 30 с, цвет по йодометрической шкале 160, Модификатор по примерам 5, -11 получают аналогичным способом со следующими отличиями: реакционную массу . нагревают до 150+10 С, используют раствор 0Ä9 r молочнокислой меди и

2,0 r ацетата цинка в 75 мл воды.

Полученный целевой продукт содержит 0;1 мас.3 Си. 0,3 мас.Ф Zn, имеет ЗР мол. массу 1300, кислотное -число I0 мг КОН/г, плотность 0,88 г/смз, содержание воды 0,03, вязкость по

В3-4 35 с, цвет по йодометрической шкале 200. 35

Модификатор по примеру 7 получают аналогично со следующими отличиями: реакционную массу нагревают до 190+ р15 С, используют раствор 3,4 г ацетата никеля, 5,6 ацетата магния и 4р

0,9 г ацетата свинца в 75 мл воды.

Полученный целевой продукт содержит 0,6 мас.3 Ni 0,8 мас.Ж Ng

0,3 мас.Ф РЪ, имеет мол. массу 1350, кислотное число 8 мг KOH/г, плотность 45

0,9 г/смз, содержание воды 0,03, вязкость. по В3-4 25 с, цвет по йодо" метрической шкале 100.

Иодификатор по примеру 8 получают аналогично со следующими отличиями: 5р реакционную массу нагревают до 180+

+10 С, используют раствор 0,9 r ацетата кальция, 1,2 г ацетата олова и

3,8 г ацетата алюминия в 60 мл воды., Полученный целевой продукт содер- д жит 0,1 мас.3 Са, 0,2 мас.ь Бп, 0,4 мас.В Al, имеет мол. массу 1340, +) по безводной соли во всех примерах.

08 6 кислотное число 9 мг КОН/г, плотность 0,89 г/смз, содержание волы

0,03, вязкость по В3-4 45 с, цвет по йодометрической шкале 320. ,данные табл. 1 и 2 показывают, что использование в качестве модификатора оксидированных олигомеров пипериленовой фракции, содержащих два и более металлов в количестве 0,86 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука, приводит к существенному улучшению динамических свойств резин при нормаль- ной и особенно при повышенной температурах и повышение доли связанного каучука в каучук-углеродном геле. Так, усталостная выносливость при многократном растяжении увеличивается в среднем на 20-603, в том числе при повышенной температуре

22-803. Сопротивление многократному изгибу возврастеет на 15-604, при повышенных температурах - на 30-55ь.

Содержание связанного каучука в геле повышается в 1,2-1,35 раза.

Формула изобретения

7,75-10,2

0,6-0,8

8,0-16,2

1,7-2,3

0,8-6,0

Резиновая смесь на основе иэопренового каучука, включающая серусодержащую вулканизующую группу, технический углерод, замедлитель подвулканизации, пластификатор, противостаритель и модификатор, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения динамических свойств резины при нормальной и повышенной температурах и ее износостойкости, резиновая смесь сорержит в качестве модификатора оксидированные олигомеры пиперилена, включающие два или три металла в количестве 0,4-1,7 мас.Ф выбранные из группы: fg, Al, Са, Мп, Со, Ni, Cu, Zn, Sn, РЪ с кислотным числом 8-10 мг КОН/r и мол, м. 13001350 при соотношении компонентов, мас.ч.:

Изопреновый каучук 100

Серусодержащая вулканизующая группа

Технический углерод 40-6О

Рамедлитель подвулканизации

Пластификатор

Противостаритель

Указанный модификатор

1835!!08

Таблица 1

По изобретению

Контрольнме

Прототип.8. .9 10

3 4.5. 6

1 2

1 2 3 4

8 9 10,7

СКИ-3

СКИ-3-01

1ОО

3 3

Сера

2-.Мернаптобензтиазол

0,5

Дибензтиазолилдисульфид

0,5 0,5

5 4 6

0,5

5 5

Оксид цинка

N-циклогексил-2-бенэтиазолил-сульфенамид

1 2

1,8

Стеарин

Масло ПН-бй

2 2 2

5 б 6

2 3 2

Канифоль

Ийденкумароновая смола .

2 2

Рубрак@

5 6 5

1 1 1

5 5 6 фенил-j5-нафтиламиннеоэон D (нафтам-2) 1,2 1 1 0,8 :

0,9 1 1

N-фенил-N-eaonpnen-п-фенилендиамин

1 - 1

ОУ - 07

0,8 1,1 1,1 1

1 0,75 1,2

N-нитрозодифениламин

0,65 0,7

0,6

0,7 0,5 о,7

0,8

0,7

0,9

40 35

65

1,5

1,5

1,5

7,5

6 О

N-циклогексилтиофталимид-сантогард

PVX

Техуглерод П-245

Техуглерод П-234

ОПП-Со (О,бь)

ООП-Ми (0,4а) ,гЕи (О,ЗФ)

>Си (0,13) ооп - . м (0,2 ) . Co (0,3Ф) м (о,бЖ) ооп - -м0 (0,8t) Pb (0,3Ж)

Са, (О,!Ф)

00!i - «Sn (0,23)

"А1: (0,43) Содержание компонентов, мас.и, 100 100 - - 100 - - 100

100 " - !00 100 " 100 100

3 2 8 2 3,2 3 2,8 3,2 2 .3,5

0,5 0)45 - - 0,5 0,55 0,5 0,5

0)5 Оу45 0,55 0,5

5 5 5 5 4 6

2 2 5 2,2 2 1 1

5 5,5 5 5 4

2 3 3 2 1 2

55 60 55 " 60 55

0,8 - 3,0 - - . 4,8 0,5

1835408

Табли ца 2

Свойства резин

Резины по примеру

Прототип

51 49 49 59 61 64 65 72 62 42 53

27 25 25 33 43 43 45 49 39 29 32

Доля связанного каучу- . ка в каучук-углерояном геле, Ф 39 40 40 . 47 51 54 48 50 48 4 1 39

190 250 270 260 250 245 171 172

12 9 13 5 14 0 14 0 13 5 12 8 9 0 9 4

20 С

100 С

Составитель Л. Реутова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 2976 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 11/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Усталостная выносливость при многократном растяжении (200 ), тыс. циклов: при 20 С при 100 0

Сопротивление многократному изгибу, тыс. циклов при

16,0 16,0 16,5

9,0 8,5 9,0

По изобретению

I E

Контрольные

1 -Г