Полимерная композиция

 

Использование: производство синтетических каучуков, полимерная композиция на основе ненасыщенных эластомеров. Техническая сущность: приготавливают композицию на основе каучуков марок СКС-30АРКМ-15, СКМС-30АРКМ-27 и СКС-30 АРКП. Вводят в каучук на стадии латекса продукт конденсации фенола и/или его алкильных или арилалкильных замещенных с гексаметилентетрамином и аминоспиртами из ряда: NH_n[CH₂-CH(R)-OH]_m или N[CH₂-CH(R)-OH]₃, где n = 1 при m = 2, n = 2 при m = 1, R=H или СН₃ в мольном соотношении фенольный компонент : гексаметилентетрамин : аминоспирт 1 : 0,1-0,6 : 0,5-3,0. Соотношение компонентов композиции, мас.ч.: ненасыщенный эластомер 98,00-99,99; указанный феноло-аминный стабилизатор 0,01- 2,00. Характеристика композиции на основе СКМС-30АРКМ-15 : индекс сохранения пластичности (140^oС, 30 мин) 65-99%, на основе СКИ-3 - 63-91%. 2 табл.

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, в частности, к полимерным композициям на основе ненасыщенных эластомеров.

Известна полимерная композиция, включающая ненасыщенный эластомер и стабилизатор феноло-аминного типа продукт конденсации замещенных фенолов с гексаметилентетрамином (стабилизатор ВС-1, ТУ 38.103273-79) [1] работающая в промышленности на маслонаполненных бутадиенстирольных (альфа-метилстирольных) каучуках с 1974 года (каучуки СК(М)С-30АРКМ-15 и СК(М)С-30АРКМ-27 ГОСТ 11138-78, ГОСТ 156-28-79).

Детальный анализ свойств полимерных композиций с применением феноло-аминных смол изложен в работе [2] Однако указанная композиция характеризуется недостаточной стойкостью в условиях термостарения, предъявляемых промышленностью в последнее время. Из-за плохого совмещения стабилизатора ВС-1 с эластомером на стадии латекса в указанной полимерной композиции могут быть использованы только маслонаполненные эластомеры.

Целью изобретения является создание полимерных композиций с высокой стабильностью в условиях термостарения на основе каучуков различного типа.

Это достигается тем, что для стабилизации полимерных композиций применяют продукт конденсации фенола и/или алкильных или арилалкильных замещенных с гексаметилентетрамином (ГМТА) и аминоспиртами из ряда или , где n 1 при m 2; n 2 при m 1; R Н или СН₃, в мольном соотношении фенольный компонент гексаметилентетрамин аминоспирт 1:0,1-0,6:0,5-3,0 при следующем соотношении компонентов, мас.ч. ненасыщенный эластомер 99,99-98,00; указанный феноло-аминный стабилизатор 0,01- 2,00.

В качестве эластомеров в предлагаемой полимерной композиции могут использоваться все известные промышленные эластомеры, полученные на основе бутадиена, стирола, альфа-метилстирола, изопрена, хлоропрена, нитрила акриловой кислоты или их сополимеров (Моисеев В.В. Перина Ю.В. Синтетические каучуки и материалы для их производства. Каталог-справочник, М. ЦНИИТЭнефтехим, 1990.

Предлагаемое решение имеет следующие преимущества: Полимерные композиции имеют высокую стойкость при термостарении.

Полимерные композиции являются более универсальными по типу эластомера. Способность предлагаемых феноло-аминных смол (продукты конденсации фенола и/или его алкильных или арилалкильных замещенных с гексаметилентетрамином и аминоспиртами из ряда или где n 1 при R R m 2 или n 2 при m 1; R H или СН₃ хорошо совмещаться с каучуками на стадии латекса и органического растворителя позволяет использовать при получении заявляемых полимерных композиций маслонаполненные и безмасляные, а также растворные каучуки.

Большим достоинством заявляемой полимерной композиции является то, что при ее получении с эмульсионными каучуками не требуется использования как с ВС-1 200-300 кг хлористого натрия на 1 т каучука при выделении латекса.

Пример 1. Синтез феноло-аминных смол, получаемых конденсацией фенола или его замещенных с гексаметилентетрамином (ГМТА) и аминоспиртами.

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником и механической мешалкой, загружают 1 моль октилфенола, 0,25 моля ГМТА и 1,25 моля диэтаноламина. Реакцию проводят при 135-140^oС в течение двух часов до содержания остаточного октилфенола 1% Получают вязкую непылящую жидкость.

Таким же способом проводят конденсацию в присутствии аминоспиртов с получением феноло-аминных смол, используя доступные промышленные фенольные компоненты: фенол, крезолы, ксиленолы, алкилфенолы (где алкил С_4-12), дифенилолпропан2,2-бис(4-оксифенил)-пропан, кумилфенолы (альфа-альфа-диметилбензилфенолы), а в качестве аминоспиртов промышленные продукты моноэтаноламин, 2-оксипропил)амин, трис-(2-оксипропиламин), триэтаноламин или их смеси. Предпочтительно производство феноло-аминных смол на базе доступного нонилфенола и промышленной фракции диэтаноламина.

Во всех опытах содержание остаточной фенольной компоненты в феноло-аминных смолах составляет 1-3% что достигается варьированием соотношений состава исходной реакционной массы; характеристика полученных феноло-аминных смол приведена в табл.1.

Феноло-аминные смолы охарактеризованы по содержанию азота, который определяют по методу Къельдаля (Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М. Химия, 1967, с.91) и по температуре застывания (Грошев А.П. Технический анализ. Госхимиздат, 1953, с.182). Результаты представлены в табл.1.

В примерах 2 и 3 описано получение заявляемых полимерных композиций.

Пример 2. В бутадиенстирольный (альфа-метилстирольный) латекс каучуков марок СКС-30АРКМ-15 и СКМС-30АРКМ27 (маслонаполненные) и СКС-30АРКП (безмасляный) вводят стабилизатор продукт конденсации фенола или его замещенных с ГМТА и аминоспиртами, синтезированный по примеру 1, в соотношении компонентов, мас. ч. эластомер 99,99-98,00; фенолоаминный стабилизатор 0,01-2,00. Латекс подкисляют 0,5% -ной серной кислотой для выделения каучука, хлористый натрий при этом не применяют. Стабилизатор хорошо совмещается с эластомером на стадии латекса. Полученную композицию промывают водой, сушат и испытывают на стойкость при термостарении по определению индекса сохранения пластичности (ИСП) при 140^oС в течение 30 мин (Моисеев В.В. Косовцов В.В. и др. Старение и стабилизация бутадиен-стирольных каучуков. М. ЦНИИТЭнефтехим, 1976, с.6). Результаты испытаний представлены в табл.2.

Пример 3. В отмытый изопентановый раствор полиизопрена (СКИ-3) вводят толуольный раствор стабилизатора продукта конденсации фенола или его замещенных с ГМТА и аминоспиртами, синтезированного по примеру 1 описания, при соотношении компонентов, мас. ч. эластомер 99,99-98,00; фенолоаминный стабилизатор 0,01-2,00.

После удаления растворителей полимерную композицию сушат и подвергают испытаниям в соответствии с примером 2 описания. Результаты представлены в табл.2.

Пример 4 (прототип). Полимерную композицию готовят и испытывают на стойкость при термостарении по примеру 2 описания, используя для этого бутадиенстирольный (альфа-метилстирольный) латекс маслонаполненных каучуков СКС-30АРКМ-15, СКМС-30АРКМ-27, СКС-30АРКП, раствор каучука СКИ-3 в изопентане и серийный стабилизатор ВС-1 продукт конденсации октил (нонил)фенола с гексаметилентетрамином в минеральном масле (ТУ 38.103273-79). При получении композиции с эмульсионными каучуками в латекс подают хлористый натрий (250 кг на 1 тонну) и подкисляют 0,5%-ной серной кислотой. Без хлористого натрия в отличие от примера 2 коагуляция латекса не происходит. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Из данных табл. 2 видно, что предлагаемая полимерная композиция, содержащая ненасыщенный эластомер и стабилизатор феноло-аминного типа - продукт конденсации фенола и/или его замещенных с ГМТА и аминоспиртами (моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, 2-оксипропиламин, бис-2(оксиропил)амин, имеет высокую стойкость при термостарении в отличие от композиции с промышленным стабилизатором ВС-1.

При приготовлении полимерной композиции указанные выше фенолоаминные стабилизаторы хорошо совмещаются с каучуками на стадии латекса и раствора, поэтому в качестве эластомеров в предлагаемой полимерной композиции используют не только маслонаполненные, но и безмасляные каучуки.

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая ненасыщенный эластомер и стабилизатор фенолоаминного типа, отличающаяся тем, что в качестве стабилизатора композиция содержит продукт конденсации фенола и/или его алкильных или арилалкильных замещенных с гексаметилентетрамином и аминоспиртами из ряда или где n 1 при m 2; n 2 при m 1; R H или CH₃
в молярном соотношении фенольный компонент гексаметилентетрамин аминоспирт 1 0,1-0,6 0,5-3,0 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Ненасыщенный эластомер 98,00 99,99
Указанный фенолоаминный стабилизатор 0,01 2,00с

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3