Состав для резинокордных смесей

 

Использование: в качестве модификатора резинокордных смесей. Сущность изобретения: продукт: состав, содержащий адгезионный комплекс, образованный структурно-формирующей резорциновой основой (а), который используют в предготовностной сборнореагентной форме, для чего он образован с использованием свободной резорциновой основы, выбранной из ряда резорцин, резотропин или концентрат сланцевого алкилрезорцина, и сшивающим уротропиновым компонентом (б), и стабилизирующий борнокислотный агент (в), выбранный из ряда борная кислота, борнокислая соль натрия или калия, причем состав скомпонован, как пролонгированный, для чего в него включена добавка подшивочного карбоново-кислотного агента (г) на основе уротропиновых солей карбоновых кислот, выбранных из ряда бензойная, адипиновая, малеиновая или фталевая, при следующем содержании ингредиентов состава, мас.%: (а) 14-30; (б) 15-40; (в) 1-15; (2) 15-70. 1 табл.

Изобретение относится к органическим клеящим составам с добавками.

Прототипом изобретения является модификатор резины, известный из описания изобретения к авт. св. СССР N 258574.

Принятый за прототип модификатор содержит адгезионный комплекс, образованный структуроформирующей резорциновой основой и сшивающим уротропиновым компонентом, а также стабилизирующим борнокислотным агентом.

Особенностью принятого за прототип модификатора является то, что он скомпонован безоблагороженным, для чего входящий в него адгезионный комплекс лишен присутствия добавки подшивочного агента. Это обуславливает повышение сродства к армирующему резинокорду и недостижение принятым за прототип модификатором повышенной рабочей активности.

Особенностью прототипа является также то, что сам адгезионный комплекс введен в модификатор окончательно готовым, в частности, блочным, для чего он взят в состоянии прореагировавших друг с другом компонентов с образованием полимеризационной связи между структурной основой и сшивающим компонентом. Это обуславливает нежелательную возможность старения адгезионного комплекса за время хранения модификатора до его применения и потерю модификатором своей рабочей активности.

Основным недостатком принятого за прототип модификатора, ввиду указанных особенностей, является необеспеченность проявления им необходимого уровня прочности связи резины с армирующим ее кордом.

Целью изобретения является обеспечение усиления связывания с требуемой прочностью в резинокордной смеси резины с кордом и сохранение достаточной прочности обеспеченной связи после атмосферного или рассольного состаривания изготовленной резинокордной смеси.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемый состав, характеризуемый наличием тех же, что и прототип признаков, а именно содержанием адгезионного комплекса, образованного структуроформирующей резорциновой основой и сшивающим уротропиновым компонентом, а также содержанием стабилизирующего борного агента, внесен ряд отличий, которые состоят в том, что предлагаемый состав скомпонован, как пролонгированный, для чего в него включена добавка подшивочного карбоново-кислотного агента на основе уротропиновых солей карбоновых кислот, взятых из ряда бензойнокислотная соль, адипиновая, бензойная, малеиновая и фталевая соли. Включенный в предлагаемый состав адгезионный комплекс взят в предготовностной сборнореагентной форме, для чего он изготовлен с применением свободной резорциновой основы, взятой из ряда резорцин, резотропин, концентрат сланцевого алкилрезорцина, в частности 5-метилрезорцина. Стабилизирующий борнокислотный агент взят из ряда борная кислота, борнокислая соль натрия, борнокислая соль калия. При этом содержание составляющих элементов состава выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая резорциновая основа 14-30 Сшивающий уротропиновый компонент 15-40 Стабилизирующий борнокислотный агент 1-15 Подшивочный карбоновокислотный агент 15-70 Включение в предлагаемый состав резорциновой основы в количестве менее чем 14 мас. не позволяет сделать достаточно высоким содержание в адгезионном комплексе термостабильной ароматической составляющей и предупредить бесполезное чрезмерное разложение материала состава при вулканизации резинокордных смесей. Включение этой же основы в количестве более чем 30 мас. вызывает чрезмерное пересыщение адгезионного комплекса ароматической составляющей, его инертизацию и ведет к повышению жесткости резин.

Включение в пределагаемый состав уротропинового компонента в количестве меньшем 15 мас. приводит к недостаточной сшитости полимерной сетки вещества адгезионного комплекса, недостижению этим веществом требуемой термостабильности, что не позволяет предупредить бесполезное чрезмерное разложение материала состава при вулканизации резинокордных смесей. Включение этого же компонента в количестве большем 40 мас. вызывает повышение степени сшивания вещества адгезионного комплекса, приводит к утере им по сшивающим связям активных молекулярных групп и ведет к ухудшению технологичности смеси вследствие возгонки непрореагировавшего уротропина.

Включение в предлагаемый состав борнокислотного агента в количестве меньшем 1 мас. не позволяет связать в достаточной степени побочно образуемые при взаимодействии составных ингредиентов агрессивные продукты, отравляющие образуемое вещество адгезионного комплекса и делающие его термолабильным. Включение этого же агента в количестве большем 15 мас. нарушает своим побочным действием процесс сшивки вещества адгезионного комплекса, останавливая его на образовании термолабильных вещественных форм.

Включение в предлагаемый состав карбоновокислотного агента в количестве меньшем 15 мас. не позволяет в достаточной степени разветвить полимерную сетку вещества адгезионного комплекса активными карбоновокислотными молекулярными группами. Включение этого же агента в количестве большем 70 мас. вызывает нарушение пространственной структуры полимерной сетки вещества адгезионного комплекса, не позволят ему довести до оптимальной величины степень своей сшитости, влияющей на термостабильности системы.

Подтверждением изобретательности уровня предложенного технического решения является отсутствие его прямого следствия из известного уровня техники.

Примет 1 Компонование необходимого состава произведено таким образом, что в качестве структуроформирующей резорциновой основы взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде первым, а именно, резорцин (мета-диоксибензол), в качестве сшивающего компонента взят уротропин (гексаметилентетроамин), в качестве стабилизирующего борнокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде первым, а именно, борная кислота, в качестве подшивочного карбоновокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде первым, а именно, уротропиновая соль бензойной кислоты.

Содержание всех составляющих ингредиентов необходимого состава выдержано соответствующим нижним предельным величинам в допустимых интервалах значений, за исключением содержания упомянутого последним ингредиента соответствующим верхней предельной величине в допустимом интервале значений, в том числе, мас.

Структуроформирующая основа 14 Сшивающий компонент 15 Стабилизирующий агент 1 Подшивочный агент 70 Скомпонованный состав испытали на влияние введения его в количестве 1,2 мас. в пробную резинокордную смесь типа стандартной брекерной резины со стандартным количеством внесенного металлического латунированного корда 22 л-15. Далее при последующих упоминаниях указанная пробная смесь помечена, как смесь 1. Собственно резиновая составляющая указанной смеси включала, мас. изопреновый синтетический каучук (СКИ-3) 57, серу 1,8, стеариновую кислоту 1,2, цинковые белила 2,8, канифоль 1,2, технический углерод 32, пластификатор 2,8.

Кроме этого скомпонованный состав испытали на влияние введения его в количестве 1,3 мас. в пробную резинокордную смесь типа стандартной брекерной резины с вискозным кордом 17-В. Далее при последующих упоминаниях указанная пробная смесь помечена, как смесь 2. Собственно резиновая составляющая указанной смеси включала, мас. изопреновый синтетический каучук (СКИ-3) 45, диеновый синтетический каучук (СКД) 16, серу 1,3, стеариновую кислоту 0,6, цинковые белила 3,1, канифоль 0,9, белую сажу 3,1, технический углерод 25, защитный воск 0,6, пластификатор 3,1.

В результате производственных испытаний было установлено, что условное напряжение улучшенных резинокордных смесей N 1, N 2, при удлинении изготовленных из нее стандартных образцов силовых элементов на 300% (σ 300%) было обеспечено равным: (1) 13,5 МПа; (2) МПа. Условная прочность на разрыв при 20^oC (s 20^oC) была обеспечена равной: (1) 21,2 МПа; (2) МПа. Та же характеристика при 100^oC (s 100^oC) была обеспечена равной: (1) 14,1 МПа; (2) МПа. Относительное удлинение (Е) было обеспечено равным: (1) 470% и (2)
Сопротивление раздиру (S) было обеспечено равным: (1) 101 Кн/м, (2) Кн/м. Прочность связи резины с кордом, определенная по методу "Н" методу испытаний со старением смеси при 20^oC в течение 72 ч была определена равной: (1) 299 н; (2) н. Та же характеристика при 100^oC и 72 ч была определена равной: (1) 285 н; (2) н. Та же характеристика при 120^oC и 72 ч была определена равной: (1) 219 н; (2) н. Та же характеристика в паро-атмосферных условиях испытаний при 100^oC и 24 ч была определена равной: (1) 223 н; (2) н. Та же характеристика в рассольно-кипятильном методе (R_C5%) была определена равной: (1) 234 н, (2) н.

Пример 2. Компонование состава выдержано в соответствии с примером 1, за исключением того, что содержание всех его составляющих ингредиентов выдержано соответствующим верхним предельным величинам в допустимых интервалах значении, а содержание упомянутого последним ингредиентом соответствующим нижней предельной величине в допустимом интервале значений, т.е. мас.

Структуроформирующая основа 30
Сшивающий компонент 40
Стабилизирующий агент 15
Подшивочный агент 15
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным: (1) 13,7 МПа; (2) МПа;
s 20^oC обеспечено равной: (1) 21,2 МПа; (2) МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,3 МПа; (2) МПа;
e обеспечено равным: (1) 480% (2)
обеспечено равной: (1) 302 н; (2) н;
обеспечена равной: (1) 296 н; (2) н;
обеспечена равной: (1) 221 н; (2) н;
обеспечена равной; (1) 227 н; (2) н;
R_C5% определена равной: (1) 245 н; (2) н.

S обеспечено равным: (1) 101 кн/м: (2) кн/м.

Пример 3. Компонование необходимого состава выдержано в соответствии с примером 1, за исключением того, что содержание всех его составляющих ингредиентов выдержано соответствующим промежуточным величинам в допустимых интервалах значений, т.е. мас.

Структуроформирующая основа 22
Сшивающий компонент 30
Стабилизирующий агент 9
Подшивочный агент 39
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным: (1) 14,1 МПа, (2) 9,6 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,7 МПа, (2) 20,2 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,4 МПа, (2) 12,7 МПа;
e обеспечена равным: (1) 470% (2) 535%
S обеспечено равным: (1) 108 Кн/м, (2) 87 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 358 н; (2) 112 н;
обеспечена равной: (1) 297 н, (2) 103 н;
обеспечена равной: (1) 254 н, (2) 106 н;
обеспечена равной: (1) 236 н, (2) 86 н;
R_C5% обеспечена равной: (1) 308 н, (2) 103 н.

Пример 4. Компонование необходимого состава произвели в соответствии с примером 3, за исключением того, что в качестве структуроформирующей резорциновой основы взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде вторым, а именно, резотропин (молекулярный комплекс резорцина с уротропином).

При этом содержание всех составляющих ингредиентов состава выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа в блочной связи с сшивающим агентом в виде молекулярного комплекса резорцина с уротропином 23-30
Стабилизирующий агент 3
Подшивочный агент 44
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным: (1) 14,0 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,8 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,5 МПа;
e обеспечено равным: (1) 50%
S обеспечено равным: (1) 107 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 357 н;
обеспечена равной: (1) 298 н;
обеспечена равной: (1) 356 н;
обеспечена равной: (1) 240 н;
R_C5% обеспечена равной: (1) 297 н.

Пример 5. Компонование необходимого состава выдержано в соответствии с примером 3 за исключением того, что в качестве структуроформирующей резорциновой основы взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде третьим, а именно, концентрат сланцевого алкилрезорцина, в частности 5-метилрезорцина, содержащего 92,1 мас. 5-метилрезорцина, 4,7 мас/% 2,5-диметилрезорцина, 1,8 мас. 4,5-диметилрезорцина, 1,4 мас. этилрезорцина. При этом содержание всех составляющих ингредиентов состава выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа 24
Сшивающий агент 31
Стабилизирующий агент 3
Подшивочный агент 42
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным% (1) 14,2 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,6 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,5 МПа;
e обеспечена равным: (1) 480%
S обеспечена равным: (1) 106 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 360 н;
обеспечен равной: (1) 298 н;
обеспечена равной: (1) 251 н;
обеспечены равной: (1) 234 н;
R_C5% обеспечена равной: (2) 305 н,
Пример 6. Компонование необходимого состава произведено в соответствии с примером 3 за исключением того, что в качестве стабилизирующего борнокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде вторым, а именно, борнокислая соль натрия. При этом содержание всех составляющих ингредиентов состава выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа 22
Сшивающий агент 31
Стабилизирующий агент 4
Подшивочный агент 43
В результате произведенных испытаний установлено, что
σ 300% обеспечено равным: (1) 14,0 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,7 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,8 МПа;
e обеспечено равным: (1) 490 МПа;
S обеспечено равным: (1) 107 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 361 н;
обеспечена равной: (1) 294 н;
обеспечена равной: (1) 243 н;
обеспечена равной: (1) 232 н;
R_C50 обеспечена равной: (1) 301 н.

Пример 7. Компонование необходимого состава произведено в соответствии с примером 3 за исключением того, что в качестве стабилизирующего борнокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде последним, а именно, борнокислая соль калия. При этом содержание всех составляющих ингредиентов состава выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа 22
Сшивающий агент 31
Стабилизирующий агент 4
Подшивочный агент 43
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным: (1) 13,9 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,7 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,7 МПа;
e обеспечено равным: (1) 503%
S обеспечено равным: (1) 109 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 363 н;
обеспечена равной: (1) 293 н;
обеспечена равной: (1) 244 н;
обеспечена равной: (1) 231 н;
R_C5% обеспечена равной: (1) 301 н.

Пример 8. Компонование необходимого состава произведено в соответствии с примером 3 за исключением того, что в качестве подшивочного карбоновокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде вторым, а именно, уротропиновая соль адипиновой кислоты. При этом содержание всех составляющих ингредиентов выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа 23
Сшивающий агент 31
Стабилизирующий агент 3
Подшивочный агент 43
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным: (1) 14,3 МПа;
s 20^oC обеспечено равной: (1) 21,8 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,6 МПа;
e обеспечено равным: (1) 500%
S обеспечено равным: (1) 105 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 354 н;
обеспечена равной: (1) 295 н;
обеспечена равной: (1) 251 н;
обеспечена равной: (1) 230 н;
R_C5% была обеспечена равной: (1) 305 н.

Пример 9. Компонование необходимого состава произведено в соответствии с примером 3 за исключением того, что в качестве подшивочного карбоновокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде третьим, а именно, уротропиновая соль малеиновой кислоты. При этом содержание всех составляющих ингредиентов выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа 23
Сшивающий агент 31
Стабилизирующий агент 3
Подшивочный агент 43
В результате произведенных испытаний установлено, что;
σ 300% обеспечено равным: (1) 13,8 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,0 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,5 МПа;
e обеспечено равным: (1) 496%
S обеспечено равным: (1) 106 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 361 н;
обеспечена равной: (1) 296 н;
обеспечена равной: (1) 251 н;
обеспечена равной: (1) 230 н;
R_C5% обеспечена равной: (1) 305 н.

Пример 10. Компонование необходимого состава произведено в соответствии с примером 3 за исключением того, что в качестве подшивочного карбоновокислотного агента взято вещество, стоящее в соответствующем предпочтительном ряде последним, а именно, уротропиновая соль фталевой кислоты. При этом содержание всех составляющих ингредиентов выдержано следующим, мас.

Структуроформирующая основа 23
Сшивающий агент 31
Стабилизирующий агент 3
Подшивочный агент 43
В результате произведенных испытаний установлено, что:
σ 300% обеспечено равным: (1) 13,9 МПа;
s 20^oC обеспечена равной: (1) 21,6 МПа;
s 100^oC обеспечена равной: (1) 14,3 МПа;
e обеспечено равным: (1) 500%
S обеспечено равным: (1) 104 Кн/м;
обеспечена равной: (1) 359 н;
обеспечена равным: (1) 299 н;
обеспечена равной: (1) 250 н;
обеспечена равной: (1) 237 н;
R_C5% обеспечена равной: (1) 299 н.

Рабочие характеристики состава по всем представленным примерам (вариантам) его компоновки сведены в сопоставительную таблицу, в которой они даны в сравнении с рабочими характеристиками принятого за базовый образец необлагороженного состава, лишенного добавки подшивочного агента, известного как модификатор марки "РУ".

Из представленной таблицы видно, что наилучшими характеристиками обладает состав, скомпонованный в соответствии с примером 3 (как образец 3).

Техническим преимуществом предложенного состава по сравнению с принятым за прототип модификатором является его повышенная стабильность при хранении, меньшая слеживаемость и окрашиваемость рук обслуживающего персонала при изготовлении резиновых смесей.

Формула изобретения

Состав для резинокордных смесей, содержащий адгезионный комплекс, образованный структуроформирующей резорциновой основой и сшивающим уротропиновым компонентом, и стабилизирующий борно-кислотный агент, отличающийся тем, что он скомпонован как пролонгированный, для чего в него включена добавка подшивочного карбоново-кислотного агента на основе уротропиновых солей карбоновых кислот, выбранных из ряда: бензойная, адипиновая, малеиновая или фталевая, адгезионный комплекс используют в предготовностной сборнореагентной форме, для чего он образован с использованием свободной резорциновой основы, выбранной из ряда: резорцин, резотропин или концентрат сланцевого алкилрезорцина, например 5-метилрезорцин, стабилизирующий борно-кислотный агент выбран из ряда борная кислота, борно-кислая соль натрия или калия при следующем содержании ингредиентов состава, мас.

Стуктуроформирующая резорциновая основа 14 30
Сшивающий уротропиновый компонент 15 40
Стабилизирующий борно-кислотный агент 1 15
Подшивочный карбоново-кислотный агент 15 70г

РИСУНКИ

Рисунок 1