Полимерная противостарительная паста для резин на основе хлоропреновых каучуков

Изобретение относится к получению полимерной противостарительной пасты, обеспечивающей вулканизатам на основе хлоропреновых каучуков высокий уровень стойкости к действию тепла и кислорода, и может быть использовано в резинотехнических изделиях на основе хлоропреновых каучуков с повышенной термоокислительной стойкостью. Полимерная противостарительная паста для резин на основе хлоропреновых каучуков содержит 56,00-57,00 мас.ч. поливинилхлорида суспензионного и 43,00-44,00 мас.ч. расплава. Расплав содержит 9,00-10,00 мас.ч. N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамина, 3,00-4,00 мас.ч. ε-капролактама, 6,00-7,00 мас.ч. стеариновой кислоты и 13,00-14,00 мас.ч. дибутилфталата, 10,00-11,00 мас.ч. триметилолпропана. Изобретение позволяет повысить термоокислительную стойкость резин на основе хлоропреновых каучуков. 3 табл.

 

Изобретение относится к получению полимерной противостарительной пасты, обеспечивающей вулканизатам на основе хлоропреновых каучуков высокий уровень стойкости к действию тепла и кислорода, и может быть использовано в резинотехнических изделиях на основе хлоропреновых каучуков (ХК) с повышенной термоокислительной стойкостью.

Известно, что резинам на основе хлоропреновых каучуков характерен комплекс специфических свойств, обусловленных присутствием в их макромолекулах атомов хлора: масло-, бензо-, озоно- и теплостойкость [Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977]. Однако отмечается относительно низкая термоокислительная стойкость резин из хлоропреновых каучуков, в связи, с чем осуществляется его замена материалами, обладающими лучшей термоокислительной стойкостью [Обзор мирового рынка полихлоропрена, The Chemical Journal, №1, 2002, с. 33], или использование некоторой части этих материалов для улучшения эксплуатационных свойств изделий на основе хлоропреновых каучуков.

Так, известна полимерная композиция, включающая поливинилхлорид, измельченную резину, стеариновую кислоту и серу [АС СССР №973568, МКИ C08L 27/06, Бюллетень №42, опубл. 15.11.1982].

Недостатком изобретения является относительно невысокая термоокислительная стойкость вулканизатов.

Наиболее близкой является полимерная противостарительная паста, содержащая поливинилхлорид, расплав противостарителей, включающий N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин, полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил), ε-капролактам, стеариновую кислоту, пластификатор (дибутилфталат) [Патент №2383567, МПК C08L 27/06; C08L 9/02; C08K 5/18; C08K 5/09; C08K 5/3412; C08L 13/00, Бюллетень №7, опубл. 10.03.2010].

Недостатком противостарительной пасты является, также, невысокая эффективность защиты резин на основе хлоропреновых каучуков от термоокислительного старения.

Задачей изобретения является получение полимерной противостарительной пасты способной увеличить стойкость резин на основе хлоропренового каучука к действию тепла и кислорода.

Техническим результатом является повышение термоокислительной стойкости резин на основе хлоропреновых каучуков.

Технический результат достигается при использовании полимерной противостарительной пасты для резины на основе хлоропреновых каучуков, содержащей 56,00-57,00 мас. ч. поливинилхлорида суспензионного и 44,00-43,00 мас. ч. расплава, включающего 9,00-10,00 мас. ч. N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамина, 3,00-4,00 мас. ч. ε-капролактама, 6,00-7,00 мас. ч. стеариновой кислоты и 13,00-14,00 мас. ч. дибутилфталата, при этом расплав дополнительно содержит 10,00-11,00 мас. ч. триметилолпропана.

Полимерная противостарительная паста эффективно защищает резины на основе хлоропреновых каучуков от термоокислительного старения в силу синергизма действия N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамина и находящегося в микрочастицах желатинированного поливинилхлорида триметилолпропана.

В полимерной противостарительной пасте для резин на основе хлоропреновых каучуков (ХК) применяются следующие вещества: N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин (антиоксидант IPPD) - Cas №101-72-4; триметилолпропан - Cas №77-99-6; ε-капролактам - ГОСТ 7850-86; в качестве пластификатора - дибутилфталат -ГОСТ 8728-88; стеариновая кислота - ГОСТ 6484-96; поливинилхлорид суспензионный - ГОСТ 14332-78; хлоропреновый каучук (ХК) (DENKA S-40) -ГОСТ 2475-2013.

Предлагаемое содержание IPPD составляет 9,00-10,00 мас. ч. При содержании IPPD более 10,00 мас. ч. происходит увеличение вязкости расплава, что приводит, прежде всего, к затруднению выгрузки расплава из реактора, а при содержании менее 9,00 ухудшаются защитные свойства пасты в целом.

Содержание ε-капролактама в пределах 3,00-4,00 мас. ч. обеспечивает получение расплавов с невысокой вязкостью, что в свою очередь, способствует легкой выгрузке расплавов из реактора, а также оказывает достаточную превентивную защиту вулканизатам.

Стеариновая кислота способствует лучшему диспергированию ингредиентов. Для оптимального эффекта диспергирования достаточно 6,00-7,00 мас. ч.

Пластификатор - дибутилфталат, способствует более глубокой желатинизации ПВХ расплавом в целом. Оптимальная его дозировка составляет 13,00-14,00 мас. ч.

Триметилолпропан (ТМП) находясь, в зернах желатинированного ПВХ усиливает защитное действие полимерной противостарительной пасты. При этом, его оптимальное содержание 10,00-11,00 мас. ч. обеспечивает не только удовлетворительные технологические свойства расплаву, но и достаточно для функции антиоксиданта.

Именно с использованием ТМП достигается технический результат, который обеспечивает высокую протонодонорность пластизоля.

В силу несовместимости пластизоля ПВХ и полихлоропренового каучука, формируется двухфазная система, на границе раздела которой (в связи с наибольшей доступностью по отношению к кислороду) и происходят наиболее глубокие термоокислительные процессы. При этом, следует учесть что вся противостарительная группа в том, числе ТМП сосредоточена в пластизоле ПВХ. Поверхность пластизоля, находясь в контакте с макромолекулами каучука, будет атакована полимерными пероксидами. Их превращение в нейтральные продукты может происходить в результате действия ε-капролактама как превентивного противостарителя, а обрыв цепи окисления за счет протонодонорных групп производных п-фенилендиамина и ТМП находящихся в диффузионном слое. Можно предположить, что именно за счет гидроксильных групп ТМП увеличивается протонодонорность, что в свою очередь и способствует повышению термоокислительной стойкости системы в целом.

Увеличение эффекта защитного действия достигается за счет того, что ТМП, находясь в микрочастицах желатинированного ПВХ, способен отдавать протон своих гидроксильных групп, находящихся на поверхности частиц и, тем самым, участвовать в процессе подавления вырожденного разветвления цепей окисления каучука.

В противном случае, если бы ТМП находился свободно в матрице каучука, то, отдавая протон, он не утратил бы свою реакционную способность и, возможно, продолжал развивать цепь окисления. Поэтому ТМП, в прочем, как и другие низкомолекулярные протонодонорные вещества не применяются в качестве антиоксидантов.

Полимерной основой противостарительной пасты является поливинилхлорид. Его оптимальная дозировка в пасте - 56,00-57,00 мас. ч. При таком содержании ПВХ в пасте после ее желатинизации получаются твердые товарные продукты, но с относительно низкой температурой размягчения, которая, в свою очередь, обеспечивает хорошее распределение в матрице каучука. Кроме того, указанная доля ПВХ в пасте обеспечивает пластизоли удовлетворительные технологические свойства необходимые при выгрузке его из реактора. Наконец, этого количества ПВХ в пасте достаточно, чтобы при формировании пластизоли и последующей его желатинизации все компоненты расплава, и в частности ТМП, вошли в зерна ПВХ и выполнили ту принципиальную функцию, которая указана выше.

Полимерную противостарительную пасту для резин на основе хлоропреновых каучуков получают в три стадии:

1) Сплавление ингредиентов проводят в обогреваемом реакторе, снабженного мешалкой якорного типа. В реактор загружают IPPD, е-капролактам, расплавляют при температуре 70-90°С; затем вводят, ТМП, стеариновую кислоту и пластификатор - дибутилфталат. Перемешивают до получения гомогенного расплава;

2) Затем, снижают температуру в реакторе до 40-50°С и загружают ПВХ, перемешивают до получения однородной пластизоли в течение 20-30 минут. После производят выгрузку пластизоли в приемную емкость.

3) Приемная емкость помещается в термошкаф с температурой 120±5°С. Термостатирование, при котором происходит желатинизация пластизоли, проводится в течение 1,5-2 часов. Затем, осуществляется выгрузка желатинированной пластизоли из приемной емкости и измельчение продукта - полимерной противостарительной пасты.

Пример 1. В реактор с мешалкой при температуре 70-90°С загружают 10,00 г IPPD; 3,00 г ε-капролактама. Затем вводят 10,00 гТМП; 7,00 г стеариновой кислоты; 14,00 г дибутилфталата. После полной гомогенизации компонентов расплава снижают температуру до 40-50°С и загружают 56,00 г ПВХ. Получив однородную массу пластизоли, ее выгружают в приемную емкость. Емкость помещают в термошкаф и термостатируют в течение 1,5-2 часов. После выгрузки из приемной емкости желатинированной пластизоли, проводят измельчение продукта.

Пример 2. В реактор с мешалкой при температуре 70-90°С загружают 9,00 г IPPD, 4,00 г ε-капролактама. Затем, вводят 11,00 г ТМП; 6,00 г стеариновой кислоты; 13,00 г дибутилфталата. После полной гомогенизации компонентов расплава снижают температуру до 40-50°С и загружают 57,00 г ПВХ. Дальнейшие операции получения готового продукта (полимерной противостарительной пасты) такие же как и для примера 1.

Готовый продукт - полимерную противостарительную пасту, контролируют показателями вязкости по Муни, показатели которой представлены в таблице 1.

Вязкость по Муни определяли на реометре Mooney 1500 S в соответствии с ГОСТ 10722-76.

Заявляемую полимерную противостарительную пасту и пасту по прототипу использовали в составе резиновых смесей на основе хлоропренового каучука марки DENKA S-40, примеры составов которых приведены в таблице 2.

Физико-химические свойства полученных резин на основе ХК приведены в таблице 3. Физико-механические показатели образцов определялись на разрывной машине РМИ-50 в соответствии с ГОСТ 270-75.

Из представленных в табл. 3 результатов физико-механических показателей резин на основе ХК видно, что заявляемая противостарительная паста обеспечивает резинам более высокий уровень термоокислительной стойкости в сравнении с прототипом.

Кроме того, можно отметить дополнительный положительный фактор, достигаемый при использовании полимерной противостарительной пасты. Это, прежде всего, повышение упруго-прочностных свойств вулканизатов с ее использованием: условная прочность при растяжении способна повыситься с 14,1 до 15,7 МПа, а относительное удлинение - 752 до 800-810

Таким образом, использование полимерной противостарительной пасты для резины на основе хлоропреновых каучуков, содержащей поливинилхлорид суспензионный и расплав, включающий N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин, ε-капролактам, стеариновую кислоту, дибутилфталат и триметилолпропан при заявленных массовых отношениях, обеспечивает повышение термоокислительной стойкости резин на основе хлоропреновых каучуков.

Полимерная противостарительная паста для резины на основе хлоропреновых каучуков, содержащая 56,00-57,00 мас.ч. поливинилхлорида суспензионного и 43,00-44,00 мас.ч. расплава, включающего 9,00-10,00 мас.ч. N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамина, 3,00-4,00 мас.ч. ε-капролактама, 6,00-7,00 мас.ч. стеариновой кислоты и 13,00-14,00 мас.ч. дибутилфталата, отличающаяся тем, что расплав дополнительно содержит 10,00-11,00 мас.ч. триметилолпропана.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к материалам для изолирования, наложения защитных покровов кабелей, эксплуатирующихся в условиях одиночной или групповой прокладки во внутренних электроустановках, а также в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей.

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичных полимеров, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты и по меньшей мере один диалкилтерефталат, к формовочным композициям, которые содержат термопластичный полимер или эластомер и такую пластифицирующую композицию, и к применению этих пластифицирующих композиций и формовочных композиций.

Настоящее изобретение относится к композиции пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) для экструзии вспененного материала. Композиция представляет собой сухую смесь, содержащую 30-60 % мас.

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также к формовочной массе для изготовления формованных изделий, содержащей термопластичный полимер и указанную пластифицирующую композицию, и к применению этих пластифицирующих композиций и формовочных масс.

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, которая содержит по меньшей мере один полимерный сложный эфир дикарбоновой кислоты, а также к формовочной массе для приготовления формовочных изделий, которая содержит термопластичный полимер или эластомер и указанную пластифицирующую композицию, и применению пластифицирующей композиции и формовочной массы.

Изобретение относится к пластифицирующей композиции для термопластичного полимера, содержащей по меньшей мере один циклоалкиловый эфир насыщенных дикарбоновых кислот и по меньшей мере один сложный 1,2-циклогександикарбоновый эфир, к формовочным композициям для изготовления формованных изделий, содержащим термопластичный полимер и данную пластифицирующую композицию.

Изобретение относится к огнестойким влагоотверждаемым полимерным композициям. Предложена огнестойкая влагоотверждаемая полимерная композиция, содержащая полиолефин, имеющий гидролизуемые силановые группы, галогенированный полимер и меркаптид металла.

Изобретение относится к термопластичным эластомерным композициям, предназначенным для покрытий, которые могут быть использованы для покрытий высоковольтных изоляторов.

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Изобретение может быть использовано при окрашивании изделий из поливинилхлорида. Пигмент содержит по меньшей мере одно неорганическое соединение, выбранное из группы оксидов железа.

Изобретение относится к нуклеирующему агенту, являющемуся наполнителем с обработанной поверхностью, а именно, к карбонату кальция, поверхность которого обработана бицикло[2.2.1]гептан-2,3-дикарбоновой кислотой, предназначенному для альфа-нуклеации полиолефинов, способу получения продукта, являющегося наполнителем с обработанной поверхностью, маточной смеси, содержащей продукт, являющийся наполнителем с обработанной поверхностью, полиолефиновой композиции, содержащей продукт, являющийся наполнителем с обработанной поверхностью, изделию, содержащему полиолефиновую композицию, а также применению продукта, являющегося наполнителем с обработанной поверхностью, в качестве альфа-нуклеирующего агента для полиолефинов.

Изобретение относится к теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука, который может использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод, микроуглеродные волокна МУВ и модифицирующую добавку.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты - серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации - оксид цинка и стеарин, белую сажу, а также гексахлорпараксилол, каолиновые волокна и фосфорборсодержащий олигомер ФБО.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты - серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации - оксид цинка и стеарин, белую сажу и каолиновые волокна, на которые предварительно нанесен фосфорборсодержащий олигомер ФБО в количестве 3,0 мас.ч.
Изобретение относится к полимерным композициям на основе полибутилентерефталата (ПБТ) и может быть применено при создании качественных конструкционных изделий в автомобилестроении, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу получения композиционных материалов в виде полимерных матриц, наполненных наночастицами оксидов металлов с модифицированной поверхностью, которые могут найти применение для получения материалов электронной техники.

Изобретение относится к теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука, который может использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод, модифицирующую добавку, представляющую собой фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА, и микроуглеродные волокна.

Изобретение относится к теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука, который может использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод, модифицирующую добавку, представляющую собой фосфорборазотсодержащий олигомер, и смесь микросфер и микроуглеродных волокон.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащий серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод П-324, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензотиазол, дитиоморфолин, канифоль сосновую, белую сажу и модифицирующую добавку - фосфорборазотсодержащий олигомер, материал, отличается тем, что содержит фосфорборазотсодержащий олигомер, предварительно обработанный коллоидной кремнекислотой в виде белой сажи БС-120, при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод, тетраметилтиурамдисульфид, 2-меркаптобензтиазол, канифоль сосновую, белую сажу и фосфорборазотсодержащий олигомер, материал отличается тем, что дополнительно содержит алюмосиликатные полые микросферы, предварительно обработанные фосфорборазотсодержащим олигомером при 80°C, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 100,0, сера 2,0, тетраметилтиурамдисульфид 0,75, 2-меркаптобензтиазол 1,5, оксид цинка 5,0, стеарин 1,0, технический углерод П-324 2,0, канифоль сосновая 3,0, белая сажа БС-120 30,0, алюмосиликатные полые микросферы 5,0, фосфорборазотсодержащий олигомер 1,0-3,0.

Изобретение относится к получению полимерной противостарительной пасты, обеспечивающей вулканизатам на основе хлоропреновых каучуков высокий уровень стойкости к действию тепла и кислорода, и может быть использовано в резинотехнических изделиях на основе хлоропреновых каучуков с повышенной термоокислительной стойкостью. Полимерная противостарительная паста для резин на основе хлоропреновых каучуков содержит 56,00-57,00 мас.ч. поливинилхлорида суспензионного и 43,00-44,00 мас.ч. расплава. Расплав содержит 9,00-10,00 мас.ч. N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамина, 3,00-4,00 мас.ч. ε-капролактама, 6,00-7,00 мас.ч. стеариновой кислоты и 13,00-14,00 мас.ч. дибутилфталата, 10,00-11,00 мас.ч. триметилолпропана. Изобретение позволяет повысить термоокислительную стойкость резин на основе хлоропреновых каучуков. 3 табл.

Наверх