Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука

 

Е.Н.Поливода, В.В.Ходов, В.М.Kqy eaamoa, А.Е.Цилько, В.Н.Красовский, М.Д.Ойхберг, CjH.Корчемкйн,-ЮН- НИкитин, С.В.Орехов и М.В.Виноград в

Ф

Ленинградский ордена Октябрьской: Революции и ордена

Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель. (54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ .

КАРБОЦЕННОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к вулканизуемой резиновой смеси на основе карбоцепного каучука.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая хлорсодержащий техни.» ческий углерод, например, в количестве 50 мас.ч на 100 мас.ч.каучука (1 ).

Резины из данной смеси имеют неудовлетворительные технико"экономические показатели {например из-за большой продолжительности вулканизации) и неудовлетворительные фиэикомеханические свойства.

Цель изобретения — повышение технико-экономических показателей и улучшение физико-механических свойств резин.

Поставленная цель достигается

reM, что вулканиэуемая резиновая

"месь на основе карбоцепного каучука, включающая хлорсодержащий,технический углерод, в качестве последнего содержит хлорсодержащнй технический углерод, модифицированный колисульфидами щелочных металлов в эквивалентном количестве по отношению к хлору технического угле.рода, в количестве 10-100 мас.ч. на 100 мас .ч. каучука.

Для получения такого техуглерода, являющегося наполнителем и,вулканизующим агентом, в качестве исходного сырья используют хлорсодержащий техуглерод, получаемый из отходов промышленного проиэводотва различных хлорполнмеров. Хлорсодержащий техуглерод (ХТУ) обрабатывают при комнатной температуре водным раствором полисульфида щелочного металла. Сера в таком модифицированном техуглероде находится в активном состоянии и

- легко отщепляется при температуре вулканизации, поэтому предложенный

ХТУ вводят в резиновую смесь без

3, ф свойства и свойства резин представле ны в таблице 1 и 2 соответственно.

Из данных табл.2 видно,что модификация хлорсодержащего техуглерода полисульфидами щелочного металла приводит к значительному повышению скорости вулканизации и сокращению времени вулканизации как по сравнению с исходным ХТУ (смесь 3), так и с контрольной смесью 2. Кроме того, вулканизаты, содержащие предложенный техуглерод обладают улучшенными физико-механическими свойствами.

Предложенный наполнитель является вффективным вулканизующим агентом и при неускоренной вулканизации обладает большей активностью (смесь 4), чем сера, непосредственно вводимая в резиновую смесь (смесь 1). После прогрева при 523 Е предложенный на-, полнитель теряет свою.вулканизацион. ную активность.

Таблица а

Ингредиенты,мас. ч.на 100 мас. ч.каучука

Резиновая смесь

6 7 8

4 5

1 2 3

1,25 1,5 !,5

Сера

2-Меркаптобензтиазол

1,0 1,0 1,0

1,0 1,0

1,0

Техуглерод

ПМ "100

50 0 50 0 — 25 0

Хлорсодержащий техуглерод

50,0

Техуглерод

ПМ-100-5$

25,0 10,0

100,0

Техуглерод

ПМ-100-3$

50-,0 г

Техуглерод

ПМ-100-0,5$

100,0

3 М495 добавки вулканизующего агента — элементарной серы. Пример 1. ХТУ, различные партии которого содержат 0,25-2,57. поверхностно-активного хлора обрабаЭ

5 тывают при комнатной температуре водным раствором полисульфида натрия.

После отмывки водой получают следую" щие продукты с содержанием серы, вес.Ж;

IIN- l 00-5 5

ПМ-100.-3 3

ПМ-100-0,5 0,5 которые вводят в маточную резиновую смесь на основе изопренового каучука 1

СКИ-3 следующего состава, мас.ч.:

СКИ-3 1о0,0 кись цинка э,0; стеариновая кислота 1,5. Для сравнения готовят смеси, содержащие элементарную серу и промышленный техугле-: щ род IIM-100 (смеси l и 2) или исходный хлорсодержащий техуглерод (смесь 3). Составы смесей, а также "их

Предлагаемые

854953

Табл

Вязкость по Муви, Т, мин

l0 0 6,0 7,0 5,8 6,0 4,5

12,0

36 О. l0,л 20 О 16 0 1S 0 10 0

Прочность прн разрыве, МПа

7э5 10э5 9э0 )бэО )бв0 )Sý7 )Sвl 15,0

Относительное удлинение,Ж

1200 360 320 600 650 . 440 380 320

Остаточное удлнH eэ,X

31 23

250 12

15

М

Определено при 423 К.

Определено при 433 К.

3 %

Пример 2.В маточную резиновую смесь на основе бутадиенстирольного каучука следующегосостава,мас.ч.:СКС-30- .

APKM 15 100,0,окись цинка 5,0,стеариновая кислота 2,0,каптакс 1,0,вводят

Т а б л и ц а 3

Резиновая смесь

Предлагаемые

Известная

2,0

Сера

Техуглерод

ПМ-75

20,0

50,0

10,0

Техуглерод

ПМ-100-5S

30,0 40,0

Т О

Т9о, мин

35,0" 7,5

25,0 3,6 6%

60,0 20,0

Ингредиенты, мас.ч.на 100 мас.ч.каучука

2,0 3,6 2,9 3,1 l,8 технический углерод ПМ-100-5S в сочетании с техническим углеродом

ПМ-75. Составы резиновых смесей даны в табл. З,их свойства и свойства резин из них представлены в табл.4.

854953

Т а блица 4

7

Резиновая смесь

Показатели

Иэвест ная. Предлагаемые

9 10

Вязкость по Муни

15 12

14 10

8 °

30

Т90 эмин

Прочность при разрыве, МПа

Относительное удлинение, Х

530 550 . 550

Остаточное удлинение,Ж

20

22 каучука следующего состава, мас.ч.:

СКИ-3 100,0; окись цинка 5,0; стеариновая кислота 1,5, вводят техуглероп ПМ-100-3S и различные ускорителй в>жканизацни. Составы смесей даны в табл.5 их свойства и результаты испытаний резин приведены в табл. 6.

Таблица 5

Из данных табл.4 видно, что улуч,шение вулканизационных и физико-механических характеристик достигается таксе при введении предложенного техуглерода. в сочетании с обычными марками техуглерода.

Пример 3. В маточную резиновую смесь на основе изопренового

Ингредиенты, мас.ч. на 100 мас.ч. каучука

Резиновая смесь

16 (известная}

13 14 (известная1

12 (известная

1.5 - 1,5

l,5

+ Я,О

50,0 — 50,0

50,0

50,0

50 0

1,0

1,0

Тиурам

1,0

1,0.Дн- (4., 6-диметилпиримндинил-2). дисульфид

l,0 1,0

3HsK0cTb по

Муни:

Т, мин

Takeo мин

Сера

Техуглерод

7N-100

Техуглерод

ПМ-100-35 °

Сантокюр-мор

I 9

854953

Т а б л и ц а 6

Резиновая смесь

Показатели

17 16 (известная) l5

13 14 (известная) i2 (известная) Вязкость по Иуни

1О,5

2,3,13 2!

4,0 10,0 4,2

2,1 1,25 1,0

Т,, мин

The э

Т9о 1 мин

2,9

0,9 2,9

9 23

23 18

23 2 24 7 10 4 13 8

Прочность прк разрыве МПа

21,2

20,3

Относительное .удлинение,Ж

400

400 430 . 180 2)0

Остаточное удлийение,й

21

16 4

Таблица 7

Резиновая смесь

Ингредиен- ты,мас.ч. ,на 100 мас.ч. каучука

Предлагаемые

Известная

19 20

° . Сера

Техуглерод ПЩ-75

Техуглерод

Пи-75-45

2,0

50 0

50,0 50,0

1,0 0,5

Каптакс

Пример 4. В маточную ре« зиновую смесь на основе композиции каучуков СКИ-3 и бутадиенового.(СКД) в соотношении 1:3 следующего состава, мас.ч.: СКИ-3-25 0; СКД 75,0; окись цинка 5,0; стеариновая кислота 2,0, вводят технический углерод ПМ-75-4S и различное количество каптакса. Составы смесей, их свой- 35 ства и свойства резин приведены в табл.7 и 8 соответственно.

Из анализа полученных результатов видно, что прн применении хлорсодер" жащего технического:углерода,модифицированного полисульфидами щелочных металлов, в качестве наполнителя, одновременно выполняющего роль вулканнзующего агента, необходимый уровень показателей может быть достигнут при меньшем содержании ускорителя вчлканиза3цин смеси 18 и 20

854953

Таблица 8

Резиновая смесь

Показатели

Извест- Предлагаемые ная

18 19 20

Ю Ю»В Ю

Вязкость по Иуни

Т;, мин тдзо, н

3,8

3,1

4,1

Т9о ь л

Пранность при разрыве, МПа

l9

22

Относительное удлинение,Ж

420

350

330

Остаточное удлинение,й

100,0ВНИИПИ Заказ 6826/34 Тирам 530 Попансное

° ВФЮ филиал ППП "Патент", г. ужгород; va. Проектная. 4

Пример 5. На основе бутадиеннитрильного каучука готовят pesaki новые смеси следующих составов; мас.ч.:

1 (контрольная смесь)

Каучук СКН".26 100 0 35

Сера 2,5

Техуглерод ПМ-100 50,0

П (опытная смесь)

Каучук СКН-26

Техуглерод ПИ-100

ПИ-100-55 50 0

Проверяют выцветание серы при хранении сырых резиновых смесей нри комнатной температуре. В результате после 2 сут хранения на поверхности контрольной смеси (1) появляются

° кристаллы серы, иэ опытной смеси (И) выцветания ие наблюдается s течение

30 сут.

Таким образом, резины из предло-.. женной резиновой смеси имеют лучшие технико-экономические показатели и лучшие физико-механические свойства по сравнению с резинами из иэ" вестной смеси. формула изобретения

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая хлорсодержащнй технический углерод 9 т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей и улучшения физико-механических свойств резин из данной смеси,"последняя содержит в качестве технического углерода хлорсодержащий технический углерод, модифицированный полисульфидами щелочных металлов в эквивалентном количестве по отношению к хлору технического углерода, в количестве

10-100 мас.ч. на 100 мас,ч. каучу" ка.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 630887; кл. С 08 1. 9/02у 1916 (пуототип).