Резиновая смесь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u>994497 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 051981 (21 ) 3347011/23-05 сприсоединениемзаявки N9(23) Приоритет рцМ gN з

С 08 L 9/00

С 08 K 5/11

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (331УДК 678.7 (088.8) Онублыковано 0702.83. Бюллетень Йо 5

Дата ойублннования описания 070283

Р. P. Гольцман, И.A.Coêîëoâà, И.M.Æéâàãà, В. И, Педан и С.К. Hpcm (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Трудового Красно химико-технологический институт им. Ф.Э. (7Ф) Заявитель (54 ) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ изобретение относится к резийовой промышленности и касается разработки рецептуры резиновой смеси на основе ненасыщенных каучуков, преимущественно бутадиеннитрильного, работающих в условиях повьхаенных температур.

Известны резиновые смеси на основе ненасыщенных каучуков, в которых . применяются модифицирующие добавки различной химической природы, в .том

10 числе карбоксилсодержащие, например канифоль 1 ).

Канифоль оказывает пластифицирующий эффект, повышает клейкость сме,сей, но не способствует повышению 15 теплостойкости, прочности, относительного удлинения, сопротивления разди ру и прочности связи с металлокордом вулканизатов. Наоборот, как многие пластификаторы (мягчители}, до- 20 бавка канифоли в смеси на основе ненасыщенных каучуков приводит к некоторому снижению прочностных свойств, напряжения при удлинении и твердости резин. 25

В качестве модифицирунхаей добавки в резиновые смеси на основе ненасыщенных каучуков применяется также техническая олеинсв ая кислота, представляющая собой смесь жидких монскарбоновых кислот.

Являясь мягчителем, олеиновая кислота также не приводит к существенному повышению теплостойкости, прочности, относительного удлинения, сопротивления раэдиру и прочности связи с металлокордом вулканиэатов.

Наиболее близкой к предлагаемой:является резиновая смесь на основе ненасыщенного к аучука, содержащая каучук, вулканизующую группу, наполнитель и стеариновую кислоту.

Стеариновая кислота широко применя-ется в резиновой проыяшленности и придает технологическйм смесям и вулканиэатам ряд ценных свойств(1) °

Однако и в этом случае резины не отличаются повышенной теплостойкостью, прочностью, относительным удлинением, сопротивлением раздиру и проч" ностью связи с металлокордом.

Цель изобретения — повышение теплостойкости, прочности, относительного удлинения, сопротивления раэдиру и прочности связи резин с металлокордом вулканиэатов на основе ненасыщенных каучуков.

Указанная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе ненасы994497 луатации резинометалличвских изделий.

Аналогичные результаты были получены при испытании резин на основе диенметилстирольного каучука.

Дозировка добавки — отхода производства адипиновой кислоты выше предлагаемого предела или ниже него приводит к снижению эффективности добавки.

Эффективность добавки — отхода производства адипиновой кислоты по сравнению с известными смесями определяется тем, что при содержании

30 компонентов, основными из которых являются дикарбоновые кислоты, в укаэанных пределах отход производства адипиновой кислоты представляет собой эвтектическую смесь, плавящую3 ся при более низкой температуре (7078 С), чем каждый иэ отдельно взятых компонентов (температуре плавления индивидуальных дикарбоновых кислот, входящих в состав отхода)„ сос

40 тавляет, С: адипиновой 153 О, глутаровой 97,5, янтарной 185,0.

Указаннйй фактор способствует рав,номерному распределению добавки в резиновой смеси при переработке ее в резиносмвсителе, где температура

45 смеси повышается до 100-110 С. При этой температуре добавка находится в расплавленном состоянии и равномерно радпределяется по всей массе смеси.

Одновременно с улучшением свойств

« резин на основе ненасыщенных каучуков при введении в качестве добавки отхода производства адипиновой киси лоты существенно снижается их себестоааость. Это обусловлено значительно более низкой стоимостью отхода по сравнению с известными добавками,,в частности со стеаринсаой кислотой.

Ожидаеьый экономический эффект при использовании предлагаемого изобретения из расчета на тонну сырой

® резиновой смеси, содержащей в качест-. ве модифицирующей добавки отход производства адипиновой кислоты вместо эквивалентного количества стеариновой кислоты, составит 7,98 руб., а

65 из расчета на тонну отхода - 777 руб. щенного каучука, включающая вулканизующую группу, .наполнитель, дополни;тельно содержит отход производства адипиновой кислоты, содержащий, вес.%«

Адипиновая кислота 37-41

; Глутаровая кислота . 35-39

Янтарная кислота 15-20

Неорганические примеси 4-7 при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч, на

100 мас.ч. каучука:

Вулканизующая группа 4,0-20,0

Наполнитель 25,0-200,0

Отход производства указанного состава 1,0-2,0

Отход представляет собой порошок, растворимый в воде.

При содержании компонентов в указанных пределах он представляет собой эвтектическую смесь, плавящуюся при 70-78 С. Ежегодный ресурс отхода только по Северо-донецкому ПО "Азот" составляет 70000 т. В настоящее время этот отход сжигается, на что тратятся значительные энергвти .вские средства. При сжигании отхода образуются вещества, загрязняющие окружающую среду. Применение предложенной добавки снижает себестоимость резин.

В смеси добавку вводят совместно с наполнителем в лабораторном резиносмесителе с объемом рабочей камеры 2, 0 л при скорости вращения роторов 30 об/мин. Смеси обрабатывают на лабораторных вальцах при 70-80 C в течение 20 мин и вулканизуют в электро. прессе в течение 40 мин при 143 С.

Для проведения «физико-механических испытаний вулканизатов готовят смеси, рецептуры которых приведены в табл. 1.При этом в качестве добавки, применяют отход, имеющий состав, вес. Ъ:

Адипиновая кислота 39,2

Глута ров ая кислот а 37,0

Янтарная кислота 18, 3

Неорганические примеси 5;5

Смеси, содержащие в качестве добавки отход производства адипиновой кислоты, при переработке в смесителе и на вальцах имеют удовлетворитель ные технологические;свойства, в некоторых случаях превосходяцие свойства резиновой смеси-прототипа.

Физико-механические показатели резин, содержащих в качестве модифиц рующей добавки различные количества отхода производства.адипиновой кислоты, а также стеариновой кислоты (прототип ) приведены в табл. 2.

Представленные данные свидетельствуют о том, что отход производства адипиновой,кислоты являвт« я эффективной добавкой в смесях на основе бутадиеннитркльного каучука. Так; в оптимальных дозировках (1, 02, О вес.ч.) преимущества указанной добавки по сравнению с прототипом проявляются в том, что условная прочность и относительное удлинение предлагаеьых резин выше, чем у прототипа на 25, 6-33, 1 и 5, 3-10,5% соответственног сопротивление раздиру вул5 каниэатов, содержащих отход производства адипиновой кислоты, вьпае на

8, 3-14, ЗЪ, условная прочность и относительное удлинение предлагаеьых резин при 100 С выше на 22, 7-36, 1 щ и 7,1-10,2Ъ оотввтственно, условная прочность и относительное удлинение после 12 ч старения при 160 С выше на 21, 6-40,8 и 33 3-50, 05 соотввтственно; прочность связи с метал15 локордом 29Л18 предлагаеьых .резин выше на 26, 7-33, 4Ж при нормальных условиях и на 22, 2-33, ЗЪ при 120 С, что имеет большое значение при эксп-

994497

aA !

I 1

1

3.

СЧ

all

1

3, 1

М бб)

Й о

1

I б б !

Ф с

1

1 !

I

К)б!

Я)3)

)б) б))

OaI ббб бО 1 б0О! б0

1

I

I

1. A

I 3б

1 O

f4 о

I ф

CO

CI

М б

1

I !

I

I

1

1

3Я

Я

33

О

Ф Ct

0б ОО

33 йО ббб Эбб

СЧ ! ж

М о б с3 !

I б0 ) 1

М!

Ц1

Ю) 30 ) 1

Еб 1

1

1! 1

1

I.

I!.

I

I 1.. 1

I

1

1

1

1

1

1!

1!

I

I Р) Щ

1!

I

1! а ! 1

I . I

l I

3 1

1 3 1

1 I

I I

I I б б

I I

1 I

3 1

1, 1 ! 1

1 IO 1 ! 1

1 I

1 I

I 1

Г (I 1

I 1

1 I

1 1

1 ббЪ I

l 3

I 1

1 I

3-б

1 3

I 1

I I

1 1

1 1

Ю

1

3.

I I ! 1

I. ;1

I 1

l I (4

1

I б — — -- — — I

О О

О с ч.4 б3Ъ

О О

О е

О о с 3 33 3 о о

О а о о

О Ъ а а О ббЪ

О ° в Ь

Е .О

О О

О . °

МЪ

Ф а

° ° Ь о

Ф а с % о ч

Ф Ю

Ю ° ь о

Ф an

4Ь о ф Ф

О Е о м о

1

) Ill

) О

1!! о ь е3

1

1

I I

I.

I

Н I

IO 1

И I

МЖ I оо

Q0I 1

):ор

994497

° 8

Таблица 2

Смесь, 9

1 1 1 Г t 1

Показатели

1 2 3 4 5 6 7

Напряжение прк 300%-ном удлинении, МПа.

8,0

8,9

9 6

9,9

10 1 10 0 9 7

Условная прочность при разрыве при 25 С, МПа

19 9 25,3 18 0 25,0 26,5 25,1 23 5

;Относительное удпинение при 25 С, %

570 600 560

Относительное удлинение пРи 100 С, %

310 280

320

300

280 300 270

Условная прочность при

100 С, МПа

11,8 10,0

9»7

46 5 40 0 45 5 48 0 48 0 46 0

Сопротивление раздиру, кН/м

42,0

Условная прочность после. 12 ч старения при 160О С, MIla

120 144 11 1 146 16 9 16 2 148

Относительное удлинение после 12 ч старения при 160 С, %

160 180

160 110

175 160

120

Прочность связи с металлокордом 29Л18 по

Н-методу н.у.

4,3 5,3

4,5

6,0 5,6

5,7 6,0

2,3 2,0

120 С

2,4

2» 2

1,6 2,0

1,8

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 549/4 Тираж 492 Подписное

Филиал ППП "Патент",r.Óæãîðîä,óë. Ïðîåêòíàÿ,4

Резиновая смесь на основе нвнасыценного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнитель, о т л ичающая ся тем, что, сцелью повышения теплостойкости, прочностк, относительного удлинения, сопротивления раздиру и прочности связи резин с металлокордом, она дополнительно содержит отход производства адкпкновой кислоты, содержащий, вес.%

Адипиновая кислота 37-41

Глутаровая кислота 35-39

Янтарная кислота 15-20

600 620 630 690

11,9 13,2 12,9 . 10,8.

Неорганические

45 и

4-7 при следуюцвм соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч. на

100 мас.ч. каучука:

Вулканиэующая группа 4, 0-20,0

Наполнитвль 25,0-200,0

Отход производства адипиновой кислоты указанного состава 1,0-2,0

Источники информации, 5S принятые во внимание при экспертизе;

1. Кошелев Ф. Ф. и др. Общая тех- нология резины. M., "Химия"» 1978, с. 236«237 (прототип).