PL70642B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 05.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 10.06.1974 KI. 39b3,9/00 MKP C08d9/00 Twórcywynalazku: Jerzy Czyzewicz, Zofia Siudak, Teresa Maka Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Przemyslu Gumowego „Stomil", Warszawa (Polska) Mieszanka gumowa barwna, odporna na dzialanie czynników atmosferycznych oraz na dzialanie obnizonej i podwyzszonej temperatury Przedmiotem wynalazku jest mieszanka gumowa z kauczuku akrylo-nitrylo-butadienowego (nitrylowego), wulkanizaty której sa barwne, (ale nie czarne) odporne na dzialanie czynników atmosferycznych, odporne na dzialanie obnizonej i podwyzszonej temperatury przy czym zachowuja one elastycznosc w zakresie temperatur od -30°C (w niektórych przypadkach od —40°C) do +130°C (w niektórych przypadkach do +140°C) w ciagu conajmniej 100 godzinnego oddzialywania wymienionych temperatur. Równoczesnie wulkanizaty te odznaczaja sie lepszymi wlasnosciami mechanicznymi od wulkanizatów przygotowanych z mieszanek o podobnym przezna¬ czeniu i tradycyjnym skladzie.Dotychczas wymienione wlasnosci i to nie wszystkie równoczesnie posiadaly wulkanizaty sporzadzone z mieszanek na bazie kauczuku nitrylowego napelnionego sadza. Nie uzyskano natomiast dotychczas wulkaniza¬ tów bezsadzowych,' które bylyby równoczesnie barwne, odporne na dzialanie warunków atmosferycznych, zachowywaly elastycznosc w zakresie wymienionych temperatur a ich wlasnosci mechaniczne przed i po sta¬ rzeniu, jak tez odpornosc na dzialanie olejów i rozpuszczalników byly lepsze od dotychczasowych wymagan takich jak: wytrzymalosc na rozciaganie — 100 kG/cm2; wydluzenie wzgledne przy zerwaniu — 150%; trwale wydluzenie wzgledne przy zerwaniu nie wiecej niz 20%; twardosc w stopniach Shore'a 80±5; temperatura kruchosci - nie wiecej niz —30°C; zmiana masy w temperaturze 20° pod wplywem dzialania mieszaniny ben¬ zyny i benzenu (95+5) badana po uplywie 24 godzin —nie wiecej niz 20%; zmiana masy w temperaturze 70°C±3°C pod wplywem dzialania oleju silikonowego Lux 5, badana po uplywie 24 godzin ±5%; zachowana wytrzymalosc na rozciaganie po 72 godzinach w temperaturze 120°C — 70%; zachowane wydluzenie po 72 go¬ dzinach w temperaturze 120° — 50%.Celem wynalazku jest uzyskanie wulkanizatów o wymienionych ulepszonych wlasnosciach a zadaniem opracowanie odpowiedniego skladu mieszanki gumowej spelniajacej wymienione wymagania. Zadanie zostalo rozwiazane przez wprowadzenie do skladu mieszanki nieoczekiwanie skutecznej kombinacji substancji przecrw- starzeniowych, zmiekczaczy polimerycznych i maloczasteczkowych, kombinacji napelniaczy aktywnych i napel- niaczy aktywowanych aktywatorami oraz przez zastosowanie zespolu substangi wulkanizujacych.Mieszanka gumowa wedlug wynalazku zawiera w swoim skladzie kauczuk akrylo-nitrylo-butadienowy o zawartosci akrylonitrylu od 18 do 41% (najkorzystniej 26 do 38%), napelniacze jasne od 30 do 140 czesci2 70 642 wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku (najkorzystniej od 50 do 100 czesci wagowych krzemionki uwod¬ nionej i bieli cynkowej w stosunku od 3:5 do 82 przy czym wielkosc czastek krzemionki nie powinna prze¬ kraczac 30 nomometrów (milimikronów). Napelniacze te mozna aktywowac glikolem dwuetylenowym lub innymi substancjami, jak np. 2,4,6-tris-(N-dwumetyloaminometylofenolem), i innymi 2,6-dwu- lub 2,4,6-tris- -(N-dwualkilo- lub N-cykloalkilo- lub N-alkiloarylo- N-dwuaryloaminometylofenolami przy czym ilosc aktywa¬ tora winna byc proporqonalna do zawartosci napelniaczy i wynosi do 10 czesci wagowych aktywatora na 100 czesci kauczuku, najkorzystniej od 2 do 6 czesci wagowych. Mieszanka gumowa zawiera takze zmiekczacze w ilosci od 0,5 do 100 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, najkorzystniej od 3 do 60 czesci wagowych zmiekczaczy estrowych polimerycznych i zmiekczaczy estrowych maloczasteczkowych, np. poliady- pinianu polipropylenu i sebacynianu dwuoktylowego, najkorzystniej w stosunku od 1:1 do 4:1. Nastepnie sub¬ stancje przeciwstarzeniowe jak antyozonanty dwualkilodwutiokarbaminiany metali ciezkich np. dwubutylodwu- tiokarbaminian niklu, dwuizopropylodwutiokarbaminian niklu, dwuetylodwutiokarbaminian kobaltu lub ich mie¬ szaniny, w ilosci od 0,5 do 8 czesci wagowych na 100 czesci kauczuku (najkorzystniej od 1,5 do 4 czesci wagowych) oraz antyutleniacze sposród przerywajacych reakcje wolnorodnikowe rozpadu kauczuku, jak np. alkilowane dwufenyloaminy, 2-merkaptobenzimidoazol lub pochodne benzofuranowe w ilosci do 8 czesci wago¬ wych na 100 czesci kauczuku (najkorzystniej od 0,5 do 3 czesci wagowych alkilowanej dwufenyloaminy lub 2-merkaptobenzimidazolu). Nastepnie substancje wulkanizujace zlozone z siarki w ilosci do 2 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku (najkorzystniej do 0,5 czesci wagowych siarki) lub substancji wydzielajacych podczas wulkanizacji siarke, jak dwutiodwumorfolina, siarczki, dwusiarczki lub czterosiarczki czteroalkilotiu- ramów jak np. dwusiarczek czterometylotiuramu w ilosci do 4 czesci wagowych (najkorzystniej 2,8 do 3,5 dwusiarczku czterometylotiuramu i od 2 do 4 czesci wagowych dwutiodwumorfoliny) oraz takie przyspieszacze organiczne jak np. dwusiarczek dwlubenzotiazolilu (najkorzystniej od 2 do 4 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku) oraz dwualkilodwutiokarbaminian cynku lub dwualkilodwutriokarbaninian organiczny (najkorzystniej od 0,5 do 2 czesci wagowych dwumetylo lub dwuetylodwutiokarbaminian cynku). W celu uzys¬ kania zywej barwy wulkanizatu dodaje sie do mieszanki biel tytanowa (do 20 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku) i barwnik organiczny lub nieorganiczny, najkorzystniej zólty, pomaranczowy lub czerwony w ilosci od 0,5 clo 2 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku.Zaleta wulkanizatów wedlug wynalazku jest zachowanie elastycznosci w szerokim zakresie temperatury (^0° do t140°C) znaczna odpornosc na dzialanie olejów i rozpuszczalników, odpornosc na starzenie pod wplywem ciepla, odpornosc na dzialanie czynników atmosferycznych, gdyz próg spekania pod wplywem ozonu jest wyzszy niz 45% wydluzenia próbki a osiagana twardosc wynosi od 50 do 90°.Przyklad 1. Sklad mieszanki w czesciach wagowych: Kauczuk nitiylowy o zawartosci 30 czesci wagowych akrylonitrylu Biel cynkowa Stearyna Krzemionka uwodniona Glikol dwuetylenowy Poliadypinian polipropylenu Sebacynian dwuoktylowy Dwubutylodwutiokarbaminian niklu 2-merkaptobenzimidoazol Biel tytanowa Dwusiarczek czterometylotiuramu Dwutiodwumorfolina Barwnik rezamionowy zólty A 100 20 1 35 2 10 0 3 2 2 3 3 2 B 100 20 1 55 3 15 10 3 2 2 3 3 2 C 100 20 1 80 4 10 10 3 2 2 3 3 2 D 100 20 1 90 4 10 10 3 2 2 3 3 2 Mieszanke wykonuje sie na walcach (lub w mieszarce) zimnych. Kauczuk mastykuje sie od 5 do 8 minut, kolejno dodaje sie biel cynkowa i stearyne, nastepnie napelniacze i zmiekczacze, nastepnie przyspieszacz i dwu- tiodwumorfoline - na koncu barwnik i calosc miesza sie do uzyskania równomiernej barwy. Srodki przeciw¬ starzeniowe dodaje sie po czesciowym wymieszaniu napelniaczy. Po wulkanizacji w 150°C w ciagu 15 minut uzyskuje sie wulkanizaty o nastepujacych wlasnosciach: Przedstarzeniem A B C D Twardosc°Shore'aA- 60 74 79 89 Wytrzymalosc na rozciaganie kG/cm2 175 209 211 i443 70642 2 A 67 144 430 8 B 80 198 400 9 C 76 213 420 9 D 88 335 340 4 Wydluzenie wzgledne% 540 490 490 380 Wydluzenie trwale% 6 11 14 10 Temperaturakruchosci —30 -35 —31 -25 Zmiana masy po 24 godz. w70°CwolejuLux5% -0,81 -0,55 -0,74 -0,65 Zmiana masy po 24 godz. w 24° C w mieszaninie benzyny i benzenu (955)% +15,5 +8,76 +10,0 +8,6 Po starzeniu przez 96 godz. w 120°C Twardosc°Shore'a A Wytrzymalosc na rozciaganie kG/cnr Wydluzenie wzgledne % Wydluzenie trwale % Przyklad 2. Sklad mieszanki w czesciach wagowych.Kauczuk nitrylowy o zawartosci akrylonitrylu okolo 26% (SKN 26) 100 Siarka 0,5 Bie1cynkowa 20 Krzemionkauwodniona 5 45 Glikoldwuetylenowy 2 Poliadypinian polipropylenu 10 Sebacynian dwuoktylowy 5 Dwubutylodwutiokarbaminian niklu 3,2 Dwuoktylodwufenyloamina 0,8 Bieltytanowa 2 2-cykloheksylobenzotiazolosulfenamid 1 Dwusiarczek czterometylotiuramu 1 Wulkanizacja w 150° w ciagu 6 minut Wlasnosci otrzymanej mieszanki Wlasnosci przed starzeniem Twardoscw stopniach Shore'a 61 Wytrzymalosc na rozciaganie kG/cm2 191 Wydluzenie wzgledne% 700 Modul przy wydluzeniu 300% 61 Wydluzenie trwale% 29 Po starzeniu w ciagu 3 dób w 125°C.Twardoscw stopniach Shore'aA 67 Wytrzymalosc na rozciaganie kG/cm2 202 Wydluzenie wzgledne% 620 Modul przy wydluzeniu 300% 69 Wydluzenietrwale 12 Przyklad 3. Sklad mieszanki w czesciach wagowych: A B Kauczuk nitrylowy o zawartosci akrylonitrylu okolo 30% Siarka Biel cynkowa Stearyna Krzemionka Poliadypinian polipropylenu 2,4,6-tris-(N-dwumetyloaminome fenol) itylo- 100 0,4 20 1 50 6 1 100 0,4 20 1 50 6 1X 4 70642 Sebacynian dwuoktylowy Dwuoktylodwufenyloamina Dwubutylodwutiodwukarbaminian niklu Biel tytanowa Dwusiarczek dwubenzotiazolilu Dwumetylodwutiokarbaminian cynku Barwnik rezaminowy Wulkanizacja w 150°C w ciagu 8 minut.Wlasnosci otrzymanej mieszanki: Wlasnosci przed starzeniem Twardoscw stopniach Shore'a A Wytrzymalosc na rozciaganie kG/cm2 Wydluzenie wzgledne % Wydluzenie trwale % Wlasnosci po starzeniu 73 godz. w 120°C.Twardoscw stopniach Shore'a A Wytrzymalosc na rozciaganie kG/cm2 Wydluzenie wzgledne % Wydluzenie trwale % ' PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Mieszanka gumowa barwna, odporna na dzialanie czynników atmosferycznydi oraz na dzialanie obnizonej i podwyzszonej temperatury na podstawie kauczuku akrylo-nitrylo-butadienowego wulkanizowanego siarka lub substancjami wydzielajacymi siarke wobec jasnych napelniaczy typu krzemionkowego, zmiekczaczy, substancji przeciwstarzeniowych, przyspieszaczy oraz barwników, znamienna tym, ze zawiera jasne napelniacze w ilosci 30 do 140 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, najkorzystniej od 50 do 100 czesci krzemionki uwodnionej i bieli cynkowej w stosunku od 3:5 do 8:2, ewentualnie z dodatkiem aktywatora krzemionki w ilosci do 10 czesci wagowych, zmiekczacze w ilosci 0,5 do 100 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku, w tym zmiekczacz estrowy o duzej masie czasteczkowej i zmiekczacz estrowy o malej masie czastecz¬ kowej, najkorzystniej poliadypianian polipropylenu i sebacynian dwuoktylowy w stosunku od 1:1 do 4 :1, substancje przeciwstarzeniowe, a mianowicie dwualkilo lub cykloalkilodwutiokarbaminian metalu ciezkiego, naj¬ korzystniej dwubutylodwutiokarbaminian niklu w ilosci od 0,5 do 8 czesci wagowych na 100 czesci wagowych kauczuku i co najmniej jedna sposród alkilowanych dwufenyloamin najkorzystniej 2-merkaptobenzomidazol lub pochodne fónzofuranowe w ilosci do 8 czesci wagowych na 100 czesci wagowydi oraz substancje wulkanizujace i przyspieszacze organiczne lub substancje wydzielajace siarke podczas wulkanizacji, najkorzystniej dwutiodwu- morfolina, dwusiarczek czterometylotiuramu z ewentualnym dodatkiem innych przyspieszaczy organicznych. 4 2 2 3 3 1,5 2 4 0 0 3 3 1,5 A 66 210 740 22 69 220 640 12 B 66 210 740 20 73 202 550 18 Prac. Poligraf. UP PRL. zam. 479/74 naklad 120+18 Cena lOzl PL PL