SU1092160A1 - Способ получени резиновой композиции на основе диеновых каучуков - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ДИЕНОВЫХ КАУЧУКОВ смешением их с активатором вулканизации, пластификаторами, н гчител ми, вулканизующей группой, замедлителем подвулканизации, противостарителем , наполнител ми с последующим введением в полученную композицию маточной смеси на основе измельченного вулканизата и низкомолекул рного полимера с 10-20 .-lac.X эпоксигрупп, о тличающийс   тем, что, с целью упрощени  способа, улучшени  технологических свойств композиции, а также повышени  прочности при раст жении, сопро-тивлени  раздиру и истиранию резин из данной композиции, используют указанную маточную смесь, дополнительно содержащую 4,О-Г6,5% одного из диеновых каучуков от общего его количества при соотношении соответ§ ственно 1-4:0,025-0,20: 1 , переме- шивают ее в течение 2-5 мин до достижени  температуры- 80-100 С л ввод т в композицию в количестве 1020 мае.ч. на 100 мае.ч каучука. ю

Description

110 Изобретение относитс  к резиновой промьшшенности, в частности к способу получени  резиновой композиции на основе диеновых каучуков. Известен способ получени  резиновой композиции смешением карбоцеп ного каучука с техническим углеродом , вулканизующими агентами, м гчител ми и измельченным вулканизатом , проход щим через сито со стороной  чейки 0,25 мм, который ввод т в каучук после введени  технического углерода f1 . Однако композици , полученна  по этому способу, характеризуетс  неудовлетворительными технологическими свойствами: малой пластичностью, большой в зкостью и склонностью к подвулканизации, резины же из этой смеси недостаточно высокий уровень прочностных свойств. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ пол чени  резиновой композиции на основе диеновых каучуков (СКМС-ЗОА-РКМ1 5, СКД и СКИ-3) смешением их с активатором вулканизации, пластификаторами , м гчител ми, вулканизующей, группой, замедлителем подвулканиза ,ции, противостарителем, наполнител ми С2 3 . Однако данный способ осложнен с технологической стороны стадией предварительного набухани  измельчен ного вулканизата в низкомолекул рном полимере,котора  продолжительна и тре бует дополнительных промежуточных емкостей ,а в конечном итоге мапоэффекти на U частности при нормальной темпер , туре после 8 сут величина набухани  составл ет всего 10% I.Из-за большой в з кости низкомолекул рного полимера (ди намическа  в зкость .при 20 С 50-60 П ) трудно также обеспечить равномерность набухани  частиц измельченного вулкан зата. Кроме то го, резиновые композиции полученные по известному способу, обладают недостаточно высоким уровнем технологических и прочностных двойств, а также сопротивлением раздиру и истиранию. Цель изобретени  - упрощение спо соба, улучшение технологических свойств композиции, а также повьш1ение прочности при раст жении, сопро тивлени  раздиру и истиранию резин из данной композиции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  резиновой композиции на основе диеновых каучуков смешением их с активатором вулканизации, пластификаторами, м гчител ми , вулканизующей группой, замедлителем подвулканизации, противостарителем , наполнител ми с последующим введением в полученную композицию маточной смеси на основе измельченного вулканизата и низкомолекул р- ного полимера с 10-20 мас.% эпоксигрупп , используют указанную маточную смесь, дополнительно содержащую 4,0-16,5% одного из диеновых KayjjyKOB от общего.его количества при соотношении соответственно 1-4:0,025- . 0,20:1 перемешивают ее в течение 2-5 мин до достижени  температуры 80-100 Си ввод т в композицию в количестве 10-20 мае,ч. на 100 мае.ч. каучука. Пример 1. При получении резиновой композиции по предложенному способу в резиносмесителе готов т концентрированную маточную смесь, смешива  измельченный вулканизат, низкомолекул рный полимер и карбоцепной каучук при соотношении 2,0:0,1: :1,0, Измельченный вулканизат по составу представл ет собой полиддасперсный продукт, полученный путем измельчени  изношенных автопокрьш1ек, выделенных просевом через сито размером 0,5 мм, и содержит 10-15% неотделенного кордного волокна, В качестве низкомолекул рного полимера используют опытный образец эпоксидированного низкомолекул рного 1,4-цисполибутадиена (ЭСКДН-Н) с мол.мае. 1658 и содержанием эпоксигрупп 15,5 мас.%. В качестве диенового каучука используют СКМС-ЗОАРШ-15 4,7% от общего его количества (резинова  композици  № 1 ) и СКД 10,3% от общего его количества (резинова  ком-позици  № 2 ). Смешение провод т в лабораторном резиносмесителе. Пор док введени  и режим смешени  следующий: измельченный вулканизат ввод т вначале, низкомолекул рный полимер - на 1 мин, каучук - на 3 мин, выгружают на 10 мин через 3 мин после достижени  смесью температуры 100 С. Полученную маточную концентрированную смесь ввод т в количестве 15 мае.ч., на 100 мае.ч. каучука в протекторную резиновую смесь следую3 щего состава, мае.ч.: СКМС-ЗОАРКМ15 75,0; СКД 25,0; белила цинковые (.активатор) 3,0; пластификаторы: олеинова  кислота 2,0; парафин 0,9; микровоск 1,0; м гчители: канифоль 1,0; инден-кумаронова  смола 2,0;. масло ПН-6 12,0; вулканизующа  груп па: сульфенамид ВТ 1,4; сера 2,0; : амедлитель подвулканизации: фталеБый ангидрид 0,3; противостаритель: нёозон Д 1,0; наполнители: каолин 2,0; технический углерод ПМ-100 58,0. Дл  сравн-ени  сначала провод т предварительно набухание измельченеого вулканизата в среде низкомолекул рного полимера (ЭСКДН-Н) при {омнатной темпера.туре в течение S сут, а затем ввод т в рез.иновую | Омпозицию после технического угдерода в течение 3-4 мин (резинова  композици  3). Свойства предлагаемых и известйой резиновых композиций и вулкани .атов на их основе приведены в Габл. 1.. Пример 2, Смешивают из «ельченный вулканизат, низкомоле1СУЛЯРНЫЙ полимер и каучук СКМСЗОАРКМ15 (4,8% от общего его количества ) при соотношении 4,0: :О,20:1,0, как в примере 1. Пор док введени  и режим смешени  прин т следующий: измельченный вулканизат ввод т вначале, низкомолекул рный полимер - на 1 мин, ка учук - на 3 мин, выгружают на 1I ми через 5 мин после достижени  смесью температуры . Полученную маточную концентрированную смесь ввод т в количестве 20 мае.ч, не 100 мае.ч. каучука в протекторную смесь следующего состава , мае. ч.: CKMC-30APKM-I5 75,0; СКД 25,0; белила цинковые 3,0; олеинова  кислота: парафин 0,9; микровоск 1,0; канифоль 1,0-2,0; инд кумаронова  смола 2,0; масло ПЫ-6 12,0; сульфенамид ВТ 1,4; сера 2,0; фталевый ангидрид 0,3; неозон Д 1 каолин 2,0; технический углерод ПМ100 58,0. Приготовленную концентрированную маточную композицию исполь зуют на 15-20 заправок и ввод т в смесь после введени  технического у рода (резинова  композици  1) . По 2-3 ми{1 емегаени  наблюдаете  хороше распределение ее в объеме вз той 04 смеси. Резинова  композици , изготовленна  предложенным способом, отличаетс  улучшенным качеством поверхности , еущеетвенно уменьшаетс  ее шероховатость, а шприцованные заготовки по внешнему виду не отличаютс  от серийных. При получении резиновой композиции по известной технологии измельченньий вулканизат (без ЭСКДН-Н) ввод т после технического углерода (резинова  композици  2) в течение 4-5 мин, а также сначала производ т предварительное набухание измельченного вул канизата в среде низкомолекул рного полимера в течение 8 сут, а затем ввод т в композицию после технического углерода в течение 3-4 мин (резинова  композици  3). Дл  сравнени  готов т также резиновую композицию 4, содержащую измельченный вулканизат и низкомолекул рный полимер при раздельной подаче. По предложенному способу в отличие от известного за счет больших сдвиговых деформаций и повышени  температуры до 100 С ускор етс  процесс набухани  и удаетс  добитьс  хорошего диспергировани  частиц из мельченного вулканизата в каучуке в присутствии низкомолекул рного эпоксидированного полимера, который в зтих услови х химически а.дсорбируетс  преимущественно на поверхности измельченного вулканизата. Свойства рассмотренных резиновых композиций у вулканизатов на их основе приведены в табл.2. Пример 3. Смешивешт измельченный вулканизат, низкомолекул рньш полимер и каучук СКМС-ЗОАРКМ15 (16,5% от общего количества) при соотношении 1,0:0,025:1,0. Измельченный вулканизат берут того же состава, что и в примере I. В качестве низкомолекул рного полимера используют опытный образец эпоксиД11рованного . низкомолекул рного бутадиен-пипериленового сополимера (ЭСКДП-Н ), который содержит 10,0 мас.% зпо-кеигрупп и мол.мае. 2980. Смешение компонентов производ т в лабораторном резиносмесителе по следующему режиму: измельченный вулканизат ввод т вйачале, низкомолекул рный полимер - на 1 мин, каучук на 3 мин, выгрунсают на 8 мин через 2 мин после достижени  температуры Приготовленную концентрированную маточную смесь в количестве 20 мае. на 100 мае,ч, каучука ввод т в серийную протекторную смесь следующег состава, мае.ч.: СКМС-ЗОАРКМ 15 48, СКД 31,0; СКИ-3 21,0; белила цинковые 3,4; стеарин I,33;микровоск 4,2 канифоль 1,05;кумарон-инденова  смо 2,1; масло ПН-6 4,2; продукт 4010 NA 1,05; неозон Д 1,05; сантофлекс AW 1,21; технический углерод ПМ-100 65,7; сера ,68; сульфенамид ц (резинова  композици  1 ) 5,26.: Варианты композиций 2-4 аналогич ны примеру 1 . Свойства композиций приведены в табл. 3. Пример 4.При получении резиновой композиции по предлагаемому способу в резиносмесителе готов т концентрированную маточную смесь, смешива  измельченный вулканизат, низкомолекул рш 1Й каучук и СКМС-ЗОРРКМ-15 (9% от его общего количества ) при соотношении 3,0:0,15:, :1,0. В данном примере измельченный вулканизат получают измельчением утилизованных каркасных резин и выдел ют просевом через сито 0,3 мм. В качестве низкомолеку  рного полимера используют опытньтй образец (ЭСКДП-Н )того же состава, что ив примере 5. Пор док и режим смешени  компонентов прин т следующим: из мельченный вулканизат ввод т вначал низкомолекул рный полимер - на 1 ми каучук на 3 мин, выгружают на 10 ми через 4 минуты после достижени  смесью температуры 100 С. Приготовленную концентрированную смесь вколичестве 20 мае.ч. на 100 мае.ч, каучука ввод т в протекторную смесь, есетав которой приведен в примере 3 (резинова  композици  1). Варианты композиций 2-4 аналогичны примеру 2. Свойетва композиций представлены в табл.4. Технологические свойства резиновых ком позиций измен ютс  аналогично свойствам композиций, полученных по при мерам 2 и 3. Использование предложенного способа получени  резиновой композиции по сравнению с известным не требует дополнительных промежуточных емкостей дл  набухани  и хранени . За счет больших сдвиговых напр жений и повьппенных температур, развиваемых при смешении, ускор ютс  процессы диспергировани  и набухани  компонентов . Из сопоставлени  данных представленных в таблицах 2-4 видно, что резиновые композиции, полученные по предлагаемому способу, отличаютс  от известных улучшенными технологическими Свойствами, в частности повышаеетс  их пластичность (на 10%) , уменьшаетс  в зкость смесей (на 11% ) и их склонность к подвулканизации (на 15% ), а также повьш1аетс  прочность при раст жении резин, приготовленных на основе указанных композиций (на П% ), их сопротивление раздиру (на П% ) и истиранию на 12% ,Сравнительный способ, заключающийс  в раздельной подаче измельченного вулканизата и иизкомолекул рного эпоксидировайного полимера, не обеспечивает необходимого эффекта. . , . Пример 5. При получении рези новой комиозиции но предложенному, способу в езкиосмеситвле изготавливают концейтр равакную маточную смесь, смешива  взме ьчейный аулканизат, низкомолекулирньй полимер и каучук CKMGЗОАРШ 15 (4% от его общего количесФва ) при соотношении 2,0:0,10:1,0. ИзмепьчейШйй вудканиэат берут того же состава, что ив примере 2. В качестве низкомолекул рного полимера используют опытньй образец эпоксидированного низкомолекул рного 1,4-цисполибутадиена -ЭСКДНН с мол.мае. 1850 и содержанием эпокеигрупп . , 20,0 мае.%. Смешение компонентов провод т в лабораторном резиносмееителе . Пор док введени  и режим смешени  прин т следующий: измельченный вулканизат ввод т вначале, низкомолекул рный полимер - на 1 мин, каучук - на 3 мин, выгружают на 10 мин через 5 мин поела достижени  смесью температуры 80 С. Приготовленную маточную концентрированную смесь ввод т в серийную протекторную резиновую смесь (состав приведен в примере 2 ) в количестве 10 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука поеле введени  технического углерода . Свойетва полученной резиновой композиции в сравнении с серийной резиновой смесью,  вл ющейс , базовым объектом, приведены в табл.5.

Приведенные данные показьшают, что согласно предложенному способу можно получить резиновые композиции, с применением измельченных вулканизованных отходов, ие уступающие по комплексу технол -йческих и физикомеханических свойств серийной резиновой смеси, а по сравнению с протоипом пластичность улучшаетс  иа 11%, и зкость уменьшаетс  иа 11%, врем  начала подвулканизации увеличиваетс  на 11%, а прочностные свойства вулканизатов улучшаютс  на 12-15%.

Таким образом, как видно из табл. 1-5,- резинова  композици  по предложенному способу обладает более высокими технологическими свойствами (примерно на 11% ), а вулканизаты из нее более высокими показатеТаблица 1 л ми прочности при раст жении, сопротивлени  раздиру и истиранию (на П-15% ).

Продолжительность.вулканизации при , мин

Напр жение при 300%-ном удлинении МПа

Прочность при раст жении, МПа

Относительное удлинение при разрыве, %

Сопротивление раздиру, кН/м

Усталостна  выносливость при

многократном раст жении

(150%-ное удлинение ,250 об/мин),

циклы

Истираемость на машине Мир-1 (S 12%, F 30 Н), мЗ/ТДж

40

40

40

1750

16-000

16500

75

66

68

Пластичность по Карреру,

услуед.

В зкость по Муни при

, усл.ед.

Врем  начала подвулканиэации при I2(fc, мин

Продолжительность вулканизации при мин

Напр жение при 300% удлинении , МПа

Прочность при раст жении,

МПа

Относительное удлинение

три разрыве, %

Сопротивление раздиру,

кН/м

Твердость по Шору, усл.ед

Усталостна  выносливость

при многократном раст жени

(150% удлинение, 250 об/ми

циклы

Сопротивление разрастанию

трещин при многократном

изгибе, циклы

Истираемость на машине | Мир-ГЧ8 12%, F« ЗОН), м /ТДж

10

1092160

Таблица 2

0,46

55

21,7

40

11,7

14,5

360

70 66

12750

7500

75000

76000

77

76

и

Пластичность по Карреру,

Пластичность по Карреру, усл.ед.0,40

В зкость по Муки при

32 100®С, усл. ед.

1092160 Таблица 3

Таблица 4

0,38 . 0,38 0,37 36 35 35

13

Усталостна  выносливость

при многократиом раст )кешш (150% удлинении

250 об/мин)J циклы

Истираемость на мшиине Ммр-Г (S«12%, F«30H) ,

В зкость по Муни при , усл.ед.

Врем  начала подвулканизации при 120 С, мин

Продолжительность вулканизации при , мии

Напр жение при 300% удлинении , МПа

1

1092160 Продолжение табл. 4

8250

750

10000

70

63

67

Т йб л-и ц а 5

53

56

50

26,1

24,5

26,5

40

40

40

12,0

10,8

11,4 Показатели

Прочность при раст жении,

МПа

Относительное удлинение

при разрыве, %

Сопротивление раздиру, кН/м Твердость по Шору, усл.ед.

Сопротивление разрастанию

трещин лри многократном

изгибе, циклы

Истираемость на машине

Шр-1 (, F ЗОН) ,

MVlffsc

18,0

430

54

66

58000

. 78 109216016 Резинова  композици  Предложенна  | Прототип Серийна  Продолжение табл. 5

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ДИЕНОВЫХ

   КАУЧУКОВ смешением их с активато ром вулканизации, пластификаторами, мягчителями, вулканизующей группой, замедлителем подвулканизации, противостарителем, наполнителями с последующим введением в полученную композицию маточной смеси на основе измельченного вулканизата и низкомолекулярного полимера с 10-20 ыас.% . эпоксигрупп, отличающийс я тем, что, с целью упрощения способа, улучшения технологических свойств композиции, а также повышения прочности при растяжении, сопротивления раздиру и истиранию резин из данной композиции, используют указанную маточную смесь, дополнительно содержащую 4,0-16,5% одного из диеновых каучуков от общего его количества при соотношении соответственно 1-4:0,025-0,20: 1 , перемешивают ее в течение 2-5 мин до достижения температуры 80-100°С и вводят в композицию в количестве 1020 мае,ч, на 100 мас.ч каучука.

   I 092160