Вулканизуемая резиновая смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ ЕТЕПЬСТ МН - СК -2Н МН омпонен- ,Я И.А. и др, Модидинениями двухатоЦНИИТЭНефтехим,ношен 1001,0-150,00,5-40,0 Применен рочности езинокор езинафО 16, 0-20,0 видетельство СССР8 .А 9/006, 1977 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени химино-технологический институт им.ф.Э.Дзержинского(56).1. Туторскийфикация резин соеных фенолов. М1976, с, 82.2, Снегур С.А. и дрлигнинов для повышениясвязи между элементаминых систем- фКаучук и9 63. Авторское сУ 726127 кл. С 0(54) (57) Ву СМЕСЬ на ос ка, содержа фикатор, ву нинсодержащ щ а я с я ния физикозин, из нее щей добавки тивированны нения обще ЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ нове синтетического каучущая наполнитель, пластилканизующую группу и лигую добавку, о т л и ч а ютем, что, с целью повыше- механических свойств рев качестве лнгнинсодержаона содержит лигнин, акй 0,15-0,6 мас.ч. соеди 1 где и : 1-74,при следующем состтов, мас.ч.:СинтетическийкаучукНаполнительПластификаторВулканизующаягруппаЛигнин, активированный0,15-0,6 мас.ч.соединения 11054377 17 Продолжение табл 4 Резиновая смесь Показатели совместным введением обработкойповерхности0,15 4,8 46 4,6 6,0 4,4 5,6 9,3 8,9 8,4 8,3 при 100 аС 3,6 3,8 3,8 3,3 После старения 100 С х 72 ч 4,5 4,6 4,8 4,4 4,4 5,2 После старения 100 фС х 144 ч 4,8 4,2 4,2 4,6 4,7 4,4 420 452 430 424 при 100 С 180 178 167 После старения 100 С х 72 ч 152 185 163 184 237 После старения 100 С х 144 ч 138 120 126 149 127 136 Остаточное удлинение,Ъ 10 Сопротивление раздиру, кН/м 28 30 31 30 20 29 Редактор Н.Киштулинец Заказ 9032/313 Условное напряжейие при 300удлин, МПа Условная. прочНость, МПан.у. Относительное,удлинение н.у. 10,0 мас.ч. лигнина, активированного ПЭПА куб,мас,ч,0,3 0,6 0,15 0,3 0,6 9,8 10,3 3,3 3,8 461 412 160 199 Составитель О.ЛукояноваТехред В, Далекорей Корректор Г.Огар Вираж 494 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113033, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент",г. Ужгород,ул.Проектная,4-СН - ОН - МН - СН - СН - И2 2 2 2СМ СН МН45 где и: 1-74,при следующем соотношении компонентов, мас.ч,:Каучук . 100,0Наполнитель 1,0" 150,0ПластиФикатор 0,5-40,0Вулканизующаягруппа 2,0-16,0Лигнин,активированный 1,0-20,00,15-0,6 мас.ч.соединения 1Как полиамины для активации технического лигнина используются этилендиамин, полиэтиленимин (ПЭИ), кубо Овый остаток производства полиэтиленполиамина (ПЭПА куб,), кубовыйостаток производства морФолина,Активацию лигнина проводят различными способами: путем обработки 65 5 О ИзобретенИе относится к композициям на основе синтетических каучуков и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности.Известны резиновые смеси на основе синтетических каучуков, содер,жащие модиФицирующие добавки, улуч)аающие комплекс технологических и Физико-механических свойств резин, например резотропин 13,лигнин 2 3 - 1 О отход гидролизной промышленности.Наиболее близкой к предлагаемой является вулканизуемая резиновая смесь, содержащая наполнитель, пластиФикатор, вулканизующую группу и 5 гексаметилентетраминовые производные активированного лигнина в качестве медиФицирующей добавки, повышающей прочность связи в резинокордных системах 3 3. 2 ООднако указанные резины характеризуются недостаточно высокими прочностными свойствами, сопротивлением раздиру, усталостной выносливостью. Эти недостатки сдерживают широкое при 5 менение обременительного отхода гидролизной и целлюлозно-бумажной промйцленности лигнина в резиновых сме,сях, несмотря на деФицит минеральных наполнителей (белых саж, каолина, мела ).Цель изобретения - повышение Физико-механических свойств резин.Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь, содержащая наполнитель, пластиФикатор, вулканизующую группу и лигнинсодержащую добавку, в качестве которой она содержит лигнин, активированный 0,15- 0,6 мас.ч. соединения общей Формулы 1 40 его поверхности водными растворамиполиаминов и последующей сушки при105 С допостоянного веса, путемсовместного введения в резиновую смесьв виде пасты или путем осаждения полиаминов на поверхности лигнина приего измельчении. Независимо от способа активации количество полиаминавыбирается из расчетов, чтобы егосодержание в резиновойсмеси составляло 0,1-0,6 мас,ч. на 100 мас.ч,каучука,П р и м е р, Готовят модиФицированные активированным лигнином каркасныерезиновые смеси на основе комбинациицис-изопренового (СКИ) и бутадиенстирольного каучука (СКМСАРКС)Рецептуры каркасных резиновых смесей, модиФицированных техническими активированным полиаминами лигнином,приведены в табл.1. Для модиФикации каркасных резин,с целью повышения их адгезии к корду применяют технический и активированный гидролизный лигнин из однолетних растений в концентрации1-20 масч. на 100 мас.ч. каучука,Активацию лигнина проводят полиэтиленимином с молекулярной массой10 тыс. кубовым остатком производства полиэтиленполиамина с молекулярной массой примерно 400 иликубовым остатком производства морФолина путем совместного введения в резиновую смесь. Независимо от дозировки лигнина в резиновой смесиконцентрация этих соединений во всехслучаях составляет 0,3 мас.ч, на100 мас.ч. каучука. Поскольку этисоединения наряду с активациейлигнина ускоряют процесс сернойвулканизации, в резиновых смесях сактивированным лигнином сниженаконцентрация сантокюра с 1,2 до0,9 мас,ч, Неактивированный и активированный лигнины вводят в каркасные резиновые смеси взамен белой сажи НС,Резиновые смеси готовят в лабораторном резиносмесителе с объемомсмесительной камеры 2 л, при 120 Сои скорости вращения роторов 30 об/мин.Серу вводят в маточную смесь во вторую стадию процесса смешения на вальцах. Резиновые смеси вулканизуют вэлектропрессе при 153 С в течение20 мин,Физико-механические свойства резин представлены в табл.2.Как видно из приведенных данных,Физико-механические свойства каркасных резин с активированным лигнином,особенно сопротивление раздиру иусталостная выносливость, гораздо выше, чем с неактивированным лигнином.Оптимальная дозировка активированного лигнина, при которой достигаются1054377 Т аблица 1 ях Ингредиен актиЭИ,.ч 40 60 40 4060,.6,015 150,9 0,95,0 5,05,0 5,0 0 40 0 60 5 15 ,9 0,9 ,0 5,0 ,0 5,0 40 60 15 1,2 5,0 СКИСАРКИ СКИфРегенерат РШСантокюрБелила цинковыеСпецбитум 40 40 60 60 15 15 1,2 1,2 0 0,7 О,высокий уровень физико-механических свойств и прочность связи резины с вискозным и полиамидным кордами, составляет 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Применение активированного лигнина в концентрациях, превышающих 20,0 мас.ч. вызывает резкое снижение физико"механических показателей каркасных резин.По степени активизации лигнина полиэтиленимин, кубовый остаток роизводства полиэтиленполиаминакубовый остаток производства марфолина примерно равноценны.Резины, содержащие оптимальную концентрацию активированного лигнина, по комплексу физико-механических свойств и по адгезии к кордам не уступают резинам с белой сажей, что позволяет заменить дефицитную белую сажу в рецептуре каркасных резин на активированный лигнин. Такая замена позволяет значительно снизить себестоимость резины и одновременно решить вопрос использования многотоннажного отхода гидролиэной промышленности - лигнина.П р и м е р 2, В резиновые смеси на основе СКИСАРК, наполненные белой сажей БС, вводят дополнительно технический и активированный ПЭИ и ПЭПА куб, гидролизный лигнин из однолетних растений.Рецептура резин приведена в табл,З Активацию лигнина проводят путем совместного введения лигнина укаэанкого соединения в резиновую смесь, а также обработкой поверхности водньаеи растворами полиаминов с последующей суыкой лигнина при 105 С до постоянного веса. С целью активациилигнина соединение применяют в концентрациях 0,15-0,6 мас.ч. на100 мас.ч. каучука. В резиновых смесях с активированным лигнином сни жают концентрацию альтакса табл.З .Резиновые смеси готовят в условиях, аналогичных привейенным в примере 1, и вулканиэуют в электропрессах в режиме 143 С, 40 мин.10 физико-механические показателирезин приведены в табл.4. 1(ак видно иэ данных табл.4, резины, содержащие активированный 5 лигнйн, значительно превосходят вулканиэаты с техническим лигнином попрочностным свойствам при нормально 6температуре и 100 С, сопротивлению раздиру и иэносостойкости. Лучшие свойства резин достигаются приприменении для активации лигнинауказанного соединенияв концентрации0,3 мас,ч. на 100 мас.ч. каучука, Более высоким комплексом физико-меха нических свойств обладают резины слигнином,активированным путем совместного введения в резиновую смесь.Иэ данных табл.4 видно, что дополнительное введение технического лигнина вызывает падение прочностныхсвойств, сопротивления раздиру и ис"тиранию резин по сравнению с вулканиэатами, наполненными только белойсажей. Резины, содержащие дополнительно активированный полиаминамилигнин, по этим показателям не только не уступает вулканиэатам с белойсажей, но даже превосходят их, одновременно имея меньшую себестоимость40,О1,5,0 3,0 0 3,0 0 20 2,4 2 402,5 0 0 ых смеся ание ингр ентов в рез активиовымизводна, мас. лигнином ванным к татком п ва Форфо тивироб мас.ч ном, дифи- роиным илен- амином 10 О 4 10 с 1 40 4,0 5 ,0 3 Спецбиту Канифоль 5 О 3,0 3,0 0 1,0 1,0 1,0 еозон 0,7 0,7 0,7 1,0 1,0 езотропин нгредиенти РезотропинБелая сажаБС Масло ПЦ-бш Олеиновая кислТехуглеродПМСераЛигнин техническийЛигнин, активированный ПЭИ , Иигнин, активированный ПЭПА ку Лигнин, активироданный кубовымостатком1054377 Продолжение табл. 1М мемееа ю т ее В Содержание ингредиентов в реэиновых смесях ИнгредиентыС ло".Е=кином,моди фиС лигнином, активированным кубовымостатком производства форфолина,мас.ч. С лигнином, активированным ПЭПА куб.мас,ч. цированнымэтиленднамином 5,0 10,0 40 ела я ссжсБС.1120 3,02 кО 210 210 2 кО 210 210 210 210 Масло ПН-бш 3,0 2,0 Олеиновая кислота ТехуглеродПМ40,0 40 40 40 40 40 40 40 40 215 о 215 25 215 215 215 25 215 Сера 2,5 Лигнин технический Лигнин, активированныйПЭИ Лигнин,активированный ПЭПА куб,110 510 10 20 Лигнин, активированный кубовым остатком производства морфоли 1 на (5,0) 102010 Лигнин, активированный этилендиамином (013) 5,3 Таблица 2 ом, активированПЭИ, мас.ч. 0 1010 20 апря 300 7,6 18 714 712 ю 8 7,а,17 у 2рения72 ч 10,3ельное 1616 1616 1109 1116 1 4 ю 2 161 9,6 10,612 151 5 Оо 2 10 кб 6,4 40 0 550 57 540 550 , 5 Условное нжение приУдл., МПаУсловная пность, МПйеуПосле ста100 С хОтноситудлинение,1 О 5 О 10 0 20 О 1,0 о,о4 у 9 17 уО 1 б 15,6 6,5 1 Сопротивлениемногократномурастяжению, 200тыс.циклов Прочность свя зн с кордом, пропитан ным СКД17 В Н-метод, кН/м17 В1200 С23 КНТС Сопротивление обраэованию и разрастанию трещин,тыс.циклов2-4 мм условное жение при удл., МПа Услов ная ность, МПС техническим лигнином, мас. ч,активиубовым ос проиэвод- рфолина С лигнино модифицированным этилеидиа ном,23 КнтС 13,1 9,1 12,6 11,9 12,0 9,2 12,1 11,2 11,4 Н-метод,кН/м 17 В 7,8 10,8 10,5 10,5 7,6 9,9 9,9 10,0 11,0 120 С 23 КНтМ 65 96 86 88 71 81 87 80 8,4 4-8 мм8"12 мм Сопротивление многократному растяжению, 200 тыс.циклов Прочность связи с кордом, пропитанным СКД 17 В Сопротивление образованию и разрастанию треплин, тыс.циклов2-4 мм С лигнином, активированным кубовым остатком производства морфолина С лигнином, моди фицированным этиленди ами- ном1054377 14 13 Таблица 3 Содержание ингредиентов в резине Ингредиенты 10,0мас,ч.техничлигнина Безлигнина обработкой поверх- ности совместным вве- дением1 100 100 100 100 100 100 100 СКИСАРК100 1,5 1,5 1,5 1,5 15 1,5 1,5 1,5 Стеарин Цинковые белила 5,0 5,0 Белая сажаБСе 40 40 402,0 2,0 20 40 2,0 СераАльтакс 2,0 1,8 1,5 1,7 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 10 Продолжение табл.3 Содержание ингредиентов в резин Ингредиенты обработкой по верхности,5 инковые бели 5,Белая сажБС40 40 2,0 2,0 2,0 Се 1,5 1,1,0 1,иди 1,0 1,0 ический игнин активирован 10 Дефинилгуанидин5 игнин техническийНигнин активиро- ванный Альтакс ДеФинилгу Лигнин те 115 1054377 16 Таблица 4 10,0 мас.ч.Лигнина, активированного ПЗИ, мас.ч. Показатели совместным ввеобработкой поверхности