Вулканизуемая резиновая смесь

(21) 3 (22) 1 (46) 2 М. Медниковкин,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 285971/23-052.05.813.01.84. Бюл. В 3(прототип). ский и пр титут угле лнителей 8)Применеенности1979, с4 ство СССР О, 1979(54 ) (57) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ на основе 1,4-цис-полиизопрена, включающая наполнитель - сажу, модифицированную азотсодержащим соединением, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения когезион ной прочности, в качестве наполните" ля она содержит печную сажу, модифицированную 0,1-2 мас,ч, паранитро" зодифениламина на 100 мас.ч. сажи, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:1,4-цис-полиизопрен 100 Наполнитель 40-70Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к вулканизуемым резиновым смесям на основе 1,4-цис-полииэопрена и наполнителя сажи, модифицированной азотсодержащими соединениями. Вулканизуемые резиновые смеси используются как брекерные, каркасные, протекторные в шинной промышленности, в различных рецептурах резино-технической промыан 10 лен ности. Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе синтетического кау чука, включающая модифицированную сажу эа счет введения на ее поверхность различных функциональных групп 113.Однако такие смеси обладают низкой когезионной прочностью,Наиболее близкой к предлагаемой 15 по технической сущности является вулканизуемая резиновая смесь на основененасыщенных каучуков, например1,4-цис-полиизопрена (100 мас,ч,),включающая 40-70 мас.ч. наполнителясажи, модифицированной (0,5-3,0 мас.ч. на 100 мас.ч.сажи) органическимазотсодержащим соединением - продуктом взаимодействия этоксилированного 25 смесью, однако в настоящее время она уже не удотвлетворяет возрастающимтребованиям промышленности,Целью изобретения является повышение когеэионной прочностиУказанная цель достигается тем,что вулканиэуемая резиновая смесь на основе 1,4-цис-полиизопрена, вклю 40 чающая наполнитель - сажу, модифицированную органическим аэотсодержащим соединением, в качестве наполнителя содержит печную сажу, модиФицированную 0,1-2,0 мас,ч. паранит розодифениламина на 100 мас.ч. сажи при следующем соотношении"компонентов, мас.ч.:1,4-цис-Полииэопрен 100Наполнитель 40-70 Применение в вулканизуемой резиновой смеси сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, приводит к увеличению степени взаимодействия ,сажи и каучука с участием паранитро 45 50 зодифениламина, что обусловливаетповышение каркасности резиновой смеси, а следовательно, и ее когезионной прочности. Повышение числа связей каучук - сажа с участием паранитрозодифениламина становится воз 60 можным вследствие предварительногораспределения и адсорбции паранитрозодифениламина на сажевой поверхно"сти, что является причиной снижениявклада конкурирующих реакций, вза,имодействия ингредиентов резиновой Ь 5 алкилоламида жирной кислоты с моче"виной С 23,Хотя когезионная прочность такойрезиновой смеси имеет повышенное зна- З 0чение по сравнению с ранее указанной смеси с сажевой поверхностью и побочных реакций паранитроэодифениламина с ингредиентами резиновой смеси. Снижение необратимой адсорбцииингредиентов резиновой смеси ( ипрежде всего агентов вулканизации )на саже и снижение роли реакций паранитрозодифениламина с ингредиентами резиновой смеси способствуютувеличению вероятности использованиякак паранитрозодифеныамина, так иингредиентов резиновой смеси по целевому назначению.Кроме того, применение сажи, модифицированной паранитрозодифениламином, способствует высокой степени распределения и диспергированияпаранитрозодифениламкна по объему резиновой смеси, что обуславливает повышение однородности распределениясвязей каучук-сажа, а следовательно,и однородности вулканизатов,Модифицированная сажа может бытьполучена следующим образом.В электромагнитный аппарат типаАВСзагружают, например, 400 гмагнитных элементов (иголки), 400 гсажи ПМ 1105 и 4 г паранитрозодифениламина (что соответствует 1 мас.ч, на100 мас.ч, сажи), При напряженностиэлектромагнитного поля 1500 Э сажумодифицируют при 65 фС за счет естественного нагрева от трения иголокв течение 40 с,П р и,м е р 1. 400 г (100 мас,ч.):1,4-цис-полииэопрена смешивают при75 фС в течение 13 мин на лабораторных вальцах с 10 мас.ч . целевых добавок (8 г стеарина, 20 г окисицинка, 4 г сульфенамида, 8 г серы)и 200 г 50 мас.ч. наполнителясажи, модифицированной 0,6 мас.ч.на 100 мас,ч. сажи паранитрозодифениламина. Приготовленную резиновуюсмесь в виде листов толщиной 2 ммвыдерживают при 23 С в течение 48 чи определяют когезионную прочностьрезиновой смеси на динамометре прискорости движения нижнего зажима50 мм/мин, Когезионная прочность резиновой смеси 1,92 МПа. Далее резиновую смесь в виде листов толщиной 2 мм вулканизуют при 143 С в течение 25 мин и определяют физико-механические показатели вулканизатов.Последующие опыты аналогичны описанному, но используют сажу, модифицированную 0,05; 0,1; 0,3; 1,0; 1,5;2,0;. 2,5 мас.ч. на 100 мас.ч. сажи паранитроэодифениламина.П р и м е р 2. Для сопоставления готовятизвестную резиновую смесь с использованием сажи, модифицированной 0,5-1,0-1,5-2,0-3,0 мас.ч. (на 100 мас.ч. сажи) продукта взаимодействия этоксилированного алкилоламида1068445 Когезионнаяпрочность реэиновойсмеси,МПа Дозиров-1 ка моди- Фицирующего агента, мас.ч. на 100 мас.ч. сажи Пример Резиновая смесь . Напряжениепри300 номудлиненииМПа Сопротивле-.,ниераздирукН/м ПрочностьприразрывеМПа Коэффициент теп.лового старения 100 С х 72 ч По прочности .при разрыве по отно сительному удлине- нию 0,47 0,52 0,57 0,61 0,59 1 0,6 15,3 23,6 79 2 1,015,5 24,0 81 3 1,5 16,1 24,5 81 4 2,0 16,4 25,1 80 5, 3,0 16,8 26,0 79 0,85 0,87 0,89 1,00 1,01 Известная ( модиФицирующий агентпродукт взаимодействия.этоксилированногоалкилоламидажирной кислотыс мочевиной) 0,55 0,58 0,58 0,52 0,54 б 0,0 7 0,1 8 0,3 9 0,6 10 1,0 11 1,5 12 2,0 132,5 0,80 1,32 1,63 1,92 2,14 2,53 2,58 2,56 14,2 24,2 15,7 25,1 16,3 25,8 17,1 26,0 18,2 26,5 19,0 . 27,1 19,5 28,3 19,7 28,2 Предлагаемая (модифицирующийагент - паранитроэодифениламин 1 82 0,55 0,47 93 0,58 0,52 97 0,62 0,57 104 О,б 5 0,61 106 0,67 0,63 112 0,70 0,64 118 0,72 0,67 120 0,73 0,69 жирной кислоты с мочевинои, в соот-:ветствии с примером 1. Кроме того, готовят резиновые смеси с содержанием модифицированно. - го О,б мас.ч паранитрозодифениламина 40 (на 100 мас.ч. сажи) - 40 и 70 мас.ч.В таблице показаны сравнительные данные по когезионной прочности вулканизуемых резиновых смесей и физико- механическим показателям их вулкани затов, полученных как при использова. нии 1,4-цис-полиизопрена, модифици-. рованного 0,5 мас.ч паранитроэодифениламина на 100 мас.ч. каучука на г стадии выделения каучука иэ углеродистого раствора и немодифицированной сажи (50 мас.ч. на 100 мас,ч. каучука ), так и при использовании немодифицированного 1,4-цис-полиизопрена с модифицированной О., 5 мас.ч, паранитрозодифениламина (50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука) сажей при вышеуказанном количестве целевых добавок,Как видно из таблицы, в сравнении с известной предлагаемая вулка низуемая резиновая смесь на основе 1,4-цис-полиизопрена, т.е. смесь с использованием в качестве наполнителя сажи, модифицированной паранитроэодифениламином, позволяет по Данные по испытаниям представлеййв таблице. Физико-механические показатели вулканиэатоввысить когезионную прочность резиновой смеси в 2-2,5 раза. При этом наблюдается улучшение физико-механических показателей вулканиэатов резиновых смесей рост напряжений при заданном удлинении, прочности при разрыве, сопротивления раэдиру и устойчивости к тепловому старению примеры 7-12 против 1-5При введении в резиновую смесь сажи, модифицированной паранитрозодифениламином в количестве, меньшем 0,1 мас.ч., не наблюдается существенного увеличения когеэионной проч ности при практической равнозначности Физико-механических показателей . вулканизатов резиновых смесей (пример б против 7).Введение сажи, модифицированной паранитроэодифениламином в коли ястве, большем 2,0 мас.ч., нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему увеличению когезионной прочности, рост физико-механических показателей вулканизатов резиновых смесей становится не существенным (пример 13 против 12.В пределах известной дозировки наполнителя - модифицированной. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0,.6 мас.ч. паранитрозодифениламнна сажи, вулканизуемая резиновая смесь сохраняет высокий уровень когезионной прочности.Применение предлагаемой вулканы" зуемой резиновой смеси, т.е. получен-, ной с использованием 1,4-цис-полииэопрена и модифицированной 0,5 мас.ч. паранитроэодифениламином сажи, при-. водит к увеличению когезионной проч" . ности на 25 по .сравнению со случаем о использования в резиновых смесях модифицированного указанным модифи- катором в том же количестве 1,4-цис" "полииэопрена и немодифицированной сажи пример 1 против 23. 15Когеэионная прочность вулканизуе" мой резиновой смеси на основе модифицированного паранйтроэодифениламином 1,4-,цис-полиизопрена, полученной с использованием наполннтеля - сажи, модифицированной паранитрозодифеннламином, увеличивается, чего не на.". блюдается при увеличении содержания паранитрозодифениламина для модификации самого 1,4-цис-полиизопрена при равнозначности в обоих случаях дозировок модификатора (пример 3 против 4);Таким образом, предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь по сравнению с известной обеспечивает повыаение когезионной прочности резиновой смеси при сохранении высокого уровня физико-механических показателей вулканизатов резиновых смесей, что приведет к увеличению ходимости шин на 1 Ф,.