Вулканизуемая резиновая смесь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ 55661 Союз Советских Социалистических Республикприсоединением заявки3) Приоритет Государственный комитетСовета Министров СССРоо дедам, изобретенийи открытий Опубликовано 30.04,77, БюллетеньДата опубликования описания 23.05(72) Авторы изобретен ешина, В, Н, ЛепомоваКрасного Знамении Ленинградский и а, Н, ф. Орлов, Г, М. А. И. Гинак и Е, Н, Г ский ордена Трудового ститут им, Ленсоветакино инженеро Т, В. Ратник илии(71) Заявители Ленингртехнологический итут НИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМ нои вулканизации. является повышение и теплостойкости реель достигаетскорителя вуорфолил амидри следующем использоваанизации Ь- енилфосфат, соотношении 00 30 20 - 80 0,5 - 3, 3 - 10 1,0 - 3,0 ивидуальность фокап анными элементарно фи- наО; 5 1560.7,12; Я 16,30 сак Я-бензти осфата под роскопии, В фокапморфи енсивная п м, в 2 то 13600 оизводных 2 О; И 7,6,90; ХрфилафенилфФ-спекттворая инт270 н азол- тверФ ла в олосаха -мер ых п Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе ненасыщенных каучуков с применением фосфорорганических соединений в качестве ингредиентов вулканизующей группы.Известно использование тиокарбамилдитиофосфатов 1, бис(-тиофосфорил) -дисульфидов в качестве ускорителей с начальным периодом замедленного действия, обеспечивающих стойкость резин к преждевременной вулканизации 2.Известно также применение фосфорорганических соединений как противоутомителей 3 и противостарителей 4.Известно применение в резиновой смеси фосфорорганических соединений, которые в резинах выполняют ограниченные функции.В первом случае фосфорорганические соединения являются только ускорителями серной вулканизации. В 1 и 2 источниках указывается, что фосфорорганические соединения, являясь ускорителями серной вулканизации, способствуют предупреждению преждевременной вулканизации резин, т. е. характеризуются дифункциональными свойствами. Наконец, далее указывается, что фосфорорганические соединения выполняют функции стабилизаторов резин - противостарителей или противоутомителей, однако при этом не являются ускорителями сеЦелью изобретенияусталостной прочностизин.5 Поставленная цнием в качестве убензтиазолил-И -м(фокапморфил); иингредиентов, вес. ч.:0 КаучукПластификаторСажаСераОкись цинка5 Ускоритель Химическая индла подтверждена длиза.0 Найдено, %: Р 8,1Вычислено, %: Р 7Строение фокапмоил-Х-морфолиламидождается данными У5 спектре 0,004 М расдиоксане наблюдаетспоглощения при смакрактерная для тиолькаптобензотиазола.556161 СКС-ЗОАРКМСажа ПМСераСтеариновая кислотаОкись цинка Фокапморфил 10 100 502,0 100 50 2,0Свойства сырых резин и вулканизатов наих основе, полученных с фокапморфилом и сульфенамидом М в комбинации с фенолом, 15 приведены в табл. 1. Таблица 1 Свойства сырых резин н вулканизаторов на основе каучука СКС-ЗОАРКМ,полученных с фокапморфилом (смесь 1) и сульфенамидом М с фенолом (смесь 1)Смесь Свойства Продолжительность подвулканизации поМунк, мин: при 120 С Подвулканизацияотсутствует2040 Подвулкаиизацияотсутствует1840 при 140 СОптимальная;продолжительность вулканизации при 151 С, минПредел прочности при разрыве, кгс/смфф Относительное удлинение, фффОстаточное удлинение, чОфф"Сопротивление раздиру, кгс/см:файфпри 20 Спри 100 СТвердость по ТМфф"Эластичность по отскоку %:файфпри 20 Спри 100 ССопротивление образованию и разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс. циклов:фф"до образования трещиндо разрушенияКозффициент теплового старенияффф (72 час, 100 С)по пределу прочности при разрыве по относительному удлинению 220 700 20 230 560 16 75 52 63 67 48 65 37 40 7,5165 1,222,5 0,97 0,72 0,73 0,60 Примечание. ф Определено по ГОСТ 12535 - 67. фф Определено по ГОСТ 9983 - 62. файф Получены для оптимально вулканизированных резин. По времени достижения оптимума вулканизации, физико-механическим показателям при разрыве, сопротивлению раздиру, твердости, эластичности резина с фокапморфилом также 20 сопоставима с резиной, полученной с сульфенамидом М. Таким образом, по ускорительной активности фокапморфил сопоставим с сульфенами дом М и является ускорителем с начальнымпериодом замедленного действия, обеспечивающим стойкость сырых резин к подвулканизации. Приготовление резиновых смесей проводят на стандартном оборудовании, используемом в технологии резины.Пример 1. Приготовлены две смеси. В состав первой смеси входит фокапморфил. В состав второй смеси вместо фокапморфила включен ускоритель, обеспечивающий стойкость резин к преждевременной вулканизации 2 - бензтиазолилсульфенморфолид (сульфенамид М), содержащий как фокапморфил Я- бензтиазолильный и морфолиламидный радикалы, но не содержащий оксифенильный радикал, вследствие чего для получения сравнимых данных в состав второй смеси включен фенол. Рассмотрение данных табл. 1 показывает, что применение фокапморфила в резиновой смеси на основе бутадиенстирольного каучука, наполненного высокоактивной печной сажей ПМи склонной вследствие этого к преждевременной вулканизации, обеспечивает отсутствие подвулканизации при 120 С и продолжительность подвулканизации при Муни при 140 С 18 мин, что сопоставимо со стойкостью к подвулканизации резины, содержащей эффективный промышленный ускоритель с замедленным действием в начальной стадии вулканизации сульфенамид М,Состав смесей приведен ниже. Смесь 1 Смесь П556161 ную прочность и теплостойкость, иллюстрируются также примером 2.Пример 2. Исследована смесь состава,вес. ч.:5 10 Таблица 2 Свойства сырых резин и вулканизаторов на основе каучука СКС-ЗОАРКП,полученных с фокапморфиломСвоиства Смесь П 1 Продолжительность подвулканизации по Муни, минпри 140 ЯСОптимальная продолжительность вулканизации при151 С, минПредел прочности при разрыве, кгс/смОтносительное удлинение, оОстаточное удлинение,Сопротивление раздиру, кгс/см:при 20 Спри 100 СТвердость по ТМ Эластичность по отскоку, %:при 20 Спри 100 ССопротивление образованию и разрастанию трещин примногократном изгибе, тыс, циклов;до образования трещиндо разрушения 17 20 240 770 24 70 55 63 Не разрушается при изгибе более, чемна 360 тыс. циклов Коэффициент теплового старения (72 час, 100 С): по пределу прочности при разрыве по относительному удлинению 1,00,70 Смесь И Смесь ИП Таким образом, и на примере смеси на основе каучука СКС-ЗОАРКПвидно, что 15 применение фокапморфила обуславливает стойкость сырой смеси к преждевременной вулканизации, ускорение процесса на последующей стадии (оптимальная продолжительность вулканизации при 151 С составляет 20 20 мин), высокий уровень физико-механиче- ских показателей. Вулканизат из смеси 111 с фокапмор филом характеризуется значительной усталостной выносливостью и высокой теплостойкостью. 25П р и м е р 3. Исследование смеси состава, вес. ч.: СКИ Сажа ПМСераСтеариновая кислотаОкись цинка фокапморфил 100 502,0 2,0 100 502,0 2,0 5,02 5,0 1,0 0,2 Сульфзнамид Мфенол Смесь И Смесь Ч 100 50 2,0СКДСажа ПМ СераСтеариновая кислотаОкись цинка Рубраксфокапморфил" 2,0 5,0 3 5,0 1,0 0,2 2,0 5,0 5,0 2Сульфенамид Мфенол Кроме того, применение фокапморфила в резинах обеспечивает увеличение в 6 - 7 раз усталостной прочности резин по сравнению с сульфенамидом М, что характеризует свойства фокапморфила как противоутомителя.Следующим дополнительным преимуществом фокапморфила является увеличение теплостойкости резины.Приведенные выше положительные свойства фокапморфила как ускорителя с начальным периодом замедленного действия, придающего вулканизатам повышенную усталостСмесь 111С КС-ЗОАР КП100 Сажа ПМ50 Сера 1,8 Стеариновая кислота 1,5 Окись цинка 3,0 фокапморфил 2,4Свойства сырых резин.и вулканизатов, полученных из смеси 111 приведены в табл. 2. Свойства сырых резин и вулканизатов на основе каучуков СКД и СКИ-З, полученных с фокапморфилом (смеси Ч и И 1) и сульфенамидом М с фенолом (И и И 11) даны в табл. 3.Таким образом, в резинах на основе ненасыщенных каучуков общего назначения СКД и СКИпроявляются свойства фокапморфила как ускорителя с начальным периодом замедленного действия, обусловливающего продолжительность подвулканизации по Муни на уровне известного ускорителя с начальным периодом замедленного действия сульфенамида М,556161 8Т а блица 3 Смесь Свойства И И 1 И 11 Продолжительность подвулканизации по Мунм, мин:при 120 СОптимальная продолжительность вулканизации при 143, минПредел прочности при разрыве, кгс/см 2Относительное удлинение, О 6Остаточное удлинение, оСопротивление раздиру, кгс/см:при 20 Спри 100 СТвердость по ТМ Эластичность по отскоку, оо:при 20 Спри 100 ССопротивление образованию и разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс. циклов:до образования трещиндо разрушенияКоэффициент теплового старения (72 час, 100 С):по пределу прочности при разрывепо относительному удлинению 40 30 38 30 29 20 31 20 210 550 10 220 560 8270 670 30 280 650 28 68 50 64 55 42 65 135 110 68 148 12565 52 58 50 55 48 55 42 51 7,0158 1,735,0 22,5280 6,570 0,89 0,78 0,60 0,55 0,90 0,81 0,62 0,65 Формула изобретения 5 Вулканизуемая резиновая смесь на основененасыщенных каучуков, включающая пластификатор, сажу, серу, окись цинка и ускоритель, отличающаяся тем, что, с целью повышения усталостной прочности и тепло стойкости резин, в качестве ускорителя смесьсодержит 5-бензтиазолил-И-морфолиламидофенилфосфат при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.:Каучук 100 15 Пластификатор 5 - 30Сака 20 - 80 Сера 0,5 - 3,0Окись цинка 3 - 10 Ускоритель 1,0 - 3,0 20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент Великобритании893503,кл. 70 Е, 1962.2, Справочник резинщика, М Химия, 25 1971, с. 346.3. Н. Р. КосЬ, 1. СЬегп. Кос.2, 401, 1949, 4. Патент Великобритании894098,кл. 70 Е, 1962 (прототип). Составитель Н, Комарова Техред И. Карандашова Корректор Н. Аук Редактор Л. Герасимова Заказ 1120/12 Изд.411 Тираж 630 Подписное 1 П 1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Однако в отличие от сульфенамида М, фокапморфил обеспечивает значительное увеличение усталостной прочности резин и повышенную теплостойкость вулканизатов.Наиболее целесообразным является использование фокапморфила в качестве ингредиентов вулканизующей системы резин, применяемых в производстве шин, так как использование фокапморфила в шинных смесях помимо того, что обеспечивает замедление вулканизации в начальной стадии, что важно при изготовлении многослойных изделий, которыми являются шины, обусловливает значительное увеличение усталостной выносливости и теплостойкости резин и изделий на их основе. Увеличение усталостной прочности и тепло- стойкости резин повышает ходимость шин и увеличивает их долговечность. Целесообразным также является применение фокапморфила и при изготовлении других изделий, работающих в тяжелых динамических условиях, например, амортизаторов,Введение в резину фокапморфила, ингредиента, который совмещает свойства ускорителя с начальным периодом замедленного действия, противоутомителя и противостарителя удешевляет резиновую смесь вследствие исключения из ее состава специально вводимыхстабилизаторов.