Способ получения резиновой композиции

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий. Н.Ки А.М.Огрель, Ю,М.Нестеров и 1) Заявител Волгоградский ордена Трудовог политехйический инст расногт 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗИНОВ ОЗИЦИ 1 1ФИзобретение относится к резиновой промышленности, к области полу чения композиций на основе олигомеров с иэоцианатными или уретанэпоксидными группами и может быть использовано для изготовления резинотехнических или других иэделий.Известен способ получения резиновой смеси - композиции на основе карбоксилсодержащего олигомера предварительной вулканизацией карбоксилсодержащего олигомера оксидом или гидрооксидом двухвалентного металла и последующим смешением солевого вулканизата с компонентами резиновой смеси 11 .Недостатком указанного способа является низкая прочность и относительное удлинение вулканизатов и длительное время смешения, а также необходимость предварительного смешения карбоксилсодержащего олигомера с оксидом или гидрооксидом двухвалент. ного металла, необходимость охлаждения солевого вулканиэата до комнат-25 ной температуры и воэможность его разжижения при нагревании и контакте с ускорителем, например при смешении на вальцах с усиливакщим наполнителем и каптаксом, что усложняет ЗО технологию и увеличивает время получения резиновой смеси. Особенно важно то, что данный способ применим только к карбоксилсодержащим олигомерам и не применим к изоцианатным и уретанэпоксидным одигомерам, так как последние не образуют с оксидами и гидрооксидами двухвалентных металлов солевых вулканизатов.НаиболЕе близким к предлагаемому является способ получения резиновой композиции на основе изоцианатног 8 или уретанэпоксидного олигомера в смесителе для жидких композиций смешением последнего с компонентами резиновой композиции 2Недостатком известного способа является низкая прочность и относительное удлинение резин и длительное время смешения композиции. Использование изоцианатных и уретанэпоксидных олигомеров в жидком виде представляет большие трудности, так как олйгомеры вязкие, липкие жидкости, которые трудно дозировать и смеыи" вать с ингредиентами резиновой смеси. Необходимо отметить, что исходные изоцианатные и уретанэпоксидные олигомеры оказывают отрицательнре влияние на здоровье работающих, вчастности лакриматорное действие и вызывают дерматит при попадании на кожу.Цель изобретения - сокращение времени смешения композиции и псвышение физико-механических показате лей резин из нее.Укаэанная цель достигается теМ, что в способе получения резиновой композиции на основе изоцианатного или уретанэпоксидного олигомера сме шением последнего с компонентами резиновой композиции предварительно олигомер термостатируют при 70-225 СУ в течение 15 мин - 15 сут.Предварительное термостатирова ние позволяет повысить прочность и относительное удлинение резины, а также сократить время смешения компоэации благодаря томы, что достигает-ся удлинение полимерных цепей (увели- щ чение молекулярной массы) за счет вэаи, модействия изоцианатных или эпоксидных групп одной молекулы с подвижнЫм атомом водорода уретановой группы, входящей в состав функционального фрагментй, другой молекулы. Отсутствие ингредиентов смеси при термостатировании создает благоприятные условия для протекания названного процесса и увеличения молекулярной массы олигомера, что сопровождается повышением прочности и относительным удлинением резины. Вслед за удлинением цепей по тому же механизму, что и удлинение, происходит поперечное сшивание молекул олигомера, однако данный процесс происходит менее интенсивно, по-видимому, эа счет стерических затруднений. Наличие редкой поперечной сетки позволяет создать в смесй большие напряжения сдвига при смешении термоста 40 тированного олигомера с ингредиентами смеси и тем самым достичь высокой степени их диспергирования в смеси за коооткое время, что благоприятно сказывается на прочности резины. Сказанное особенно заметно при использовании высокодисперсных наполнителей.Смешение термостатированного олигомера с ингредиентами смеси осушествляют на лабораторных вальцах. Полу- О ченные резиновые смеси вулканизуют в процессе под давлением 10 МПа при 143 С 30 мин, Физико-механические показатели эластомеров определяют согласно Н)СТ 270-75.55П р и м е р 1. Уретанэпоксидный дивинилизопреновый жидкий (каучук ПДИ-ЭА) термостатируют при 70, 100,125, 150, 175, 200 и 225 С в течение 15 сут, 36 ч, 14 ч, 8 ч, 2,5 ч,1 ч и 15,мин соответственно, а затемсмешивают с ингредиентами смеситабл. 1 состав 1) и полчают вулканизуемые резиновые композиции (предлагаемый способ),В табл. 1 представлены составыкомпозиций на основе ПДИ-ЗА н табл; 2 их физико-механические свойства.По известному спосОбу изготавливают вулканизуемую резиновую композицию на основе ПДИ-ЭА (табл. 1, состав 3), результаты испытания которойпредставлены в табл. 2 (прототип),П р и м е р 2. Изоцианатный дивинилизопреновый жидкий (каучук ФП)термостатируют при 70, 100, 125, 150,175, 200, 225 С в течение 9 сут,154 ч, 24 ч, 6 ч, 4 ч, 2 ч, 15 мин соответственно. Полученные термовулканизаты охлаждаютдо комнатной температуры, а затем смешивают с ингедиентами смеси (табл, 1, состав 2) и получают вулканизуемые резиновые композиции. Физико-механические свойствакомпозиций, полученных на основеФП, представлены в табл, 3 (предлагаемый способ).По известному способу 100 мас.ч.ФПсмешивают с ингредиентами смеси.Получают вулканизуемую резиновую композицию, результаты испытания которойпредставлены в табл. 3 (прототип).Из представленных данныХ видно,что предварительное термостатирование уретанэпоксидных и изоцианатныхолигомеров позволяет увеличить прочность и относительное удлинение резины до 2-х раз с одновременным сокращением,времени смешения в 5-7 раз.Выход за предложенные пределы термостатирования не приводит к необходимому результату: снижение температуры и времени ниже 70 С и 15 мин,не обеспечивает необходимого повышения вязкости каучука (последний вытекает с вальцев), увеличение темпе,ратуры и времени свыше 15 сут и225 С вызывает значительное повышение вязкости каучука, что затрудня.ет,обработку его. Предложенное техническое решение может быть использованов резинотехнической, асбестотехнической или шинной промышленности.Промышленное использование предложенного технического решения позволяетинтенсифицировать процесс смешенияс одновременным. улучшением качестваготовой продукции.Прототип Показатели Режим термостатирования:температура, С 150 175 200 225 70 100 125 15 сут 36 ч 14 ч8 ч 2,5 ч 1 ч 15 мин время Время смешения смеси мин 13 14 15 15 100 14 14 13 Прочность, при растяжении, МПа 71 66 79 Относительное удлинение, Ъ 180 129 153 126. 51 180 130 90 Остаточное удлинение, % 0 2 0 0 0,Т а б л и ц а 3 Прототип Предлагаемый способ Показатели 1 2 3 4 5 6 Режим термостатирования:температура, С 70 100 125 150 175 200 225 2 ч 15 мин 24 ч 6 ч . 4 ч 9 сут 54 ч время ПДИ-ЗАФП Оксид цинкаТиурам ЕТехуглерод ПМ Сера 2 3 4 5 6 7 6,4 76 58 52 387 956500 Продолжение табл. Предлагаемый способ1 2 3 4 5 б Показатели ПрототипВремя смешивания смеси, мин 14 14 15 80 12 13 Прочность при растяжении, ИПа 6,4 41 37 36 4,9 3,5 4,5 5 Относительное удлинение, Ф 90 112 108 103 80 75 62 Остаточное удлинение, % 6 б Составитель В.Островский Редактор К.Волощую ТехредМ,Рейвес Корректор А,гриценкоЗаказ 6511/2 Тираж 514 ПодписноеВНИКЛИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4 Формула изобретения 20Способ, получения резиновой композиции на основе изоцианатного или уретанзпоксидного олигомера смешением послещего с компонентами резиновой композиции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения времени смешения композиции и повышения Физико-механических показателей резин из нее, предварительно олигомер термостатируютпри 70-225 фС в течение 15 мин - 15 сут.Источникиинформации,принятые во внимание приэкспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2698544/23-05,кл, С 0813/00, 1978,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2843385/2305,кл. С 08 1. 75/ОВ, 1979 (прототип).