Способ получения наполненного диенового каучука

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 42 СТВУ а галие сажи и00, выае.ушкой,ем, что,с цель ческих ного аи персию полимераии при напряжен аням: 105 10осгальнь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ(56) 1. Патент Великобритании .М 916091, л. 2(6)Р, опублик. 1963.2, Пагенг Великобритании М 93374кд. В(6).Р, опублик. 1963 (прототип),(54 Н 57) СПОСОБПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННОГО ДИЕНОВОГО КАУЧУКА смешением 14-25% аисперсии сажи в углевоаороаном расгворигеле, соаержащей 5-50%ог массы сажи минерального масла, сполимеризагом сопряженного анен-аиено-. 0 С,08 У 3/22 С 08 Ь 9 ЕТЕНИЯ " го каучука после аезакгнваци гора при соотношении по масс учука соогвегсгвенно 40-90: нием наполненного каучука и1 тличающийся т ю улучшения физико-механивойсгв резин на основе наполнен нового каучука, смешивают аиссажи, аополнигельно соаержашув изаг при соотношении сажи и поли а соответственно 15-45:100 и гельно обрабоганную в аве сга скорости савига и ао преаельного ия савига соогвегсгвенно по сга -100/1 с и 100-300 Па;З10 /1 с и 300-800 Па, с м оличесгвом полимеризага.Изобретение относится к способам получения наполненного полимера сопряженного аиена приготовлением дисперсии сажи с концентрацией 14-25 мас,% в углевопороцном растворителе в присутствиимасла вколичестве 5-50 мас.% на сажупри перемешивании, введением этой писпер,сии в полимеризаг сопряженного диенапосле цеэакгивации катализатора иэ расче .1 Ога 40-90 мас,ч на 100 мас. ч полимера,выаелением чаполненного полимера иэполимеризага и сушкой его известнымиме гопами.Прецлагаемый способ может найти применение в промышленности синтетического15каучука, в частности в произвоцстве наполненных полимеров сопряженных пиенов.Известен способ получения наполненного полимера на основе сопряженного аиена (бугааиена, иэопрена) ввецением наполнигелей (сажи, масла) из расчета 5-100 мас,% на полимер в растворполимера в углевоцороцном расгворигеле, выцелением наполненного полимера25из раствора водной пегазацией и сушкойего иэвесгными приемами, например ввоэцушной сушилке 1 1,Оанако в указанном способе огсугсгвуюг данные по степени цисперсносгисажи и равномерности ее распрецеления ЗОв наполненном прлимере, а также свойства вулканизагов на его основе, Укаэанные цанные получены в условиях способа-аналога, но с использованием вкачестве полимера цлянаполненияЗ 51,4-полиизопрена. Средний диаметр, сажевых агломератов при этом сосгавляет 42,4 мк, разница между максимальным и минимальным соцержанием сажив наполненном полимере 19,4 мас.% 40(см, ниже пример 1 (контрольный), а4вулканизагы на основе наполненного полимера имеют низкие физико-механические показатели (см, табл. 2, пример 1( контрольный) .45Таким образом, цанный способ привоциг к получению наполненного полимерас неравномерным распределением в немсажи и низкой степенью ее аисперсности, слеасгвием этого является неуцовлет Оворигельный уровень физико-механическихсвойств его вулканизагов.Наиболее близким к прецлагаемомуявляется способ получения наполненногодиенового каучука - полимера сопряжен 55ного диена (бугациена, иэопрена) смешением 14-25% цисперсии сажи в углевоаородном растворителе, например в голуоле, соцержащей 5-50% ог массы сажи минерального масла с полимериэагом сопряженного циена - циенового каучука после дезактивации кагалиэагора при соотношении по массе сажи и каучука соответственно 40-90:100, вьщелением наполненного каучука, например воаной аегазацией, и сушяой его известными приемами2 ) .Полученный при этом наполненный полимер имее г невысокую с ге пень и исперсносги сажи: средний циамегр сажею вых агломератов составляет 11,4- 23,7 мк. (цанные получены в условиях способа-п ро го типа; приме ры 2 и 3 ) .Однако известный способ характеризуетсяя невысокой степенью цисперсносги сажи в наполненном полимере, что обуолавливаег нецосгагочно высокий уровень физико-механических показателей, особен но аинамических, его вулканизагов,Цель изобретения - улучшение физико- механических свойств резин на основе наполненного циенового каучука.Поставленная цель цосгигаегся тем,что согласно способу получения наполненного циенового каучука смешением 14-25% аисперсии сажи в углевоцороцном расгворигеле, соцержащей 5-50% ог массы сажи минерального масла, с полимериэагом сопряженного пиенпиенового каучука после цезакгивации катализатора при соотношении по массе и каучука соогвегсгвенно 40-90;100, вьщелением наполненного каучука и сушкой, смешивают цисперсию сажи, цополнигельно содержащую полимеризаг при соотношении сажи и полимериэага соответственно 15-45;100 и цополнигельно обработанную в цве стадии при скорости савига и цо предельного напрчжения сцвига соогвегсгвенно по сга пиям: 10-100/1 с и 100-300 Па;5 10 -5 10 ф/1 с и 300-800 Па, с остальным количеством полимеризага,Сущносгь прецлагаемого способа получения наполненного полимера сопряженного циена -цис -1,4-полииэопрена, (каучук СКИ) и цис -1,4-полибугааиена (каучук СКД) состоит в слецующем.Пригоговляюг при перемешивании Пис перси и сажи с концен грацией 14-25 мас.% в углевоцородном растворителе (изопенгане, толуоле, их смесях с алифагическими углеводородами, бензине) в присутствии масла (ароматического, нафгенового, нафгено-аромаги ческого) в количестве 5-50 мас,% на сажу, при этом в цисперсию дополнительно ввоцт часть полимеризага, когорый используют цля ввецения цисперсии, из40 3 1014расчета содержания в ней полимера (каучука СКИи СКД) 15-45 мас.% насажу и осуществляют перемешивание .дисперсии в условиях, указанных в иэобре гении.5Полученную дисперсию вводят в полимериэаг после дезактивациикатализатора израсчета 40-90 мас.ч. сажи на 100 мас,ч.полимера, Наполненный полимер выделяютиэ полимеризага водной дегазацией и 1 о,сушат известными приемами, напримерв червячной машине.Полученный полимер характеризуетсяравномерностью распределения в немсажи по разнице между максимальным и 1 зминимальным ее содержанием, степеньюдисперсносги сажи, определяемой микроскопическим методом по среднему диаметру сажевых агломератов, а гакже физикомеханическими показателями вулканиза- огов, изготовленных на его основе.П р и м е р 1 (контрольный); осуществлен в условиях способа-аналога.В 2 л расгвора каучука СКИв изопен 1гане, содержащего 160 г полимера, 25вводят 80 г сажи и 8 г нафтено-ароматического масла МИНХ,Наполненный полимер вьщеляют израствора водной аегазацией и сушагв вакуум-сушильном шкафу при 50 С, ЗоПолимер на 100 мас.ч, содержит 50 мас.ч.сажи и 5 мас.ч. масла.Полученный полимер характеризуетсянеравномерным распределением в немсажи (разница между максимальным иминимальным содержанием .сажи составляет.19,4 мас,%, средним диаметромсажевых агломератов (42,4 мк) и неудовлетворительными физико-механическими показателями его вулканиэатов,Условия опыта и харакгерисгика распределения сажи в полимере из этого ипоследующих примеров приведеныв табл, 1, а физико-механические показатели его вулканизагов - в табл. 2.П р и м .е р 2 (контрольный); осуществлен в условиях способа-прототипа.Приготовляюг при перемешивании 600 гдисперсии сажи в иэопенгане с концептрацией 20 мас.% в присутствии 6 г масла МИИНХ, (;.коросгь сдвига в аппарате при приготовлении аисперсии 50 1/с,Р, дисперсии 200 Па,Полученную дисперсию вводят в 2 лполимериэата (каучук СКИв иэопенгане) после дезактивации катализатора,содержащего 200 г полимера.Наполненный полимер вьщеляют изполимеризага водной дегазацией и сушат 842 4в вакуум-сушильном шкафу при 50"С.Полимер на 100 мас.ч. соаержиг 60 мас.ч.сажи и 3 мас.ч. масла.Полученный полимер характер.эуетсяравномерным распределением в нем саки, средним диаметром сажевых агломерагов (23,7 мк) и невысоким уровнемфизико-механических показагелей его .вулканизатов.П р и м е р 3 (конгррльный); осуществлен в условиях способа-прототипа,Пригоговляюг при перемешивании 500 гаисперсии сажи в голуоле с концентрацией 14 мас,% в присугсгвии 28 гмасла МИНХ. Скорость савига в аппарате при пригоговлении дисперсии 50з.10 1/с, Р дисперсии. 150 Па,Полученную дисперсию вводят в 1 лполимеризага (каучук СКД в голуоле)после аеэакгивациь катализатора, содержащего 87,5 г полимера.Наполненный полимер выделяют иэполимеризага водной дегазацией и сушатв вакуум-сушильном шкафу при 50 С,Полимер на 100 мас,ч. содержит 80 мас.ч.сажи и 32 мас.ч. масла,Полученный полимер харакгеризуегсяравномерным распределением в нем сажи, средним диаметром сажевых агломератов (11,4 мк) и недостаточно высокимуровнем физико-механических показа гелейего вулканизаторов,П р и м е р 4. Пригоговляюг при перевмешивании 600 г дисперсии сажи в голуоле с концентрацией 14 мас.% в присугсгвии 42 г масла МИНХи 100 гполимеризага (каучук СКД в голуоле)епосле дезактивации катализатора с концентрацией полимера 12,6 мас.%.Перемешивание дисперсии осуществляют в две последовагельные стадии: сначала при скорости сдвига в аппараге 10 1/с ао Р=100 Па, а затем прискорости савига 25 10 1/с ао Р=300 Па.-ЪПолученную дисперсию вводят в 0,736 лполимеризата после дезактивации катализатора с концентрацией полимера 12,6 мас.%.Наполненный полимер выделяют иэполимеризага водной дегазацией и сушатов вакуум-сушильном шкафу при 50 С,Полимер на 100 мас,ч. содержит 90 мас.ч.сажи и 45 мас,ч, масла.Полученный полимер харакгериэуегся равномерным распределением в немсажи, средним диаметром сажевых агломератов (4,0 мк) и высоким уровнемфизико-механических показа гелей еговулканиэагов.,5 45 6 тан олуол 70% Бензин 30% ПН20 3 а 5 илЪпласт80 Бенэщ о же 5 101П р и м е р ы 5-8. Мегоцика провецения эксперименга в примерах 5-8аналогична мегоцике примера 4. Условия опытов, характеристика распрецеления сажи в полимере и физико-механические показатели его вулканизагов привецены в табл. 1 и 2,Иэ цанных табл. 1 и 2 слецуег, чтопрецлагаемый способ позволяет получатьнаполненный полимер сопряженного ци енас равномерным распрецелением в немсажи и высокой степенью ее цисперсносги, что обеспечивает хорошие фиэико.механические показатели вулканиэагов,изготовленных на его основе.1 1 (контрольный) СКИ Изопентан 48 42 6В качестве базового способа цля расчета экономического эффекта принят способ получения наполненного сажей и маслом полимера сопряженного диена в 5 реэиносмесигельном оборуцовании, цаюший наполненные каучуки с более хуцшими свойствами. кономический эффект ог испольэо1 О вания прецлагаемого способа получени"наполненного полимера может быть реалйзован в шинной промышленности эасчет увеличения ходимости шин,изготовленных на его основе, на15 5 10%,,5 5 7 0,3 3 0 4,1 25 5 6 3,9 5 9 0 39,0 0,47 4,0 Сосгавигель В, Островскийцакгор М. Рачкулинец Техрец М.Костик Корректор М, Ша Заказ иал ППП "Пагенг", г, Ужгород, ул. Проектная 3128/19 ВНИИПИ Госуца по делам изо 113035,Москва, Ж