Пластификатор-диспергатор для резиновых смесей

(51) М. Кл.С 08 Ь 67/00 С 08 К 3/24 С 08 К 5/01 С 08 Ь 9/00 инением заявки2479244/23-0 с при Гавудврвтввнньй нвмвтвт СССР во делан нзИретвннй н втнрьннй.13 088,8) публи ванин описаиия 25.04,7 2) Авторы изобретен Костюченко, Л, П. Роэенцвет Овчиннико Заявите 54) ПЛАСТИфИКАТОР-Д СМЕСПрн изготовлении резиновых смесей свысоким содержанием порошкообразныхнаполнителей не всегда обеспечиваетсянеобходимая диспергация его и изготовление смеси проводится в две стадии воизбежание ее подвулканизапии.Известно также применение в качестве пластификатора и некрасяшэго мягчйтеля, улучшающего шцрицуемость реэиновых смесей, для изготовления формовых в изделий импортного продукта-полипластола - и, представляющего собой смесьэфиров жирных кислот с активным напол"нителем 2,Однако с применением полипластолач качество резиновых смесей не всегдастабильно, что сказывается на качестведеталей, их внешнем виде и физико-механических показателях.Цель изобретения - улучшение техноногин изготовления резиновых смесей, повышение физико-механических показателей полученных с их использованием резин. Изобретение относится к композицчи пластификатора-диспергатора на основе сложных эфиров и нацолнителей, которая может применяться при изготовлении резиновых смесей в шинной и резиновой промышленности.Широко известны пластификаторы резиновых смесей, улучшающие распределение ингредиентов и обрабатываемость смесей, такие как стеариновая, олеиновая, лауриновая органические кислоты или смеси высших жирных кислот 1).Однако с использованием этих пластификаторов не всегда удается добиться равномерного распределения ингредиентов, что приводит к получению неоднородного каландрованного листа, затрудняется обработка резиновой смеси на вальцах из-эа повышенной усадки и неравномерного разогрева, При изготовлении деталей литьевым способом наблюдается частичное расслоение продукта и пригорание его в формах, значительный брак деталей по недо- прессовкам. ПЕРГАТОР ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ4 49 4.64 ИСО 726 745739 764 77,073,3 63 у 0 Это достигается тем, что в качестве пластчфикатора-диспергатора пспользу 1 от сложные афиры жирных кислот с С, -С 4 и смеси спиртов, содержащих 3 Эвес.ч. полиатиленгликоля со степенью оксиэтп дирования 4-10 и 10-70 вес.ч. глицерина, а в качестве активных наполнитедейопарафин с т. пл. 50-60 С и каолин при следуюшем соотношении компонентов, вес,%; сложные афиры - 20-50, парафин И 20-40, каолин 10-60.П р и м е р 1. В колбу с мешалкой и термометром загружают 200 г парафинаос т. пл. 56 С, 250 г сложных эфиров и 50 г каодина гранулометрического соста ва, при этом содержание частиц с диаметром более 20 мк не более 1,5% менее 5 мк - не менее 90%, менее 10 мкне менее 96%.Предваригедьно синтезируют афиры пу- я тем этерификации 60 г смеси полиатиленгликоля со степенью оксиэтидирования 8 г 1 =8) с глицерином при соотношении 30;70 (вес.%) 250 г СЖК фракции С -С 4оа -84 при 130 С в присутствии 0,93 г и-тэлуолсульфокислоты в течение 4-5 ч до достижения кислотного числа 5,3 мгКОН/г. Смесь перемешивают при 80 Со в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием 50% эфира 40% парафина и 10% каолина гранудируют на лабораторном грануляторе.Получают светло-желтые чешуйки пласо тификатора-диспергатора с т, пл. 53,4 С, с числом омыления 51,0 мг КОН/г и кислотным числом 2,4 мг КО 1-1/г. Подученный пластпфикатор-диспергатори параллельно пластификатор полипластодф применяют для получения резиновоесмеси.Рецепт 1, вес,ч; СКИ- 25,0; СКД Пм 20,0; наирит МА - 55,0; магнезияжженая - 2,0 продукт - 4010 - 4,0;белила цинковые - 5,9; стеарин 1, 0;оэокерит 60-4,0; сажа ПМ - 50-53,00;предлагаемый пластификагор-дисперг атор(эмульфин-К) - 5,0; масло ПП 6 - 3,0;нитрозодифениламин - 2,5; адьтакс - 0,5.Резиновую смесь согласно рецепту 2получают аналогично, но вместо пластификатора-диспергатора (эмульфина-К) применяют 5,0 вес,ч, подипластола БСмесь с полипластодлм ф после выгрузки из резиносмесителя в начальныйпериод плохо садится на валок, рвется,что требует дополнительного времени ддявадьцевания. С пластификатором-диспергатором таких отклонений не наблюдается.Смеси после вулканизации при 143 С,ов течение 30 мин имеют показателийриведенные в табл. 1,Следовательно, предложенный пластпфикатор-диспергатор обеспечивает болеестабильное качество резиновой смеси, После распрессовки детали из смеси с плестификатором-диспергатором аластичнее иимеют более гладкую поверхность.П р и м е р 2. В колбу с мешалкойи термометром загружают 150 г парафиона с т. пл. 60 С, 150 г сложных афиров,200 г каодина гранулометрического состава как в примере 1+32 +13-12 08 07 +25 +04 +30 +40 твердости, Ь Таблица 2 По 2 Предел прочности, кгс/сТвердость по ИСО 58 138 рецепту 2 то пластифп на-К) приесь согласн Резиновуюполучают анал гично но вм тора (амульи олиплас тол атора-диспергменяют 5 вес.ч Предварительно синтезируют эфиры путем атерификации 133 г смеси полиэтиленгликоля с ц =10 с глицерином при со отношении 90;10 (вес.%), 100 г СЖКоС -С, при 130 С в присутствии 0,7 г -и-тодуодсульфокислоты в течение 5 ч до достижения кислотного числа реакционной массы 5,3 мг КОН/г продукта.оСмесь перемешивают при 80 С в течение 2 ч, Готовый плав с содержанием 20% эфира, 20% парафина и 60% клодина гранулируют на лабораторном гранудяторе. Получают светло-желтые чешуйки пдастификатора-диспергатора с т, пд. 5 1,2 С, числом омыления 30,0 мг КОН/г (прод.) и кислотным числом 1,9 мг КОН/г (прод. Его применяют для изготовления резиновой смеси.Рецепт 1, вес.ч.; СКНМ 100,00 сера - 020;Н,М-дитиодиморфолин -, 1,00; тиурам ТЙ - 1,50; белила цинковые, 00; н -нитрозодифениламин - 1, 00; противостаритедь МБ - 1,50; альдоль - 1,50; стеарин - 1, 00; пдастификатор - диспергатор (эмудьфин К) - 5,00; диоктидфталат - 5,00; канифоль - 3,00; микротальк - 85,00; каодин Экстра"-20,00 сажа ПГМ- 15,00,оПосле вулканизации прц 150 С в те 2 с чение 20 мин получают показатели вулканизаторов, приведенные в табл. 2. Детали по рецепту 1 после распрессовки отличаются четким профилем болееэластичны и имеют более высокие проч- О ностные показатели,П р и и е р 3, В колбу с мешалкойи термометром загружают 160 г парафина с т. пл. 56 С, 200 г сложных эфирови 140 г каолина гранулометрическогосостава как в примере 1.Предварительно синтезируют эфиры путем этерификации 84 г смеси полиатиленгликодя (и =9) с глицерином (при весовом соотношении 1:1), 200 г СЖК фрак ции С -С лрп 200 С без катализатора7 20в течение 7 ч до достижения кислотногочисла реакционной массы 6,5 мг КОН/г.Смесь перемешивают при 80 С в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием я 40% афира, 32% парафина и 28% каодинагранудируют на лабораторном грануляторе. Получают светдо-желтые чешуйки пласфикатора-диспергатора с т.пл. 54 С,/см 5 17 2 Следовластола Яквнизатаблюдвлос ь гатором. полу- пласти- а-диспер Удлинение, %; числом омыления 58,3 мг КОН/г и кислотным числом 2,1 мг КО-Уг,Полученный пластпфикатор-диспергатор и параллельно полипластол 17 применятот для изготовления формовых пэделий. 5Рецепт 1, вес,ч.; СКИм - 80,0;СК 126 ПВХ- 20,0; окись ципка - 5,0; сера в.с., кл, А - 0,8; тиурам ММ,5; альтакс - 1, 8; неозон Й - 1, О; диа. фен ФП - 2,0; стеарин - 0,5; церезин 16 80 - 3,0; полиатилен н.м. - 4, 0; поливтиленгликоль - 1,6; полипластол Б Предел прочности, кгс/см тельно с применением по прочностные показатели вул иже нормы, чего не нас пластификатором-дисперП р и м е р 4. Пластификатор-диспергатор, полученный по примеру 3, применяют в качестве добавки при изготовлении формовых автодеталей по следуюпей рецептуре, вес.ч.: СКП- 100,00; сера - 2,00; альтакс гр. - 1,14; белила цинковые - 5 70 сажа ПМгр. -40 102,30; сантофлекс УР - 1,00; параоксинеоэон - 1,00; стеарин - 1,14; дибутил-, фтвлат - 7 1,40; пластификатор-диспергвтор (эмульфин-К) - 5,00. 2едел прочности, кгс/см 3,0; стирольноинденовая смола - 7,0;смола сосновая "А" - 4,0; тиоколТП-ОО-Б - 20,0; резоксайд 1 с,0;дьуокись титана - 10,0; ааросил А, О; каолин - 25, О. Формовые иэделия согласно рецепту 2 получают аналогично, но вместо полипластола 1 Ч применяют 3,0 вес.ч. плвстификатора-диспергатора (амульфина-К).Показатели смесей после вулквниэацииопри 160 С х 30 мин приведены в табл.З.ТаблицвЗ Смесь без добавления предложенного пластификатора-диспергаторв, несмотря на столь высокое содержание мягчителя для обеспечения необходимой диспергацип нвполнителя, увеличения нластичности и текучести, изготавливают в 2 стадии; 1 - изготовление сажемасляной матки (100 вес.ч. СКИ+50 вес,ч. сажи+ +50 вес,ч. ЙЕФ); 2 изготовление сме си по рецепту с применением матки.С использованием 5 вес.ч. полученного пластификвтора-диспергатора смесь изготавливают в одну стадию на основе пластиката СКИ,Физико-механические показатели вулокапизатов (143 С, 30 мин) приведены в табл. 4.10 658153 Продолжение табл. 4 ердость по ТМ астичность по 0 0,45 Т 415-5 ь40 стко при 6 230/1,20 расколу О,76 Следовательно, особенно зффектнвно снижается жесткость (с 600 до,230 г) и брак по "расколу".П р и м е р 5. В аппарат с мешалкой и термометром загружают 1003 г параофина с г,пл. 50 С, 1000 г сложных ефиров и 3000 г мелкодисперсного каодина как в примере 1.Предварительно синтезируют ефиры путем атерификации 309 г смеси тетраэтиденгликоля с глицерином в соотношении 70:30 (вес.%) и 1000 г стеариновой кнсолоты при 130 С в присутствии 4,0 г и-толуолсульфокислоты в течение 6 ч до достижения кислотного числа 5,2 мгКОН/г3 о (прод.). Смесь перемешивают прн 80 С в течение 2 ч. Готовый плав с содержанием 30% ефира, 30% парафина н 40% каолина гранудируют на лабораторном грануляторе.Получают светдо- пдасо гификатор-дисперс т. С, с числом омылени 0 мгКислотным числом Полученный пластификатор-диспергатор используют как технологическую добавку (8 вес.ч.) к резиновой смеси для изготовления пористых уплотнителей по следующей рецептуре, вес.ч.:келтан - 312 - 70,0; бутилкаучук -30,0; каптакс гр. - 1,0; тиурам Й гр. - 2,0; сера - 2,0; белила цинковые - 5,0; меп,0; литопон - 50,0; порофор 4 ХЗ 5,0; СЖК - 4,0; масло вазелиновое 30,0; масло ПН-50,0; пластификатордиспергатор. (амульфин-К) - 8, О; окись кальция - 0,75; кальцийнафт - 0,25.При переработке на вальцах и шприцмащине смеси с добавлением предложенного пластификатора-диспергатора вследствие снижения адгезионных свойств прекращается прилипание смеси к вальцам и увеличивается скорость шприпевания про филя, Во время вулканизации обеспечивается равномерное образование пор, что приводит к стабильности качества изделий.Пластичность смеси и обьемное расипмрение приведены в табл. 5.Т а б л и ц а 5Табпицаб Н/м 3058-7 0 64 66 Н/м 110, 307 396 Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4 П р и м е р 6. В колбу с мешалкой и термометром загружают 160 г парафинаос т,пп. 58 С, 200 г сложных эфиров и 140 г каопина гранулометрического состава как в примере 1.Предварительно синтезируют эфир путем атерификации 84 г смеси попиатиленгпиколя (11 =-8) с глицерином (при весовом. соотношении 1;1) и 200 г стеариновойокиспоты при 200 С без катализаторе в Ло течение 5 ч до достижения киспотного чиода реакционной массы 6,0 мг КОН/г.оСмесь перемешивают при 80 С в течение 2 ч. Готовый ппав с содержанием 40% эфира, 32% парафина и 28% каопина гранупируют на лабораторном гранупяторе, Получают светпо-жептые чешуйки ппастиЕ 1Предеп прочности, кгс/смТвердость ТМ Относительное удпиненпе,% Спеиоватепьпо, показатель по предепупрочности с применением стеарина ниженормы, а с применением ппастификатора-Здиспергатора намного выше. Приведенные примеры показывают, что предложенный состав ппастификатора-диспергатора обеспечивает равномерное рас- ф предепение ингредиентов в резиновой смеЪ си, что позвопяет улучшить основные технопогические процессы; смешение, капандрование, шприцуемость, вупканизацию и обеспечивает бопее высокие физико-механические показатепи и стабильность ка чества готовых иэделий. Значитепьно повышается пропзводитепьность всего технопогического цикпа изготовпения резиновой смеси за счет сокрашения времени смешения, вапьцевания, увепичения скорости шприцевания, снижения брака, сокращения вспомогатепьных операций (обрезка заусениц) по доводке готовых изделий, снижения времени очистки пресс-форм отнагара. ЦИИИГИ Заказ 2900/59 о фикатора-днспергатора с т,пп. 54 С, чиспом омыпения 59,2 мг КОН/г и кислотным чиспом 2,0 мг К 01-1/г.Йпя изготовления резиновой смеси применяют стеарин.Рецепт 1, вес.ч,: СКСАРКМП гр, - 90; НК - 10; сера - 3; тиурам 1,25; супьфенамид Б - 0,9; белила цинковые - 4,0; меп технический - 141,3; каопин - 40,0; магнезия - 0,7; лак ру биновый - 0,35; стеарин - 3; масло вазепиновое4.Резиновую смесь согпаспо репепту 2 получают анапогично, но без стеарина.Показатепи вулканизатов поспе вупкаонизации при 150 С в течение 20 мин приведены в табл. 6. Формула изобретенияПпастификатор-диспергатор дпя резиновых смесей на основе спожных афиров иактивных напопнитепем, о т и и ч а юш и и с я тем, что, с целью улучшениятехнологии приготовления резиновых смесей, повышения физико-механических показатепей полученных с их испопьзованием резин, в качестве сложных афировон содержит афир жирных кислот с С 0-Си смеси спиртов, содержащих 30-90 вес.ч.попиатипенгпикопя со степенью оксиатипирования 4-10 и 10-70 вес.ч, гпицерина, а в качестве активных напопнитепейопарафин с т. пп, 50-60 С и каопин приспедующемсоотношенин компонентов, вес.%.Сложные афиры 20-50Парафин 20-40Каопин 10-60.Источники информации, принятые вовнимание при акспертизе1. Справочник резинщика. М., "Химия",1971, с. 133,2. Отчет НИИПМ М К 1 Л, 1970.Тираж 584 Подписное