Вулканизуемая полимерная композиция

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СаеетскикСоциалистическикРеспублик щ 992533(22) Заявлено 040281 (21) 3243916/23;05 11 М Кп 3С 089/Об С 08 К 5/01 с присоединением заявки МоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300183( 54 ) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Изобретение относится к .полимерным композициям на основе маслонаполненных каучуков и резин и может быть использовано, преимущественно, в шин- ной и резинотехнической промиаленности, а также других областях народного хозяйства.Известен способ получения масло-наполненных каучуков путем введения незмульгированного масла в латекс полимера, где латекс в трубопроводе или первом коагуляционном аппарате непрерывно смешивают с раствором поваренной соли и маслом ( 1 ).Недостатком известного способа является то, что введение неэмульгированного масла в латекс возможно лишь на мощном смесительном оборудовании, что приводит к частичному выделению каучука в виде коагулюма, неравномерному распределению масла в каучуке и ухудшению его свойств.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ 2получения бутадиен-метил-стирольного каучука СК(МС)-30 АРКИ, где в качестве наполнителяпластификатора используют масло ПН-б, вводимое в латекс в виде 40-ной эмульсии следующего состава,вес.ч.г масло ПН-б 100, стеариновая кислота 7,2, триэтаноламин 3,52; вода 220.Латекс коагулируют хлористым кальцием и уксусной кислотой, режим коагуляции и промывки каучука серий- ныйе Однако химическая неоднородность 10 масла ПН-б приводит к значительномуразбосу; величин удельного веса,вязкости, температуры вспышки икоэффициента рефракции.,По условиямполучения (компаундированием экстрактов от Фенольной очистки деасфальтизатов или компаундированием их смаловязкими экстрактами фенольнойочистки вязкой дистиллятной фракции,.или из остатков, полученных путем от гона головных Фракций .от указанныхэкстрактов, либо их смесей) и составу масло ПН-б является продуктомнестандартным: высоцкая вязкость до0,35 сма/с, сравнительно низкая ароматизированность 78 мас.% (суниа,легкой и средней ароматнки).Высокое содержание смол (до8 мас.В)обусловливает худшую совместимость масла с каучуком и пониженную стабильность при старении, Кроме того, введение масла ПН-б в латексП р и м е р 1, Для получения маслонаполненной композиции на основе бутадиен-стирольного каучука СКС(МС)-ЗОАРКМиспользуют латекс, .синтезированный по следующему рецепту, мас.ч. на 100 мас.ч, мономеров:р,-Метилстирол иСтиролБутадиен ли 323068 или 70(соответственно)4,1 55 Мыло канифоли Мыло синтетических жирных кислотЛейканолРонгалитТрилон БЖелезо сернокислое эакисное семиводное Гидроперекись изо- пропилбенэола 1,1 0,3 0,1 0,05 0,025 0,2 65 в виде эмульсии увеличивает пенообразование латекса и связано с дополнительным расходом дорогостоящихпродуктов, а эмульсия с маслом ПН недостаточно стабильна и при хранении расслаивается, что создает технологические трудности при введениимасла в каучук.Цель изобретения - улучшение пластоэластических свойств композициии физико-механических показателей Орезин из нее.Поставленная цель достигается тем,что вулканизуемая полимерная компоэиция, включающая диеновый каучук инефтяной пластификатор-наполнитель, 15содержит в качестве пластификаторанаполнителя масляную фракцию, выделенную вакуумной перегонкой смесидистиллятного и остаточного ароматических экстрактов в соотношении 1:2и температурой кипения 420-500 фС,содержащую 10-20 мас.В тяжелых.ароматических углеводородов, в количестве 17-50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.25Физико-механические свойства масляной фракции, используемой в предлагаемой композиции, в сравнениис маслом ПНприведены в табл.1.Данные таблицы показывают, чтопредлагаемое масло-наполнитель посравнению с маслом ПНявляетсяболее стандартным по составу: Фракционный состав уже 420-500 вместо460-6000 С, характеризуется низкойвязкостью (0,165 вместо 0,35 см/с), З 5что облегчает введение масла в каучук, содержит в 2 раза меньше смол(4,0 вместо 8,0 мас.Ъ), высокая ароматизованность (10-20 мас,Ъ тяжелыхароматических углеводородов) обеспечивает лучшую его совместимость скаучуком, способствует лучшему диспергированию сажи в каучуке,Третичный додецилмеркаптан До 0,15Вода 180Неоэон Д 1,5Масляную Фракцию в количестве 17 мас.ч. на полимер вводят во флокулят (смесь латекса с хлористым натрием ) йри 30 С, Масло-латексную смесь коагулируют хлористым натрием (концентрация 24-26 мас.%) и разбавленным (концентрация 0,3 мас.%) раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5.Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука СКС МС ЗОАРКМиспЫтывают в стандартной рецептуре резиновой смеси по ГОСТ Н 1 - 38-78.В контрольном примере композиция на основе маслонаполненного каучука СКС(МС)-30 АРКМсодержит масло-наполнитель ПН(см. табл; 2).Пластоэластические и физико-механические свойства композиций приведены в табл. 2.Из табл. 2 видно, что полимерная композиция на основе каучука СКС МС ЗОАРКМ, содержащая предлагаемую масляную фракцию, по сравнению с контрольной характеризуется лучшим комплексом пластоэластических и физи- ко-механических свойств.П р и м е р 2. Для получения маслонаполненной композиции на основе бутадиен-метилстирольного каучука СКМС(С)-ЗОАРКМиспользуют латекс, сийтезированный по следующему рецепту, мас.ч. на 100 мас.ч мономеров:с(.-Метилстирол или 32Стирол 30Бутадиен р 8 или 70(соответственно)Мылр диспропорционированной канифоли 2,45Мыло синтетическихжирных кислот 2,45Лейканол 0,3Ронгалит 0,07Трилон Б 0,020Железо сернокислоезакисное семиводное 0,011Гйдроперекись иэо- пропилциклогексилбенэола 0,01Третичный додецилмеркаптан До 0,1Вода 180Масляную фракцию, содержащую 10- 20 мас.% тяжелых ароматических углеводородов, в количестве 37,5 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера, вводят во флокулят при 25-30 С, Масло-латексную смесь коагулируют насыщенным раствором хлористого натрия и разбавленным (0,3-1,0 мас.Ъ) раствором серной кислоты при рН среды 3,5-4,5.Полученную композицию на основе маслонаполненного каучука СКМС(С)ЗОАРКМиспытывают в стандартнойрецептуре резиновой смеси по ГОСТ15628-70 (табл. 3).Получение контрольного образцаописано в примере 1.Пластоэластические и физико-механические свойства композиций на основе каучука СКМС(С)-ЗОАРКМ -27 приведены в табл. 3,Результаты табл. 3 показывают, чтопредлагаемая композиция на основекаучука СКИС(С)ЗОАРКМимеет лучший комплекс пластоэластическихсвойств.П р и м е р 3. Для получениямаслонаполненной композиции на осно;.ве каучука СКС(МС)-ЗОАРКМиспользуют латекс, синтезированный по рецепту, приведенному в примере 2, скорректировкой инициатора процессаполимеризации и регулятора молекулярно-массового распределения полимера.В качестве инициатора используютсмесь гидроперекиси изопропилциклогексилбензола и гидроперекиси иэопропилбензола (в соотношении 1:1)в количестве О, 065 мас.ч. на 100 мас. ч.мономеров.Регулятор молекулярно-массовогораспределения - третичный додецилмеркаптан до 0,2 мас.ч. на 100 мас.чмономеров.Масляную Фракцию в количестве50 мас.ч. на 100 мас.ч. полимеравводят во Флокулят при 50-55 фС. Масло-латексную смесь коагулируют насыщенным раствором хлористого натрияи разбавленным 0,3-1,0 мас.) раствором серной кислоты при рН среды3,5-4,5.Полученную композицию на основемаслонаполненного каучука СКС(ИС)30 АРКИиспытывают в стандартнойрецептуре резиновой смеси по ГОСТ15628-70,(табл. 4).Получение контрольного образцаописано в примере 1.Пластоэластические и Физико-механические свойства композиций на основе каучука СКС(МС)-ЗОАРКМприведены в табл. 4Результаты табл. 4 показывают,что предлагаемая композиция на основе каучука СКС(МС)-30 АРКМимеетлучший комплекс пластоэластическихсвойств.П р и м е р 4. Дня получениямаслонаполненной композиции на основе эмульсионного бутадиенового каучука СКД используют латекс, синтезированный по следующему рецепту,мас.ч. на 100 мас.ч. мономеров2,450,30,070,04 Бутадиен 100Мыло канифоли 2,45Мино синтетическихжирных кислотЛейканолРонгалитТрилон БЖелезо сернокислоезакисное семиводное 0,02Гидроперекись изо 0 пропилбенэола ++ гидроперекись изо- пропилциклогексилбензола (в соотношении 1:1 по массе) 0,06 15 Третичный додецилмеркаптан 0,3Вода 180Неозон Д ,1,5Температура полимеризации сос;щ тавляет 5-7 фС.Масляную, фракцию в количестве17 мас.ч. на 100 мас.ч, полимеравводят в смесь латекса с хлористымнатрием при 25-30 С. Масло-латексную 25 смесь коагулируют хлористым натрием24-26 мас.)и разбавленным (0,3 -1 мас.) раствором серной кислоты.Полученную композицию на основемаслонаполненного бутадиенового каучука СКДМиспытывают в стандартной рецептуре резиновой смеси поГОСТ 149-24-75 (табл. 5).Пластоэластичеокие и Физико-механические свойства композиций наоснове маслонаполненного каучука 35 СКДМ-приведены в тебл, 5.Результаты табл. 5 показывают, чтовулканизат на основе предлагаемойкомпозиции по сравнению с контрольным имеет лучший комплекс Физико"механических и динамических свойств.Полимерная композиция на основекаучуков СКС(МС)-30 АРКИ, СКС(МС) -30 АРКМи СКС(ИС)-ЗО АРКИ.ЗЗ, со,;держащая в качестве наполнителя пластификатора предлагаемую маслянуюфракцию в количестве 17-50 мас.ч,на 100 мас,ч. полимера, позволяетуменьшить восстанавливаемость резиновой смеси на 8, повысить пластич ность резиновой смеси на 10, улуч-".шить эластичность резиновой смесипо отскоку на 12 и увеличить срокслужбы резиновых изделий.Полимерная композиция на основе 55 каучука СКДМпозволяет повыситьусловную прочность при растяжениина 9 и сопротивление раздиру на 20,увелйчить сопротивление многократ,ному растяжению в 1,5 раза, а такжесрок службы резиновых нзделий.,7 тановлениемм 1,24 овой смес ть при р прочнМПа ловн жени/ Показатели преломленияпри 50 О СооВязкость при 100 С,см 9 с Анилиновая точка, Со Групповой химическийсостав, % Углеводороды: парафино-нафтеновые ароматические, в томчисле: средние тяжелые Фракционный состав, Со Пластичность каучука Эластичное во каучука, ммЭластическое в резиновой смес Твердость рези Масляная фракция,используемая впредлагаемой комзиции Таблица 1 Маслонаполнитель ПНТ а б л и ц а 2 Контрольная композицияна основе каучукаСКСМС)-30 АРКМ992533 10 Относи при ра льное удлиненирыве, Ъ Относительна деформация п 2 2 Эласти при 20 ф сть 3 опрот астяж 78,0 2,Темпер а стеклования,-5 94 8,а Э я 0,2,4 0,38 Восстанавливаемсмеси, мм ть резинов 2,4 Твердость ре с во ть Условная прочн растяжении, МП.2 нение.п Относительное удразрыве, Ъ носительнаяформация пос аточная разрыва тскоку при ластинность статочнаяе разрыва, Ъ отскоку ление многократномуию тыс,ц,Теплообразование, ССопротивление разрастанию трещин,тыс ц ластическое восстановленаучука, ммластичность резиновой смес астическое восстановлензиновой смеси, мм Продолжение табл, 2 Контрольна,33 0,3 емпература стеклования, Со Термодинамическа (по ползучести),Сопротивление разрастанитрещин, тыс.ц. Пластичность каучЭластическое сопкаучука, мм Воставнавливаемость резиновосмеси, мм Эластическое восстановленирезиновой смеси, мм Твердость резиновой Условная прочность при растженин, МПа носительное удли разрыве, Ъ ЭлаСтичность по ото20 С, Ъ Температура стеклов оТеплообразование, С опротивление мног астяжению, тыс.ц. Гистерезисные поте редлагаемая композица основе каучукаКС(МС)-30 АРКМКонтрольнаякомпозицияна осноге кчука СКС(МС30 АРКМ992533 Таблица 5 Контрольная композицияна основе каучукаСКДИПоказатели Предлагаемая композицияна основе каучука Пластичность каучука 0 32 Эластич еское восстановлениекаучука, мм 3,97 3,96 Пластичность резиновойсмеси 0,19 Ою 16 23, 2 21,2 442 482 10 12 Сопротивление раздиру, кН/мТеплообразование, фСТемпература стеклования,. фСТеплостойкость при 100 С:по прочности 45,8 57,5 106 104-73 0,43 035 по относительномуудлинению 0,47 0,38 Сопротивление многократномурастяжению, тыс.ц,19,7 27,4 Гистеризисные потери при Сг 0,23 100 0,25 0,30 028 20 50 50 формула изобретенияВулканизуемая полимерная композиция, включающая диеновый каучук и нефтяной пластификатор-наполнитель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения пластоэластических свойств композиции и физико-механи- ческих показателей резин из нее, она содержит в качестве пластификатора-наполнителя масляную фракцию, выделенную вакуумной перегонкой смеси дистиллятного и остаточного ароВНИИПИ Заказ 365/29 Тираж 492 Подписное филиал ППП фПатент",г.Ужгород,ул,Проектная,4 Условная Прочность при растяжении, МПа Относительное удлинениепри разрыве. Ф Относительная остаточнаядеформация после разрыва,% Эластичность по отскокупри 20 фС, Ъ матическнх экстрактов в соотношении1:2 и температурой кипения 420 -500 С содержащую 10-20 мас.Ъ тяжелых ароматических углеводородов, в55 количестве 17-50 мас.ч. на 100 мас.ч,каучука.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРщ 9 125672, кл. С 08904, 1960.2. Каучук и резина, Госхимиздат,1963, с. 47-48 прототип).