Вулканизуемая резиновая смесь

,9 ЯО 1100285 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт(56) 1, Крашенинников А.И. и др. Исследование влияния электролитов наструктурно-механические свойства бутадиеннитрильного каучука СКН,"Высокомолекулярные соединения",1972, т. А 14, У 2, с 274 (прототип).(54) (57) ВУЛКАНИЗУЕИАЯ РЕЗИНОВАЯСМЕСЬ на основе бутадиенового каучука и насыщенного раствора хлорида металла, о т л и ч а ю щ а я с я тбм,дц С О 8 1. 15(02 С 08 К 3 24 что, с целью повышения жизнеспособности смеси, последняя содержит в качестве бутадиенового каучука жидкий каучук, выбранный из группы: гидроксилсодержащий бутадиеновый каучук с молекулярной массой 1850-5000 и содержанием гидроксильных групп 1- 2,5 мас.%, хлорсодержащий бутадиеновый каучук с молекулярной массой 2100-5000 и содержанием хлора 1,5- 3,5 мас.%, а в качестве насыщенного раствора хлорида металла - насыщенный раствор хлорида железа или хлорида цинка при следующем соотношении компонентов, мас.ч;Жидкий каучук выбранныйиз указанной группы 100 Насыщенный раствор хлорида железа или хлоридацинкаИзобретение относится к переработке полимеров (низкомолекулярных каучуков) и может быть использовано в резиновой промышленности при изготовлении резиновых смесей, в производст ве герметизирующих материалов, компаундов, изолирующих покрытий, элект. ропроводящих клеев.Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиенового каучу ка (бутадиен-нитрильного СКНтвердого) и насыщенного водного раствора хлорида металла: хлорного железа, хлористого цинка и т.д. при соотношении соответственно 100:1-5. 15Данная смесь позволяет проводить процесс структурирования при сравнио тельно низкой температуре (70 С) и простой технологии, что обеспечивает ;мягкое структурирование бутадиеновых 20 каучуков, имеющих функциональные группы в своем составе, Смесь имеет жизнеспособность до 5 сут без существенного увеличения вязкости. Полученные отвержденные продукты имеют необходимые эластичность, сопротивление упругим деформациям и меньше стареют при использовании их в качестве уплотнителей покрытий, клеев и т,д. в зонеУо повышенных температур (до 100 С) Г 1 3. 30 Однако жизнеспособность этой смеси в ряде случаев является недостаточной.Цель изобретения - повышение жизнеспособности (вулканизующейся) смеси,Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиенового каучука .и насыщенного водного раствора хлорида металла содержит в качестве бутадиено вого каучука жидкий каучук, выбранный из группы: гидроксилсодержащий бутадиейовый каучук с молекулярной массой 1850-5000 и содержанием гидроксильных групп 1-2,5 мас.7 хлорсодер жащий бутадиеновый каучук с молекулярной массой 2100-5000 и содержанием хлора 1,5-3,5 мас.%, а в качестве насыщенного раствора хлорида металла - насыщенный раствор хлорида желе 50 за или хлорида цинка при следующем соотношении компонентов, мас. ч:Жидкий каучук, выбранныйиз указанной группы 100Насыщенный раствор хло 55рида железа или хлоридацинка 3-10П р и м е р 1 (прототип). Готовят смеси, состоящие из 100 г бутадиеннитрильного каучука СКН(мол. вес 14000) и 3,0 и 10,0 г насыщенного при 70 С водного раствора хлорного железа. Каждую смесь тщательно перемешивают в смесителе типа ВернерПфлейдедера до получения однородной массы и оставляют стоять 5 и 15 сут при комнатной температуре. Затем измеряют вязкость. Далее смеси термостатируют при 70 С в течение 7 ч и определяют физико-механические свойства отвержденных продуктов.П р и м е р 2 (прототип). Готовят две смеси смешением 100 г бутадиеннитрильного каучука СКН"10 (мол. вес 14000) и 3 и 10 г насыщенного водного раствора хлористого цинка. После перемешивания смесей их оставляют на 5 и 15 сут и измеряют вязкость.П р и м е р 3. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего куачука (содержание ОН-группы 1,6 вес.7, мол вес 2000) с 3,0 и 10,0 г раствора хлорного железа и измеряют их вязкость как в примере 2. Далее смеси термостатируют при 70 ов течение 7 ч и определяют физико-механические свойства отвержденных продуктов,П р и м е р 4. Готовят две смеси смешением 100 г гидроксилсодержащего каучука (содержание ОН-групп 1,6 вес.мол. вес 2000) с 3,0 и 10,0 г насыщенного при 20 С водного раствора хлоористого цинка, После смешения компонентов смеси оставляют на 5 и 15 сут иизмеряют вязкость. Затем смеси наогревают при .70 С и 7 ч и определяют физико-механические .свойства отвержденных продуктов. фП р и м е р 5. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового хлорсодержащего каучука (содержание С 1 2,1 вес.7 мол. вес 3460) с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного раствора хлорного железа. Затем смеси отверждают 7 ч при 70 С и определяют физико-механические свойства отвержденных продуктов.Физико-механические свойства смесей и отвержденных продуктов на основе жидких бутадиеновых каучуков и хлоридов металлов приведены в табл. 1,Из табл. 1 следует, что при смешении бутадиеновых хлор- и гидроксилсодержащих каучуков с водными растворами РеС 1 з и ЕпС 1 происходит увеличе110023ние вязкости, причем прирост вязкости вулканизующихся смесей за 15 сут в случае с бутадиеновым хлор- и гидроксилсодержащим каучуком ниже, чем для СКНи составляет для случая с хлорным железом 0,7-2,17. (хлорсодержащий) и 10-12% (гидроксилсодержащий).37,9-42,8% (СКН), а пля случая с хлористым цинком 4,7-7,37, (гидроксилсодержащий), 20,7-27,0% (СКН). 1 ОП р и м е р 6 (сравнительный). Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука (мол,вес 2000, содержание ОН-групп 1,6 вес.%) с 3,0 и 10,0 г 15 насыщенного раствора Н 8 С 1 и измеря 2ют их вязкость как в предыдущих при мерах, через 5 и 15 сут.П р и м е р 7 (сравнительный) . Готовят две смеси смешением 100 г бу тадиенового гидроксилсодержащего каучука (мол. вес 2000, содержание ОН- групп 1,6 вес.%) с 3,0 и 10,0 г насыщенного раствора СЙС 12 и измеряют их вязкость как в предыдущих примерах 25 через 5 и 15 сут.П р и м е р 8 (сравнительный). ГО- товят две смеси смешением 100 г бутадиенового хлорсодержащего каучука (мол. вес 3460, содержание С 130 2; 1 вес.%), с 3,0 и 10,0 г насыщенного раствора 2 пС 12 и измеряют их вязкость как и в предыдущих примерах через 5 и 15 сут.П р и м е р 9 (сравнительный) . Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового хлорсодержащего каучука (мол, вес 3460, содержание С 1 2,1 вес.%) с 3,0 и 10,0 г насыщенного раствора НС 12 и измеряют из вяз кость как и в предыдущих примерах через 5 и 15 сут.фП р и м е р 10 (сравнительный). Готовят две смеси смешением 100 бутадиенового хлорсодержащего каучука (мол. вес 3460, содержание С 1 2,1 вес 7) с 3,0 и 10,0 г насыщенного раствора СдС 12 и измеряют их вязкость как и в предыдущих примерах через 5 и 15 сут. 50Свойства резиновых смесей, содер-, жащих хлориды некоторых металлов, приведены в табл. 2.Представленные данные табл. 2 в сравйении с данными табл. 1 свидетель 55 ствуют о том, что введение хлоридов других металлов (СИС 1 , НС 12) в указанные каучуки и 2 ьС 1 в бутадиеновый хлорсодержащий каучук практически не оказывают влияния на изменение вязкости резиновых смесей во времени. Однако данные соли не вызывают ивулканизации смесей, что не ведет к достижению цели изобретения.Примеры, подтвреждающие соотношение компонентов и указанные характеристики используемых веществ1"П р и м е р 11.Готовят две смеси смещением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука(содержание ОН-. групп 1,07., мол. вес 1850) с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного. раствора хлорного железа. После смешения компонентов смеси оставляют на 5 и 15 сут и определяют вязкость.П р и м е р 12. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового гид. - роксилсодержащего каучука (содержание ОН-групп 1,6%, мол.вес 2000) с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного раствора хлорного железа. После смешение компонентов смеси оставляют на 5 и 15 сут и определяют вязкость.П р и м е р 13. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука (содержание ОН-групп 2,57. мол. вес 5000)с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного раствора хлорного железа, После смешения компонентов смеси оставляют на 5 и 15 суток и определяют вязкость.В табл. 3 приведено влияние добавок хлорного железа на прирост вязкости бутадиеновых каучуков с разным содержанием.ОН-групп.П р и м е р 14, Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового хлорсодержащего каучука (содержание С 1 1,5%, мол.вес 2100) с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного раствора хлорного железа. После смешения компонентов смесь оставляют на 5 и 15 сут и определяют вязкость.П р и ме р 15. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового хлорсодержащего каучука (содержание С 1 217, мол. вес 3460) с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного раствора хлорного железа. После смешения компонентов смесь оставляют на 5 и 15 сут и определяют вязкость.П р и м е р 1 б. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового хлорсо- держащего каучука (содержание С 1 3,57, мол. вес 500 ф с 3,0 и 10,0 г насыщенного водного раствора хлорно0285 Таблица Показатели Бутадиеновый гидроксилсодержащийБутадиеновый хлорсодержа- щий ФСодержание водного раствора хлорного железа, вес.Х 0 0 3Вязкость (25 С) Н с/мПервый момент временичерез сут 28,1 2 5,1 28,06,0 28,0 . 8 14 2 28,14,8 15,4 14,8 16,4,3 28 28,0 разрыв очность пр/м 2(10) 50 45 длинение. У,Относительн 3 110го железа. После смешения компонен"тов смесь оставляют на 5 и 15. сут иопределяют вязкость.Влияние добавок хлорного железана прирост вязкости бутадиеновых кау.чуков с различным содержанием С 1-групп приведено в табл. 4.П р и м е р 17. Готовят две смесисмешением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука (содержаниеОН-групп 1,07, мол. вес 1850) с 3,0и 10,0 г.насьпценного водного раствора хлориСтого цинка, После смешениякомпонентов смесь оставляют на 5 И15 сутоки определяют вязкость.П р и м е р 18. Готовят две смесисмешением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука (содержание ОН-групп 1,6 Ж, мол вес 2000) с 3,0и 10,0 г хлористого цинка. По истечении 5 и 15 сут измеряют вязкостьсмеси.П р и м е р 19. Готовят две смеси смешением 100 г бутадиенового гидро-ксилсодержащего каучука (содержаниеОН-групп 2,57., мол. вес 5000)с 3,0 и 10,0 г насьпценного водного раствора хлористого цинка, По истечении5 и 15 сут измеряют вязкость.Влияние добавок хлористого цинка на прирост вязкости бутадиеновыхкаучуков с различным содержанцем ОН-группприведено в табл. 5. П р и м е р 20. Готовят смеси сме=шением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука (содержание ОНгрупп 1,6 Ж, мол. вес 2000) с 1, 3,5 7, 10 и 15 г насьпценного водного раствора хлорного железа. После смешениякомпонентов измеряют вязкость через5 и 15 сут,П р и м е р 21. Готовят смеси сме 10 шением 100 г бутадиенового хлорсодержащего каучука (содержание С 1 2,1 Х,мол. вес 3460) с 1, 3, 7, 10 и 15 гнасыщенного водного раствора хлорного железа. Через 5 и 15 сут изме 15 ряют вязкость.П р и м е р 22. Готовят смесисмешением 100 г бутадиенового гидроксилсодержащего каучука (содержаниеОЯ-групп 1,63, мол, вес 2000)с 1,3,20 7, 10 и 15 г насьпценного водногораствора хлористого цинка. По истечении,5 и 15 сут измеряют вязкость.Влияние содержания хлорида металлана прирост вязкости бутадиеновых кау-25 чуков с различными функциональнымигруппами приведено в табл. 6. Из данных табл. 1-6 следует, чтопредлагаемая вулканизуемая смесь во 30 всем интервале компонентов имеет повьппенную жизнеспособность (меньшее нарастание вязкости) в сравнении с прототипом.1100285 Продолжение. таблицы 1 СНКСКНПоказатели Бутадиеновый гидроксилсодержащий Содержание водного раствора хлористогоцинка, вес.% 0 3 3 10. 0 10 0 3 1 О Вязкость (25 С)Н с/мВ первый момент временичерез сут 31,0 31,5 31,3 31,5 32,0 14,8 14,9 15,0 31,0 310 360 420 148 151 156 310 329 351 31,0 37,8 40,3 15,6 . 16,2 31,0 43 4 15 45,7 14,871 11,9 14,9 .600 518 е ее Таблица 2 Бутадиеновый гидроксилсодержащий каучук Бутадиеновый хлорсодержащий каучук Показатели Содержание. раствора, вес.З Н 8 С 1 г 0 10 0 10 Вязкость (25 С) Н с/м 2В первый момент времени после введениячерез сут5 14,8 14,8 14,6 15 14,8 14,9 Прочность при разрыве,Н/м 2 (10) Не вулканизуется Относительное удлинение Не вулканизуется е е юеее еее ее ее Прочность приразрыве, Н/м (10) Относительноеудлинение, % Содержание водногораствора хлорногожелеза, вес.% 20 24,5500 400 11,8 18,1698 521 14,6 14,5 14,8 14,5 14,6 14,8 14,7 14,9 4,8 14,5 14,7 14,8 14,9(10) Не вулканизуется Относительноеудлинение,7 Не вулканизуется Таблица 3 Вязкость (25 С)Нс/м Содержание ОН-групп, Х 2,5 1,6 1,0 3 10 0 3 0 10 3 1 О 0 8,6 16,0 20,2 21,2 21,8 9,0 9,4 . 14,8 15,4 16,9 20,2 21,9 22,68,6 9,6 9,9 14,8 16,4 15 Вязкость (25 С) Н с/мВ первый моментвремени послевведения через сут В первый моментвремени послевведениячерез сут Бутадиеновый хлорсодержащий каучук 28,0 28, 1 27,9 28,0 28,0 28, 1 28,0 28,0 27,9 28,0 27, 9 27,8 28,0 28, 1 28,0 28,0 28, 1 28,1 28,028,1 27,9 28,0 28,2 28,2 28,0 28,0 28,0 Содержание насыщенного водного раствора РеС 1, вес,й 8,6 8, 7 14,8 14,9 15, 1 20,2 20,5 20, 7,2 9,8 20,2 21,2 21,6 первый моментремени послемешения В первый момент.времени послесмешениячерез сут Содержание С 1-групп, вес.Х Содержание насыщенного раствора РеС 1 З, вес.Х 17,6 28,0 28,1 28,2 42,0 42,2 17,7 28,0 28,2 28,4 42,0 42,51 8,0 28,3 28,8 42,0 42 одержание насыщенного водного раствора 2 пС 1 , вес.Х 151 156 202 206 21,Бутадиеновый гидроксилсодержащий каучук Вязкость (25 С)Н мг РеС 1 З, вес.Х 2 аС 1 , весЛ 15 0 1 0 10 1- 3 48 148 149 150 151 152 148 148 149 Через .сут5 148 148 154 157 160 162 148 148 151.о14,8 14,9 16,4 16,6 . 16,9 17,1 14,8 14,8 15,6 15 Продолжение таблицы 6 Бутадиеновый хлорсодержащий каучук Вязкость,(25 С)Н с/м РеС 12, вес.й ЕпС 12, вес.й 7 10 7 10 15 0 1 В первый моментвремени 15,0 15,0 15,1 28,0 28,0 28,1 28,2 28,2 28,3 Через сут5 15,3 15,6 15,8 28,0 28,0 . 28,2 28,3 28,4 28,5 15,9 16,2 16,4 28,0 28,1 28,3 28,5 28,8 29,0 15 Составитель В.ОстровскийРедактор Н.Киштулинец ТехредМ.Надь Заказ 4539/22 Тираж 469 ВНИИПИ Государственого комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4первый моментремени Бутадиеновый гидроксилсодержащийкаучук Корректор Б. БутягаПодписное