Резиновая смесь

 

1; РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ, включающая этиленпропиЛеновый или этиленпропилендиеновый каучук и .кристаллический :поЛ11рфелин, отличающая с я тем, что, с целью повышения прочности смеси и улучшения перерабатываемости при термообработ-i ке вулканизатов из нее, смесь содержит в качестве каучука вулканизЪ ,ванный этиленпропиленовый или этиленпропилендиеновый каучук со степенью вулканизации по экстрагированию каучука циклогексаном при комнатной температуре 0-3 мас,% при соотношении компонентов смеси, мае.%: Вулканизованный этиленпропиленовый или этиленпропилендиеновый каучук со степенью вулканизации по зкстратированию . каучука циклогексаном при комнатной температуре 0-3 мас.%15-75 Кристаллический полиолеСП фин25-85 I 2. Смесь по п. 1, отл и ч а ющ а я с я тем, что она содержит 14-104 мае.ч. масла-наполнителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

Й ГЗАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2385537/23-05 (22) 20.07 ° 76 (31)..679812 (32) 30.04 ° 76 (33) Жц (46) 07.03 ° 84. Вюл. 9 9 (72) Оберт йочер Коран, Вальбадра

Дас ICQlA) и Раман Нурушотамдас

Патель (Индия ) (71) Монсанто Компани (США ) (53) 678,7(088.8) (56) 1. Патент США 9 3862106, кл. 260-80.78, опублик. 1975 (прототип). (54)(57).1; РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ, вклю чающая этиленпропиленовый или этиленпропилендиеновый каучук и .кристаллический полиофелин, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повы<мения прочности смеси и улучшения перерабатываемости при термообработ(iQ) SU аи A

3 5В C 08 L 23/16j С 08 L 23/рр.

С 08 К 5/01;- "ке вулканизатов из нее, смесь содержит в качестве каучука вулканизо,ванный этиленпропиленовый или эти ленпропилендиеновый каучук со степенью вулканизации по экстрагированию каучука циклогексаном при комнатной температуре 0-3 мас,В при соотношении компонентов смеси, мас.Ъ!

Вулканиэованный этиленпропиленовый или зтиленпропилендиеновый каучук со степенью вулканнзации по экстратированию ... каучука. циклогексаном при комнатной температуре 0-3 мас.Ъ 15-75

Кристаллический полиолефин 25-85

2 . Смесь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она содержит 14-104 мас.ч. масла-наполнртеля.

1079181

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разрази ботке резиновой смеси на основе оле финдиенового каучука.

Известна резиновая смесь на основе олефинового или олефиндиенового каучука, например этиленпропиленового или этиленпропилендиенового кау чука, включающая полиолефин и минеральное масло при соотношении соответственно: 35-65; 35-65, 25-75 (1 ).

Однако такая резиновая смесь обладает недостаточной прочностью и резины из нее не поддаются повтор. ной переработке при .термическом воздействии.

Цель изобретения — повышение прочности смеси и улучшение перерабатываемости при термообработке из нее вулканизатов.

Поставленная цель достигается тем, что известная резиновая смесь содержит в качестве каучука вулканизованный этиленпропиленовый или этиленпропилендиеновый каучук со степенью вулканизации по экстрагирова- нию каучука циклогексаном при комнатной температуре 0-3 мас.В при соотношении компонентов смеси, мас.Ъ|

Вулканизованный этиленпропиленовый или этиленпропилендиеновый каучук со степенью вулканизации по экстратированию каучука циклогексаном нри комнатной температуре

0,3 мас.Ъ 17-75

Кристаллический полиолефин 25-85

Резиновая смесь может содержать

14-104 мас.ч. масла-наполнителя.

Изобретение иллюстрируют примеры

Пример ы 1-11. Готовят смеси в смесителе Брабендера (температура рубашки смесителя 182oC) с введением окиси цинка 5 вес.ч. и стеариновой кислоты 1 вес.ч. на

100 вес.ч. каучука. В конце смешения прибавляют серу и перемешивают до достижения максимальной консистенции смеси, а затем еще 3 мин.

Вулканизат удаляют, перерабатывают в пластины на стане, и возвращают в смеситель для повторной переработ ки при выше указанной температуре.

Из вулканиэата опять изготавливают пластины на стане и затем подвергают пресс-формованию при 220 C и охо лаждают до 100 С под давлением перед удалением. Свойства формованной пластины измеряют и записывают. Данные различных составов приведены в табл. 1, Плотность поперечных связей указана символом и выраженная в молях на мл. каучука. Смеси 1, 3, б и 10 являются контрольными смесями без вулканизующих веществ. Смеси ?, 60

При сравниваемой твердости, пределов прочности при разрыве предлагаемых термопластичных вулканизатов следует, что пределы прочности частично вулканизованных вулканизатов значительно выше, чем невулканизован. ;ых.

В табл. 2 представлены состав и свойства резиновой смеси по примерам 12-24.

4, 5, 7, 8, 9 и 11 иллюстрируют вулканизаты по изобретению.

Приведенные в таблице данные иллюстрируют вулканизованные вулканиэаты, которые отличаются тем, что

5 они содержат меньше 2 вес.Ъ каучука, экстрагируемого в циклогексане (содержание геля выше 98%, имеют высокую плотность поперечных связей и их пределы прочности при разрыве

10 на 100 кг/см2 выше,чем пределы прочности невулканизованных контроль ных смесей. Все вулканизаты можно обрабатывать как термопластичные смолы и их можно подвергать повторной обработке без регенерации в противоположность обычным вулканизатам. Все вулканизаты приведенные в табл. 1 являются эластомерами. Это обозначает что они резко восстанав 0 ливают свои размеры (почти до 100% ) после их сильной деформации.

В табл. 1 представлены состав и свойства резиновой смеси по примерам 1-11.

Пример ы 12-24. Аналогично примерам 2-11 готовят термопластические вулканизаты, содержащие газовую сажу и масло для наполнения смесей. При этом ингредиенты и спо-. соб получения смесей соответствуют смесям 2-11 табл. 1. Сажу и масло вводят в каучук до прибавления полипропилена. Физические свойства вулканиэатов также представлены в табл. 2.

35 Вулканиэаты, содержащие большие количества масла для наполнения, имеют приемлемые пределы прочности при разрыве. Невулканиэованные смеси, иэ которых изготовляют маслона40 полненные термопластические вулканизаты с пределом прочности при разрыве ниже 100 кг/см, имеют очень низкие пределы прочности при разрыве. Пределы прочности при разрыве всех вулканизатов легко превышают пределы прочности при разрыве не2 вулканизованных смесей на 60 кг/см .

Путем изменения соотношения олефинового сополимерного каучука и поли олефиновой смолы и путем прибавления газовой сажи и масла для наполнения получают большой диапазон твердости и предела прочности при разрыве. Вулканизаты представляют собой термопластичные вещества.

1079181

Таблица 1

Содержание компонентов, вес.ч., по примерам

4 5

Состав

6 7 8 9 10 11

Ингредиенты (за исключением окиси цинка и стеариновой кислоты) МБТС- 2-бис (бензотиазолил )дисульфид

0,188 — 0,35 0,33 - О, 3 0,28 0,23

0,38

1,5

1 3 — 1,2 1 1 0,9

0,75 — 1,4

Сера

Гель, %

0,99 60 0 99 6 99 0 67 98,6 98,9 98,9 93 99,5

Приме ры 25-30. В табл. 3 иллюстрируют повышение степени вулканизации частично вулканизованных смесей путем дальнейшего перемешивания с дополнительными вулканиэующими веществами. Таким образом получа. ют термопластические эластомеры с чреэвйчайно повышенными пределами прочности при разрыве. Контрольную смесь 25 получают по способу (при-. мер 2 ) с использованием того же самого полипропилена в ограниченных количествах вулканизующих веществ, достаточных для получения тОлько частично вулканизованного вулканизата. Смесь.26 получают иэ частично вулканизованного вулканизата смеси 25 путем повторного перемешивания с дополнительными вулканиэующими веществами, общее количество вул. каниэующих веществ доводят до укаэанного уровня, а затем продолжают вулканиэацию и перемешивание в смесителе Брабандера в течение

5 мин при 180 С. Смесь 27 на основе термопластичного каучука,(ТПК ) частично вулканиэованы. Смесь 28 изготовляют из смеси 27 путем перемешивания с указанными количествами вулканизующих веществ и последующего перемешивания в смесителе Брабендера в течение 5 мин при 180 С., Смесь 29 изготовляют иэ полиэтиле- . на (показатель плавления 0,6 г/10 мин удельный вес 0,960, относительное удлинение при разрыве 600%) .Смесь 30 получают из смеси 29 путем ее перемешивания в смесителе Брабендера, прибавляя вулканизующие вещества

EPDM каучук 75 75 70 70

1Толипропилен 25 25 ЗО 30

ТМТД-(тиурам } — 0,375 - 0,7 и продолжая перемешивание до завер-, шения вулканиэации. Все смеси можно перерабатывать как термопластичные вещества.

Смеси 25 и 26 показывают, что предел прочности при разрыве незначительно повышается вулканизацией смеси EPDM каучука, имеющего высокую1полйдисперсность,до такой степени, при которой каучук имеет плот.

10 ность поперечных связей выше 7 х х 10 . Смеси 27 и 28 показывают, что предел прочйости при разрыве значительно повышается путем допбл- нительной вулканизации частично

35 вулканизованной смеси, отличающейся содержанием геля 91%,.до такой степени, что содержание геля превышает 97%. Смесь 30 представляет собой термопластичный высокоэластичный

2О вулканизат с высокой плотностью поперечных связей, содержащий : полиэтилен, и показйвает, что предел прочности при разрыве и оба коэффи циента значительно повышены по срав25 нению с невулканизованной (контрольной ) смесью 29.

В табл. 3 представлены состав и свойства резиновой смеси по приме,рам 23-30.

При сравнении, свойств смесей известной и предлагаемой следует, что предлагаемые смеси имеют значительно высокую прочность, вулканизаты их характеризуются термопластичными

Зз свойствами и легко повторно перерабатываются при термообработке при температурах приготовления смеси;

65 60 60 55 45 30 30

35 40 40 45 55 70 70

0 65. - 0 6. 0 55 0 45 — 0 75

1079181

ПРоцолжение табл. 1,г

Содержание компонентов вес.ч., по примерам

Состав

1 ! /

9 10 11

1 )I

2 3 45.,б 7

245 543 187 150 316

Набухание, %

145 148 106 91 73 у/2 10, моль/мл каучука 0 12ф3 0

16,4 16,4 0

16,4 16,4 16,4 0 14,5

Предел прочности при разрыве, кг/см 2 11,2 130 19,7 183 256

50,4 248 251 280 145 294

100% модуль, кг/см 2

12,6 39,4 20,4 56,9 77,3 49,3 81,6 86,5 115 137 139

Модуль Юнга, кг/см2

58,3 133 111 222 318 730 593 835 1656 4697 4436

180 480 180 470 460 190

530 550 560 370 580

Предполагается, что это терполимер по примеру 1 состоит из этилена, вес.Ъ 55; пропилена 42,5 и диена 2,5; полидисперсность выше 20, вязкость по Муни 55. Каучук в смесях 2-11 является терполиМером из этилена вес.Ъ 55; пропилена 40,6; диена 4,4; полидисперсность 2,5, вязкость по

Муни 100.

Т а б л и ц а 2

Состав

Содержание компонентов, вес.ч., по примерам

12 13

14 15 16 17 18

Ингредиенты (за исключением окиси цинка и стеариновой кислоты) 65

65

65

35

35

35

26

52

52

Масло для наполнения

52 104

52 - 52 104

0,65

0,65

0,65

ТМТД

0,65

0,65

0,65

0,б5

0,33

0,33

0,33

МБТС

0,33

Сера

1,3 1,3

1,3

1,3

311

174 97

130 77

301

100% модуль, кг/см 87

Модуль Юнга, кг/си 345

20

30

75

73

Относнтельное удлинение при разрыве, В .

EPDM каучук

Полипропилен

Газовая сажа

Предел прочности при разрыве, кг/см2

0,33 0,33 0,33

1,2 1,3 1,3

110 39

285 65

1079181

Р

Продолжение табл. 2

СЬдержаиие компонентов, вес ч., по примерам

Состав т т т е

12 13 14 15 (I

1 1

4 Л

16, 17 у 18

Относительное удлинение при разрыве, % 410

310 400 510

470 550

470 по Шору, 91 по Шору 34

76

70

69.14

39

19

Остаточное удлинение, Ф 11

13 т

Продолжение табл.;2

Содержание компонент.ов, вес.ч., по примерам

1 (1 i Состав

19 20 21 . 22 23 24

-аВЮ ° йигр5диеиты (за исключением окиси .цинка и стеариновой кислоты) 45

35

35

EpDN каучук

Полипропилен

Газовая сажа

55

55

36

42

72

36

Масло для наполнения

0 35

0,45

0,35

0,45

0,45

0,45

0,175

О, 175

0t23

0,23

MBTC

0,23

0,23

0,7

0.,7

0,9

0,9

0,9

0,9

Сера

177

256

155

235

155

316

Предел прочности при разрыве, кг/АР

100% модуль, кг/см2

Модуль Юнга, кг/см

109

146

236

666

1311

117

482

1228

Относительное удлинение при разрыве, % 410

570

530

490

530

550

Твердость, по Шору, л 98

Твердость, по Шору 51

89

33

29

Остаточное удлинение, %

30 Твердость,,А

I

Твердость, 1

1 !

1 !

19 16 13 33

1079181

Таблица 3

Состав

27 28 29 30

ТПК (любой термоплас- тичный каучук-диеновый) 100

100

60 »

ЕРЕМ каучук

Полипропилен

Окись цинка

Стеариновая кислота

40

3,0

3,0

3,0

3,0

0,6

0,6

0,6

0,6

0 15

ТМТД

0,9

0,6

0,9

0,45

0,45

МБТС

0,075

0,3

1,8

1,2

0,3

1,8

94,5

92,5

91,0

99,3

1,6

8 5

Предел прочности при разрыве, KI /CM

144

150

167

83

100% модуль, кг/см

74

Относительное удлинение при разрыве, Ъ

710 610

480

200

420

390 Предполагается, что это терполимер из вес.Ъ этилена 55, полипропилена 42,5, диена 2,5, полидисперсность выше 20, вязкость по Муни 90.

Предполагается, что это подобно EPDM смесей 25 и 26, эа исключением того, что содержание диена 5% и пропилена 40%.

Составитель А.Пиняев

Техред Т, Фанта Корректор А, Тяска

Редактор О.Сопко

Заказ 1000/57 Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий *

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ПЛП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4

Сера

Гель, Ф

4/2 .10

Содержание компонентов, вес. ч., по примерам

25 () (