Резиновая композиция на основе ненасыщенного каучука

 

РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА, включающая вулканизующую группу, мягчитель, наполнитель и органосилоксан, о тличающаяся тем, что, с целью повышения дин1амических свойств резин из данной композиции, последняя содержит в качестве органосилоксана метилфенил-метилвинил-спиросилоксан формулы CH3(C,Hj)(), где а 3-4,6, Ъ 1-2, при следующем соотношениикомпонентов , мае.ч.: Ненасыщенный каучук100 Вулканизующая группа1,3-8,7 Магчитель 2-11 г Наполнитель ,60-130 Метилфенил-метилвинил-спиросилоксан0 ,5-2,0

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИН

0% (И) 4(51) С 08 Ь 9/00 С 08 К .5/54

ГОСУДАРСТ8ЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

re ДКЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОТНРЫТИЙ (21) 3586219/23-05 (22) 29. 04.83 (46) 15,01.85; Бюл. В 2 (72) Б. В. Молчанов, Е.А. Чупрова, В.И. Иванов, Т.М. Антонова, P.Ã. Левит и Т.А. Меркулова (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт кабельной промышленности (53) 678. 7(088 ° 8) (56) 1. Пути модификации эластомеров.

: Тезисы докладов на Всесоюзной научнотехнической конференции. Ярославль, 1979, с. 97 (прототип).

2. Патент Англии Р 1056668, кл. СЗТ, опублик. 1971. (54)(57) РЕЗИНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НЕНАСЬНЦЕННОГО КАУЧУКА, включающая вулканизующую группу, мягчитель, наполнитель и органосилоксан, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения динамических свойств резин из данной композиции, последняя содержит в качестве органосилоксана метилфенил-метилвинил-спиросилоксан формулы (СН 3(С Н ) S 10) аДСН з(СН СН) S iO)gS10, где а = 3-4,6, Ь = 1-2, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ненасыщенный каучук

Вулканизующая группа

Магчитель

Наполнитель

1,3-8,7

2"11

60-130 ф

Метилфенил-метилвинил-спиросилоксан Ов5 2в0

С:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К *B TCPCHDMV CBWIETEllhCTBV

1134577!

0,5-2,0

60-130

Пример 1. Резиновые композиции на основе ненасьпценного каучука состава, мас.ч.: изопреновый каучук

100; сера 2,5; альтакс 1,0; дифенилгуанидин 0,5; окись цинка 40; двуокись титана 35, мел природньп1 60; мягчитель — парафин 10, каолин дегид-5О ратированный 35; стеарин 1,0; спиро-. ксилоксан формулы (СН (СьНп $10 (СН (СН2 CH) Si.Î) $10

0,3-2,5 готовят на лабораторйьгх пальцах при температуре валков 40 С. Полу- 55

0 ° ченные композиции вулканизуют в электропрессе в течение 20 мин при 143 С.

Определяют влияние количества метилИзобретение относится к органическим резинам, модифицированным кремнийорганическими соединениями, и может быть использовано при производстве резинотехнических иэделий, в 5 шинной промышленности.

Известна резиновая композиция на основе ненасыщенного каучука, включающая ненасьш(енный каучук (смесь натурального, бутадиенстирольного

/ и бутадиенового каучуков в соотношении 70:10:20), вулканиэующую группу (сера + дифенилгуанидин, тиурам и окись цинка, например, в соотношении 2:0,5:1,5), мягчитель, наполни- 15 тель (каолин+сажа) и модифицирующую добавку фенилэтоксисилоксан, например, в соотношении 100:6,5:5:100:2,5 (1) .

Недостатком указанной композиции 20 является то, что полученные иэ нее резины имеют низкие динамические характеристики.

Цель изобретения — повышение динамических свойств резин иэ данной ком- 2 позиции.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая композиция на основе ненасыщенного каучука, включающая вулкапизующую группу,мягчитель,наполнитель и органосилоксан, содержат в качестве последнего метилфенил-метилвинил-спиросилоксан формулы (СН (СьН5) Si0$„(CH>(CHz=CH) $10)ьSi0» где ol = 3-4,6; Ъ = 1-2, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ненасьаценный каучук 100

Вулканизующая группа 1,3-8, 7

Мягчитель 2-1 1

Метилфенил-метилвинил-спиросилоксан

Наполнитель фенил-метилвинил-спиросилоксана на физико-механические и динамические свойства резин, а также сопротивление вулканизатов термическому старению.

Свойства вулканизатов приведены в табл. 1, для сравнения даны свойства резин по прототипу.

Из результатов, приведенных в табл. 1,следует, что резины, содержащие метилфенил-метилвинил-спиросилоксан по основным физико-механическим свойствам находятся на уровне прототипа.По стойкости к термическому старению и сопротивлению разрастания трещин предлагаемая композиция значительно превосходит прототип. Увеличение количества модифицирующей добавки свыше 2,0 мас.ч. не приводит к дальнейшему улучшению динамических свойств вулканизатов иэ-за несовмещения ее с каучуком.

Введение в композицию модифицирующей добавки менее 0,5 мас.ч. практи- чески не приводит к улучшению динамических характеристик таких резин по сравнению с прототипом.

Пример 2. Выполняют как пример 1. В качестве основы используют смесь 70:30 бутадиенстирольного каучука СКС и дивинилового каучука

СКД. Модифицирующая добавка метилфенил-метилвинил-спиросилоксан формулы (СН (СьН ) S>0) (СН (СН -СН) $дО) ($10 ) ь з

Композиция имеет состав, мас.ч.: бутадиенстирольный каучук и дивиниловый каучук 100; перекись дикумила

1,3, сажа HN-100-60; модифицирующая

-добавка 2,0; стеарин 2,0.

Свойства вулканизатов приведены в табл. 2.

Данные, приводимые в табл. 2, показывают, что использование кремнийорганических модификаторов спироциклической структуры понижает модуль внутреннего трения на 20-39Х, а также улучшают динамический модуль на 12-247.

Пример 3. Как описано в примере I, приготовляют и подвергают вулканизации композицию, состава, мас.ч.: натуральный каучук 70; бутадиенстирольный каучук СКС 17,0; дивиниловый каучук СКД 13,0; сера 2,2, тиурам 0,47, дифенилгуанидин 0,5; окись цинка 4,6, неозон Д 0,92; метилфенил-метилвинил-спиросилоксан формулы

2134577

3 СИЗ (С 11)Si0) ДСН (СН -CH) Si01 ЯО

2,О 2 ,1,7; лак битумный 5,5, сажа печная

ПГИ 33-69; каолин 31.

Физико-механические показатели вулканизатов приведены в табл. 3.

Из этих данных очевидны преимущества предлагаемых соединений перед циклосилоксанами. Особенно значительно улучшены сопротивление истираемости и образованию трещин (на 52-647), которые могут обеспечить существенное увеличение долговечности резинотехнических изделий, а также динамический модуль на 12-247 по сравнению с прототипом. 15

Пример 4. Резиновую смесь состава, мас.ч.: этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ 100, стеарин 2; пероксимон $40 4,5, дегидратированный каолин 60, метилфенил-метилвинил-. спиросилоксан 2,0, готовят аналогично примеру

Вулканизацию проводят при 153 С в течение 20 мин. Свойства вулканизатов приведены в табл. 4.

Пример ы 5-11. Использование компонентов композиции в промежуточных значениях. Состав смесей и свойства резин иэ них представлены в табл. 5.

Из таблиц 1-5 видно, что вулканизаты резиновых смесей, содержащих предложенные соединения спиросилоксановой структуры по основным физикомеханическим показателям превосходят прототип на 22-397, по термическому старению предлагаемые вулканизаты находятся на уровне прототипа или превосходят его.

Наиболее ценным преимуществом предложенной композиции является значи" тельное улучшение динамических характеристик таких вулканизатов: так сопротивление раэрастанию трещин по сравнению с прототипом возрастает на

52-647, модуль внутреннего трения понижается по сравнению с прототипом на 29-397, динамический модуль понижается по сравнению с прототипом на

I 2-247,что позволит существенно повысить срок службы резинотехнических изделии в условиях многократной деформации.

I134577!

И 1

Х 1

& 1 о

1 I

О с

° - 1

:т 1 л

О1 л о

О1 л л

1

l

I а! ч сч I

1

1 о

1 c4

00 л

Ю о

О о л

О1 ч с 4 !

И л

О л 1

СЧ о л

С 1

00 о

D! — 4

1 а!

° 1 о о л л 1

4 1 л

00 л

I 1

» О\ о о л л СЧ

» о О 1

О о л

О1

О1 л

О1 л л в ь

1 1

I 1

1 1

\ л

Ф ф л

Р

6)

cd

Рю

Э о

А

Ц х ом о е х о х х х

Ф е

Х О

Рф . о (б 1» х м

Ф ф

Е л с4

Р о

Е»

Щ х х

Я

Е о х

1 4

1 1

1 — 1

1

I I

1 1

I 1

l

1 л ч

1 о

1 I

I

I I

Г % !

I

I I

I 1

1 nl

° 4

Ю ъ

Р

Е

Х 1

Р.

М 1

1 о

Х I

Х 1

cd

Х 1 о

1 о

I» о о

Ф х

& (Ч

1-ю х э и

Р ХО х хф Ф

A cd

О 1- О, Х О И

Я х х ! :

dI х

E о

Р

М Я о л

О Р. о са

I C0 са о и и

О Р.5 х С0

ОХ cd

Ф 1 ф

О5 О1Р, И о х

1134577

Таблица 2

Показатели

Прототип

20

Напряжение при разрыве, кгс/спи

194

187

138

500

530

420

По.сопротивлению разрыву

1,01

1,02

0,97

По относительному удлинению

0,98

0;96

0,79

Модуль внутреннего трения, кгс/см2

31

12,6

14,8

24,0

Таблица 3

Показатели

138

138

420

380

364

309

39

20,5

39,4

0,97

1,08

По относительному удлинению

0,79

0,83

Подвулканизация по Муни при 130 С, мин

Относительное удлинение, 7

Коэффициент теплового старения (72 ч при

110бс) Динамический модуль, кгс/см

Напряжение при разрыве, кгс/см

Относительное удлинение,X Истираемость, см /квт.ч

Динамический модуль, кгс/см

Модуль внутреннего трения, кгс/см

Сопротивление образованию трещин, тьк. циклов

Коэффициент теплового старения (56 ч, при 70 С)

По сопротивлению разрыву

Модификатор по примеру

Модификатор. По примеру 3 По прототипу

38

30

1134577

10 (:Ь О 1

«»

СО О а ь м О л ь

Ю ь ь а

Ch О«с ) С Ъ 1/

00 л л СЧ

Ь сч

СЧ ь

Ю ь о

О0 СЧ ь ь

00 л л Ch ь сч ь и о

00 СЧ

° I I 4 1 W t

at t ч

cd 1 W1

Ю I I о 1!!

1 О!

1 1

) Ch! л ь ь л 3

< 4

1 ь л ь ь с

О1 <Ч

I о ч

Р1

a I

II t л

М ь о

С 1

Э о ж - o о л

Щ

ccl 1

3 о

I E о!

0! 4

4 о ж

1 I I

1 I

I (-ч ь ч

I I

1 I

1 1

«О1 ю

I I

I Ч

1 !nt

1 1

1 а! !

I I

1 l

I I — 4

1 1

1 1

1 1

oI

° ч

Р - I

° f

vt ut б 1 01

X 1 1

1 1

cd 1

Х I

Я I о ч

Е «-!

a I

1 «О!

Э Э

Ж Ж х х

Эс4 Э«Ч

K Е М Е

О da V

Д Д

4v 4v

Э 4 cd 4 х м э

Э Э о

Е» Р о

v о

Х I ь ь о о р, 4 о Р м v

I о ж о р,о

Х Ccl

Э

5 д ох э",! и и х э о ë х д о а о ц ж,» оа ой ож р t» w р, о д и н

1 и1 с ) I

I 1 о (л

Г !

1! о

1 о

1 о а

1 1

1 1.I 1

1 I о о (л!

I (1

1

1 (1

1

1

I л l o

1 с

Р(6!

& о

I

I . I

1 и

g о ( л

Х л

I

I 1

I I со Ь

1 l c

1134577 о а î о л л л A сЧ i О И о

1 с 1 1 о сч о о о о ф c o

D о л л л в

I СЧ СЧ I О О -З о а о о л л Ю л о . а о сч I 1

I о л о о о

D л л л Ф Ф

О 1 — Л о сч с о 3/1 л в л о о л сч Ь 1 л сч с сч о сс о о л л л л о сч сч 1 о со

1 I

D сч о ь ь л В Э

I л с"1 I I 1 1 I I

1 i 1

I l

I I

1 (.„ 1

1 1

1 1 1

1 1 1 и

I 1

I ь о

%

1

И

К К 3.а ж

114 И

cd 5о

1 р, I!

> Я gjCJ

Ж Ф v u

Iq3 mO Ф, ж ж са 14

6 В

М

6 к(Х о а ж

14 о

М

3 о

М и о

И съ о е о о л л л а о

Ю сч — o a n î i — I

l l 34577 е» о сл а а о о

an с 4

/1 ф а с 4 Ф л е сч с.4 е» л со о оо а а /! о о vl Oa еч еч О О т еЧ о

О Сс

\ » а м о 3/Ъ O N ЕЧ о со о -т о m а а а о1 О О о .Ф 4) е4 < 1 /Ъ о с Ъ оО а а а Ос еч -о о о m сч сп л ° О /» о оо

° а .Л ф ф О о о л сч е о о an о а с/! е» о ю со cD an о о

» а а N О Оа о л л сч сч о

CO о о

МЪ ф о о m а сч

О е е еч еч ф

П!

1»

cd а о со В с ф о о/

I»

cd ф о о а а ф Сас о

cd о а5а

O1-XI2

1 ос ф

8 о о о dO

° о а с \ с 4

1 - cn л 1 с 4 Ф о m л о а D а о\ О \

1 ° 1 Ф I an о 5/Ъ оо о а а С 4 CO

1 со I ш а о о о о о а an о аО О N I с/\

CO О ч чо о а о о о о а сч и ъ о о

К> I N

D о о о о а С4 /»

1 1 I о

g ! 11 а О a V а cct о о о g

dI Д

CI о1 1о а

O 14l

3 р