Композиция на основе бутадиеннитрильного каучука
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 11. 79 (21) 2841003/23-05
Союз Советски к
Социапистичесиик
Республик .854954 (5! )М.-Кл. с присоединением заявки,%
С 08 !. 9/02
С 08 1. 33/00
С 08 К 5/03
С 08 К 5/37 (53) УДК 618.7 (088.8) 9вударстввнный квмнтет
СССР да делам нзаеретеннй н вткрытн!! (23) Приоритет
Опубликовано 15.08.81. бюллетень М 30
Дата опублт!коваиия описания 15.08.81.В.А.Донцов, В,А.Пицык, C,К.Ярош, ).С.Афанасвев ,и Н.И.Мягкова
1=;;.
I (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель
Ордена Ленина институт химическо физики
АН СССР (54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО
КАУЧУКА
5-50
2-4
1-2
Изобретение относится к резиновой промышленности и касается разработки композиции ва основе бутадиеннитрильного каучука.
Известна композиция на основе бутадиеннитрильного каучука (СКН) 5 и олигоэфиракрилата, включающая наполнитель (сажа), нереакционноспособный пластификатор (дибутилфталат) и инициатор химического превращения— перекись бензоила в соотношении со- тв ответственно, мас.ч.:
100:20:60:50:1 (11.
Однако данная композиция не обесаэ печивает улучшение технологических свойств, повьппение ее стойкости к подвулканизации и улучшение физико-механических свойств резин.
Цель изобретения — улучшение технологических свойств композиции, повышение ее стойкости к подвулканизации и улучшение физико-механических свойств резин из данной композиции.
Поставленная цель достигается тем, что композиция на основе бутадиеннитрильного каучука и олигоэфиракрилата, включающая -йаполнитель,нереакционноспособный пластификатор и инициатор химического превращения, в качестве последнего композиция содержит смесь из со -гексахлорпараксилола, ди-2-бензтиазолилдисульфила и серы взятых в соотношении 1: 1-2: 2. при следующем соотношении компонентов. мас.ч.:
Каучук 100
Наполнитель 50 — 160
Нереакционноспособный пластификатор . 30 — 50
Олигоэфиракрилат
Сера
Ди-2-бензтиазолилдисульфид (ДВА 2 — 4 сЮ- гексахлор-иксилол (ГХПК) . 8
Пример 1. Иа лабораторных вальцах при 60-70оС готовят маточную смесь на,основе.бутадиеннитрильного каучука CKH-26 100 мас.ч. наполните" ля-неактивного техуглерода ПМ-1595 мас.ч.,активного техуглерода IIM" 100
55 мас,ч, и целевых добавок (окиси цинка, параоксинеоэона, стеарина).
Для равномерного распределения наполнителя в каучуке необходимо в процесссе введения одновременно с техуглеродом добавлять по частям пластификатор дибутилфталат (ДБФ) и или олнгозфнракрилат (03A}. В отсутствии пластифнкатора качественных смесей получить йе удается. В этой серии экспериментов в качестве ОЭА композиция содержит OL QU -диметилакрилат-(бис"оксиэтилен) фталат (МГФ-1).
Ъулканизационно-йнициирующую груп пу согласно изобретению вводят после смешения всех остальных ингредиентов. Рецептура приведена в табл.1, графы 10-13.
Аналогично готовят композиции по известному способу, для чего вместо вулканизационно-инициирующей группы согласно изобретению вводят органическую перекись-перекись бензоила (табл.l, графы 4 и 5) °
Для сравнения в тех же условиях готовят контрольные композиции,ко" торые применяют в промышленности реэино-технических изделий (РТИ).
Они не содержат реакционноспособных пластификаторов, а в качестве вулканкзующей группы содержат смесь серы, ДБТД, тиурама в разных пропорциях (табл. 1, графы 1-3) .
Перед вулканиэацией композиции определяют ее вязкость, пластичность и сопротивление подвулканизации.
Результаты испытаний приведены в табл.2 °
Вулканизацию смесей проводят в электрическом прессе под давлением
150 атм 15 мин при 150OÑ (оптимум вулканизации) . Результаты основных физико-механических испытаний вулканизатов приведены в табл.2.
Из данных табл.2 следует, что введение ОЭА МГФ-1 дополнительно к нереакционноспособному пластификатору ДБФ значительно снижает вязкость композиции и повышает ее пластичность в сравнении с контрольной смесью. Использование ОЭА беэ ДБФ не обеспечивает необходимого сниже35
45: пы (табл.1, графы 6-10). Как следует
5
30 ния вязкости. Использование вулканизующе-инициирующей группы значительно (в 2-3 раза) увеличивает время нарастания вязкости при 12(PC по сравнению с известной и контрольной смесями и практически исключает ,подвулканизацию опытной композиции в процессе переработки."
Таким образом, физико-механические показатели вулканизатов предлагаемых композиций.(условная прочность, эластичность, твердость ) не уступают и даже превосходят соответствующие характеристики контрольной и известной композиций.
II р и м е р 2. Готовят композиции согласно примеру 1, но вместо
ОЭА МГФ-l вводят 20 мас.ч, 03А- с, Ю -диметакрилаттриокси этилена (ТГМ-3). Результаты испытаний приведены в табл.! (графы 14"16). Как видно иэ табл.1, компбэиции с ТГМ-3 превосходят по всем показателям контрольную и известную композиции. Увеличение дозировки ДБТД снижает время подвулканизации и увеличивает вероятность скорчинга.
Пример 3. Готовят композицию согласно примера 2, но в качестве
ОЗА вводят20 мас.ч. смеси ТГМ-3 и
МГФ-1 в соотношении 1:1. Результаты испытаний приведены в табл.1 (графа
17). Композиция, содержащая смесь реакционноспособных ОЭА, превосходит по комплексу показателей известную композицию, не уступает по свойствам композициям, содержащим индивидуальные ОЭА, но при условии соблюдения соотношения дозировки компонентов в вулканизующе-инициирующей группе (,см.табл.l).
Пример 4.Готовят композиции согласно примера l,но варьируют соотно шение компонентов вулканизующей групиз результатов испытаний, отсутствие ! одного из компонентов вулканизующей группь(либо снижает время нодвулканизации, либо не обеспечивает достаточного уровня физико-механических показателей. Только обязательное введение тройной системы (ГХПК, ДБТД и сера) в композицию обеспечивает достижение необходимого уровня свойств по комплексу всех показателей.
Пример 5. Композиции гото-. вят в реэиносмесителе при 70 С. Рецептура приведена в табл.3. В этой
5 85495 серии экспериментов в качестве- эластомерной основы берут каучук СКН-IS,, наполнителя-неактивный техуглерод
ПИ-15, а реакционноспособного пластификатора — МГФ-i. В смесь вводят целевые добавки: ингибиторы подвул-, канизации, ускорители и активаторы вулканизации, мягчнтели и т.д., а также инициирующе-вулканизующую груп» пу. Ь опытных композициях варьируют ф содержание ОЭА и наполнителя.
Композиция по известному способу содержит в качестве инициатора ireрекись дикумила, а контрольная композиция представляет собой серийную IS рецептуру, применяемую в производстве. Как и в примере I определяют вязкость, пластичность и сопротив- ление подвулканизации.
Далее композиции вулканизуют при Лв
160 С 5 мин в электропрессе (оптимум вулканизации) . Определяют основные физико-механические свойства вулканизаторов, показатели их иабухаемести в средах, а также коэффициенты старе" и ния и мороэостойкости.
Результаты испытаний приведены в табл.4. Из них следует, что йо комплексу показателей опытные смеси согласно изобретению значительно превосходят контрольную и не уступают известной, причем по ряду пока»
4 Ф зателей (вязкость, время подвулкажзации ) даже превосходит его.
Пример 6. Композиции.готовят, как в примере 5, но в качестве эластомерной основы берут каучук
CKH-40. Рецептура и основнае свойства-приведены в табл.5 н б соответственно. Из табл.б следует,что опытная композиция превосходит но
:сопротивлению подвулкаиизации и не уступает известной по остальным показателям.
Таким образом, композиция на основе бутадиеннитрильного каучука, .содержащая большое количество наполнителя, может быть легко -переработана при введении в нее ОЭА, а при переработке каучук-олигомерная композиция, содержащая тройную вулканиэующую(инициирующую )систему, состоящуюиэ смеси ТХПК,ДБТД.и серы в указанных соотношейиях, позволяет избежать Ъодвулканизацин. Такая ком- позиция превосходит известную по комплексу свойств. При вальцевании и вулканиэацин композиций не обнаружено неприятного запаха, характерного для известных композиций.внедрения. Преимущества предложенной композиции в наибольшей степени проявляются в высоконаполненных смесях для получения изделий с повышенной .вердостью.
-:854954
) ъ O e D (Ч ° 1 !» «м
4 - Ю
Cu СЧ 1 1 1 с+ !
° Л
C4 еее ее, о
СЧ о
Ю
I 1
С4 е» ° е»
° л
}/)
}О
I о
Ю
L !
«4 е» ° м ) е( ь е» 1 о
1 }() Ф
6 В аа о
I 1Ч I
« °
Ф ь
1 CV
1. л
Ю
1 с4 (}(1 ь
4Ч 1 I
Ь I (I ь
I I. 1
° в фФ } °
° @ей о су Ж и Ж
}л
)) ел
Ф
Ж
1)(IaI о а (.Э Ct
Ф л ь
МЪ
1 (I, I
CV I л
I 1
Ф Ф
I сЧ I I I ь
Ю
Ю
an
Ю
}Г}
С}
}}
t
° л
«/
C}a
}л
Cf о
I f
° Ë
I Ю
1 Ю
) «»
S54954
«
I t» I
»1
1 О1
»
«СЪ л
Ф
М
Ц
1С3, ф
5С со
С Ъ л
Ю
Ю
CV! !
«С Ц!
»м!
Ю
С Ъ
СЧ
Ф л
Ю
СЧ л
Ю л
СЧ
СЧ л
1 — 4
С Ъ !
CO
Ю л
О ..Ct«
«сЪ л сЧ
1. I
«О
СФЪ л
Ю л л
СЧ
СЧ
СЧ!
»!
I.! I
»!
° ю!
С Ъ «О I
СЧ.1 л
С л
«ГЪ л
СЧ б л
Ю
С Ъ (! !
I ! !
Ф л
«Ъ л
С«Ъ
«Ъ л л.о«
СбЪ л
° Ю о
Ю л
С0 л
Ю л
СЧ
1
Ю л
Ю л
СбЪ
Ю«
С3«
С«Ъ л
«СЪ л
««Ъ
СО
СЧ
«33 1 «СЪ
1
3 — — 3
1
I I
««Ъ
СбЪ л
««Ъ
Сб) ь
«СЪ л со
С«Ъ
I I
3 I
3 — 1
1
° »
Ф
3» о о
С!
С«Ъ л о
Ю
СЧ
СЧ
Ю л
Ю л
Ct«
Ю
С3
° ф
С Ъ л
Ю
СЧ
Р « оо
3= O
v r. 3С
О g. «33
««3 Я
СС3 5 Збв о
3»C t Q
03 le о
«33
Д л
Е» СбЪ
v л о м о
М ф о а
««3О 3:
1 ««3
1 333
1 3»
С3
ФЯ о
333 о
g л
3«3 ««3 Р.
О Е д v
3 2
I
1«
I
I !
I
3 ot
1 О1!
1 л л
С.3 о КК5
333 ф л
Р,««3 «0м
СО 3„" С«) «б
О Е,С3
Л 1
00 1
СЧ!
00 3
СЧ!!
Э О 1
РЗС!
С!О!
««3 !
Л3
854954
Ингреди енты
Содержание, мас.ч., в композициях
ИэвестКонтроль ная
Предлагаемые ная
ЮЬ»Ф фВЮ»»»ф» Ю
»
3 —.:4 5 6 7 8
1 2
2 2 2
2,5
Сера
2,7
2 2 2 2
ДБТД
0,25
ДФГ
Перекись дикумила
0,5
4i °
10 20 20 5 50 20
ОЭА ИГФ-1
l 20 ) 20
Техуглерод
ПИ-15
120 )60 50 120 120 )20 .
Состав маточной смеси,мас.ч.: СКН-)8 100») окись цинка 7,5; сантофаекс УР 1; параоксинеозон 1, альдоль — P-нафтиламин 4; стеарин ); фталевый ангидрид 0,5; ДБФ-30.
Таблица 4
Композиции
Свойства
Предлагаемые
Иэвестонтроль ая
60 68 45. 65 55 65
0,17 0 20 О,t9 0,28 0,15 0,35 0,23
0,12
Время до начапа подвулканизации .при 12(РС (й+5), мин 6,5
l5,9 14,5 15,0 17,0 16,5 )0,0
12,0 11,5 13,0 !1,0 11,0 14,0 9,8
Условная прочность, ИПа.
l2 5
Относительное удлинение,Х
180 ) 50 220 160 ) 40 150
150
Вязкость по
И при )200С усл.ед. 86
Пластичность по ГОСТ 4)5-73, усл ° еде
12
Т",а б л и ц а 3
854954
Свойства
Кои
Предлагаемые ная остаточное удлинение, Ж
Твердость по
TN-2,усл. ед.
75.74
l,0
Ор25
)8ý5 17ю5 - 1810 16эО
20,5 масло АМГ— 10, 70ОС
Таблица 5
Ингредиенты
Контроль ная
Известная
Сера
ДБТД
ГХПК
Перекись дикумила
Z0. 20
ОЭА МГФ-1 к Состав маточной смеси,мас.ч.: СКН-40 !00; техуглерод
)IM-l5 )20; окись цинка 7,5; сантофлеМс УР l; параоксинеоэон );альдоль-Р-нафтиламин 4; стеарин 1, ДБФ 40.
Коэффициент теплового старения при 70 C °
144 ч по относительному удлинению
Коэффициент морозостойкости по эластичному восстановлению .
Набухание 24 ч, Xl бензин.+ бензол, 20 С, Продолжение табл. 4
Композиции
3 4 5 6 7 8
7 l 78 6О 70 75 74
0 98 0 96 1 0 " 0 98
0,60 0,66 . 0,70 — — 0,40
35 35 30 - 35 .25
Содержание, мас.ч., в композициях
854954!
Таблица 6
Композиции
HsBecTПр едла гаемая ная
Вязкость по Муки при 120 С,усл.ед. 96
70
Пластичность по
ГОСТ 415-73
0,07, 0,19 0,20
Время до начала подвулканизации при 120 С (t+5) мин
2,2
2,6
8 О
Условная прочность ИПа
14,0
14, 0
16,5
Относительное удлинение,%
160
150
190
Остаточное. удлинение, %
Коэффициент теп" лового старения при 70 С,144 ч по относительному удлинению
0,85
1,0
1,0,Набухание в бензине при 20 С, .24ч Ж
10 О
5 О
50-160
Формула изобретения
30-50
5-50
2-4
2-4
1-2
ВНИИПИ Заказ 6826/34 Тирам 530 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ущгород, ул. Проектная. 4
Композиция на основе бутадиенНитрильного каучука и олигозфИракри40 лата, включающая наполнитель, нереакИионноспособный пластификатор и инициатор химического превращения, о тл н ч а ю щ а я с i тем, что, с целЬю одновременного улучшения
4$ технологических свойств композиции, повыпення ее стойкости к подвулканизации и улучшения физико-механических свойств резин из данной композиции, в качестве инициатора химического превращения композиции содерзит смесь; . 50
>из се -гексахлорпараксилола, дн-2-оенэтиазолилдисульфидаи серы,взятых в соотношении 1:1-2:2, при следующем соотношении компонентов. мас.ч.:
Каучук
Наполни тель
Нереакционноспособный пластификатор
Олигоэфиракрилат
Сера
Ди-2-бенэтиазолилдисульфнд
1Ю -гексахлор-п«ксилол
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
У 411097, кл. С 08 4 9/02, 1974 (прототип).







