Вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука
. Союэ Советскик
Социалистических . Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 230180 (21} 2724210/23-05 (51) М. Кл.
2872110/23-05 С 08 L 9/00 с присоединением заявки ¹â€” С 08 К 5/34
Государственный комитет
ССС Р но делам изобретений н открытий (23) Приоритет 1 0279
Опубликовано301031. Бюллетень No 40 (5>) У4К 678.7 (088. 8) Дата опубликования описания 301031 (54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ HA ОСНОВЕ
НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА
Р 3 (нз з снуем Ъ-сн
ОН
Ф (3) 3
НО
Фз)з
Изобретение относится к резиновой промышленности. в частности к вулканизуемой композиции на основе ненасыщенного каучука.
Известна вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука, или смеси ненасыщенных каучуков, включающая,термостабилизатор — производное пиперазина: N,N-бис-2(окси-4,6-диметилбензил)пиперазин(фенол 89), например, в количестве 1-3 мас.ч. на
100 мас.ч. каучука (11.
Данная композиция имеет .неудовлетворительные технологические свойства. а резины иэ нее — низкие электроизоляционные свойства в процессе термического старения, хотя и обладают высокой тепмостойкостью в статических. условиях.
Цель изобретения — улучшение технологических свойств композиции, повышение электооизоляционных свойств резин из нее в процессе термического старения при одновременном сохранении термостойкости в статических условиях.
Поставленная цель достигается тем, что вчлканизуемая композиция на основе ненасыщенного xàv÷óêà или смеси ненасыщенных каучуков, включающая термостабилизатор — производное пипе- разина,в качестве последнего содержит
N, N -бис (3, 5-дитретбутил-4-оксибензил) -пиперазин (пнперазин А) формулы в количестве 0,8-1,5 мас.ч. на 100 мас,. ч, каучук а.
Пример 1. Резиновые композиции на основе ненасыщенных каучуков (состав см. табл. 1) готовят на вальцах при температуре валков 60 С. Поо лученные композиции вулканизуют в электропрессе в течение 20 мин при
143 С. Определяют влияние количества пипераэина А на физико-механические свойства резин. а также сопротивление вулканизатов термическому старению.
Свойства вулканизатов приведены в табл. 2. Для сравнения приведены зойства композиции-прототипа. содержащей в качестве термостабилиэатора
Фенол 89.
876673
Иэ результатов, приведенных в табл. 2 следует, что резины. содержащие пипераэин А, по склонности смесей к поавулканиэации, а также по основным физико-механическим свойствам находятся на уровне прототипа. По стойкости к термическому старению предлагаемые композиции значительно
Превосходят прототип. С увеличением количества пиперазина A в вулканиэатах сопротивление термическому старению вначале возрастает, а затем несколько уменьшается. Поэтому чвеличивать его содержание свыше 1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука нецелесообразно. В то же время уменьшение содержания пиперазина A ниже 0,8 мас. ч. приводит к снижению термостойкости резины.
Пример 2. Резиновые композиции 1,2,10,11 (табл. 1) готовят аналогично примеру 1. Исследуют влияние пиперазина A на физико-механические свойства вулканиэатов и сопротивление резин термостарению в композициях на основе натурального или полииэопренового каучуков
Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Как следует из результатов, приведенных в табл.. 3, резиновые смеси на основе НК / или СКИ-ЗД/ имеют высокое сопротивление термическому старению при сохранении высоких фиэикомеханических характеристик. . Пример 3. Резиновые композиции состава, приведенного в табл.1 (смеси 8 и 9), готовят аналогично примеру 1. Вулканизацию проводят в электропрессе при 143 С в течение
30 мин °
Определяют влияние состава композиций (мягчителей, ускорителя, наполнителя) на свойства резин, содержащих пипераэин А.
Свойства вулканизатов.приведены в табл.. 4.
Иэ приведенных в табл. 4 экспериментальных результатов следует, что хотя состав композиций и оказывает влияние на сопротивление резин, содержащих пиперазин А,.термическому старению, однако во всех случаях коэффициенты теплового стареиия по прочности превосходят прототип, а по относительному удлинению либо превос-. ходят его, либо находятся (1 случай) на одном с ним. уровне.
Пример 4. Определяют влияние термостабилизатора (пиперазина A) на электроизоляционные свойства ао и после увлажнения в процессе теплового старения при 1000С в течение .
96 ч. Изготовление резиновых смесей и их вулканиэацию осуществляют аналогично примерам 1-3.
Состав резиновых смесей. приведен в табл. 5 (смеси 10,13,14).
Как следует из результатов испытаний (табл. 5), циэлектрические свойства резин, содержащих пипераэин
А, находятся на уровне прототипа.
Пример 5. Резиновые смеси состава,. приведенного в табл. 6 (смеси 12-14) готовят аналогично примеру
1. Вулканизацию проводят при 143 С
20 мин. Определяют физико-механические свойства вулканиэатов и их термо 0 стойкость. Из состава композиций пол.ностью исключен один из компонентовфенолФормальдегидная смола.
Иэ приведенных в табл. 6 результатов следует, что исключение иэ состава композиций фенолформальдегидной
1э смолы при наличии в резиновых смесях пипераэина A не оказывает влияния на снижение термостойкости и ухудшение основных Физико-механических свойств.
Таким образом, предлагаемая нами
20 композиция. содержащая в качестве термостабилиэатора пипераэин А, позволяет значительно повысить стойкость резин на основе ненасыщенных каучуков или их смесей к термическому ста 5 Рению при сохранении высоких Физикомеханических и диэлектрических свойств в улк ани э атов °
Пример 6. Резиновую компоэ ицию на основе хлоропре нов ого к аучука (смесь 15 табл. 7) готовят аналогично примеру 1. Полученные композиции вулканиэуют в электропрессе при
143 С в течение 30 мин. Определяют влияние пипераэина A на технологические, а также физико-механические, электроиэоляционные свойства резин до и после теплового старения.
Как следчет иэ табл. 7, шприцуемость резиновой смеси из предлагаемой композиции значительно превосхо40 дит прототип.
По пределу прочности при разрыве, относительному и остаточному удлинению до термического старения преалагаемая композиция находится на одном
45 уровне с прототипом, а после термического старения превосходит его.
Электроизоляционные характеристики резин из предлагаемой композиции и прототипа цо теплового старения нахоур дятся на одном уровне, а после терми.ческого старения v резин иэ предла° гаемой композиции они выше.
П Р и м е р 7. Резиновую композицию на основе нитрильного каучука (СКН-26 МС) готовят аналогично примеру 1. Смеси вулканиэуют в .течение
60 мин при 143 С. Определяют влияние пиперазина A на технологические свойства резиновых смесей, а также на физико-механические и электроиэоля60 ционные свойства резин до и после термического старения;
Как следует иэ табл. 8, шприпуемость резиновой смеси из предлагаемой композиции выше, чем у смеси прототипа.
676673 г
По преаелч прочности при разрыве, относительному и остаточному удлинению вулканизаты из предлагаемой композиции по термического старения находятся на одном чровне с прототипом, а после старения поевосходят его.
Электроиэоляпионные хаоактерист и-. ки резин из предлагаемой композиции и прототипа до теплового старения накопятся на одном уровне, а после термического старения у резин иэ
5 предлагаемой композиции они выше.
876673
1 а-4 !
1 о, сл 1 о (л о а
tn I
О 1 1 1 О «O О (сч (съ сч о
ГЧ 1 о о о о (л л an
О 1 ! (о О т-(an an а сч (л ю (о
1 м
1 . %-(1
1- — — сл ссЪ lA Л о о Оъ о сл с 3 СЧ (1Ъ I (с с 1 с с с 1 сЛ) (с (М т-(tA М СЧ т-(г
ЕЧ 1
1
1
I .
I м
1 т-(1
О
ГЪ сл
1 сч ссъ с с с Ъ ГЧ о о ю о с с
an м сч о
Г Ъ
lA сч ю с с м (О О О с с
lA М СЧ
0Ъ
% о с
%-(о о! 4 о (ъ
° с с сЛ СЧ СЧ
lA с
М (л с н
Г
Ig» е о е
Ю
Ю I
%-(м ф 00 î D о сл
1 с с w с с I I СЧ с 1
М Г-(O an Г Ъ сч -(Ю
\О (\ м о (с с
lA М
l6
О
1О с сЧ
Ю 3 (СО
\с %4
1, I
I4
Х
Х 1 е а
Ю
tA М с
M о с
%-(о о с
tA с Ъ
Гс сч сл л
I с < c4 Ф
I 1 с
Х
О
О
Е
Ю с
%-(1 (с
СЧ (Л с с м а(о о с
lA Г Ъ о с I сч
lA
aCt . с
% (I I
Ю 0Ъ (с
° -4 -(сО !
1 с — — 4
Ю с Г (о ю с с
tA Г Ъ сч (л с с ч-(о с I сч
1 1
1 (л 1
I! сч (л с с м с-(CD с
%-(о о
%-с %-(о о с
lA с Ъ о с сч
1 I
tA
СЧ lA с с
Г Ъ (Л lA O м м М о о о с с сл м сч
D с
Г-(CD (%-(00
1 с
1
1 Г Ъ
1
à — 1
lA
СЧ lA с с
М Г.(о с
° -(Оъ о м м о о о с с
lA (1Ъ ГЧ о (с
Г (с ч
СЧ ln с с
ГГ(ГЧ
CD о I
lA с с
0O (с с с с(Ъ СЧ Сч
Ю сп со -(%
Ю о
%-4
tr o с ° с
Г Ъ г1 о an с с
tA (Ч с0 с
Ю с сч
C) O
Я с
%-(Т-(1
I.
1 сч 1
Ю 1
I 1
I х
Х
Х 1 (6 I
Ц
0 I
Оз I х
Х
0 (6 (6 е а
О
0 0
1
1 3
1 Н
I Х
1 О
Х
I 66
46
2 М
Хж юс(Ц (6 Х а»
» Рф (с»
l6 (6
Х Х
Ig
2 В д сс)
0 I
Х с, е X
0 0 (»
0 (0 Х
Х»
0 а д
О»<
Х g
Х (6 с ъ
Я Х I
Е4 Й
»20 (с(х а а
Х ое ах
Х Ф
0 l6 а
И Х 4
Х
»
Ф
»
С6
Х сс о
Ц сч
I ах (.с К
Х 0 и х
Х Х
& I=t сО
Ц
Х е
Ц( (: (6
X t6 а
0 0
& и
О
Х .О (6 х
Х
Х (6
Х Х (6 Х
Х
Х
A Ф &
О О х х а
Х И о о и
1 (6 0
2 0
Х Х
l6 (с(а а, х 4 а О х (6 Ц Х
Ц FJ
Е Х Х (6
v x 2 а (х е
Е (6 П3
Е М(0 И
1 1
1
1
I 1
1
1
1 1
876673
- Смесь
Показатели.
6 7 . Прототип
7,0 о,ао
Прочность при растяжении, МПа
9,40
Относительное удлинение при разрыве, ф
550
Остаточное удлинение, Ъ, 30 30 . 25, 25 30
Коэффициент термического старения (40 сут, 110еС
К„ (по проч- 0,57 . 0,64 ности) 0,65 0 63 0,62
0,55
К (по относительному 0,91 0,92 удлинению) 0 93 089 .0 90
0,87
Таблица 3
Свойства резин
Смесь
Показатели
Прототип
Прочность при растяжении, МПа
9,6
10,1
12,3 9,6 9,9
Относительное удлинение, Ъ
434
350
438 .570 . 400
Остаточное удлинение, Ъ
31 26
25
Время начала подвулканизации (т ), мин
Напряжение при 100% удлинении, МПа
Таблица
Свойства смесей и резин из них
7,5 7,5 8,0 8,0 7,0
0,82 0,85 0,87 0,95 0,95
9,50 9,65 9,74 9,80 . 9,68
560 570 590 580 560
876673 а2
Продолжение табл.3
Показатели
Смесь
К (по прочности) 058 062 056 057
0,55
К (по относительному удлиненин)) 0,92
0,87
Таблица 4
Свойства резин
Смесь
Показатели
Прототип
Прочность при растяжении, МПа
9,68,10, 0
10,2
9,40
Относительное удлинение, Ъ
550
560
490 . 470
Остаточное удлинение, В
29
30
К (по прочности) 0,58 0,59
0,62
0,55. К (по относитель-, ному удлинению) 0,90
0,89
0,87
0,87
Коэффициенты термического старения (4 сутр 120oC) Коэффициент термического старения
4 сут, 110 С
2 ) P 1 } .GPQTGTHII
089 088 088
876673
Смесь
Показатели
13
14.
Прототип
3,1 10
3,2 ° 10
0,003
0,003
0,002
0,002
33
31 9
7 8. 1044
0,018, 0,005
26
30
Смесь
Показатели
14
Прототип
8,2
7,7
9,1
8,8
510
580
500
540
До увлажнения
Удельное объемное сопротивление, Ом см
Тангенс угла диэлектрических потерь
Электрическая прочность, к 8/мм
После увлажнения (20 C, 4 сут) Удельное объемное. сопротивление, Ом-см
Тангенс угла диэлектрических потерь
Электрическая прочность, кВ/мм
Прочность при разрыве, МПа
Относительное удлинение, %
Свойства резин
45 8, 1 14, 14
0,011 0,014
Свойства резин
Таблица 5
Та блица 6
876673
Показатели
12 13
Прототип
25
27
Коэффициент термического старения:
10 сут, 110 С
К (по прочности) 0,68
0,67
0,66
0,58
К (по относительному удлинению) 0,93
0,94
0,93
0,87
4 сут, 120 С
К (по прочности) 0,73
0,72
0,74
0,64
К (по относительному удлинению) 1,00
0,95
0,99
0,94
Т а блица 7
Свойства смесей и резин из них
Смесь
Показатели
Прототип
Шп ицуемость смеси, см /с
2,6
1,0
Прочность при разрыве, МПа
9,4
9,5
Относительное удлинение, В
480
460
Остаточное удлинение, Ъ
Остаточное удлинение, В
\ (Продолжение табл.6
876673
Продолжение табл.7
Смесь
Покаэатели
0,60
0,70
0,75
0,82
До увлажнения
2,6 ° 10"
3,2 ° 10
0,010
О, 008
Электрическая прочность, кВ/мм 15
12 1 6. 10
0,009
0,020
Коэффициенты термического старения
10 сут, 110 С
К (по прочности) К (по относительl ному удлинению) Элек троиэ оляционные характеристики реэин после теплового старения при 120 С 4 сут.
Удельное объемное сопротивление, Ом см
Тангенс угла диэлектрических потерь
После увлажнения (20oC 24 ч.) Удельное объемное сопротивление, Ом см
Тангенс угла диэлектрических потерь
Электрическая прочность, кВ/мм
l5 Прототип
19 го
876673
Смесь
Показатели
1 6
Прототип, шприцуемость, см3/с
2 4
1,2
Прочность при разрыве, ИПа
1,2
1 15
Относительное удлинение, Ъ
650
640
Остаточное удлинение, Ъ
25.Коэффициенты термического старения (10 сут 110 С):
К (по прочности) 0,80
0,70
К (по относительному удлинению) 0,87
0,73
Электроизоляционные характеристики резин после теплового старения при 120 C
4 сут
До увлажнения
Удельное объемное сопротивление, Ом ° см
1110 1i010
Тангенс угла диэлектрических потерь
0,006
0,016
Электрическая прочность, кВ/мм
23
После увлажнения (20 С, 24 ч) Удельное объемное сопротивление, Ом см
1,0 10 3,1-10э
Тангенс угла диэлектрических потерь
0,009
0,030
Электрическая прочность, кВ/мм
10 .
С 9
Таблица 8
Свойства смесей и реэин иэ них
876 673 гг
Формула изобретения
Составитель Б.Холоденко
Редактор Т.Портная Техред M.Ãîëèíêà Корректор Г.Orap
Заказ 9498/30 Тираж 533 Подписное
ВНИИПИ ГосударственногО комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП,"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Вулканизуемая композиция на основе ненасыщенного каучука или смеси ненасыщенных каучуков, включающая термостабилизатор — производное пиперазина, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технологических свойств композиции, повышения электроизоляционных свойств резин из нее в процессе термического старения при одновременном сохранении высокой термостойкости резин в статических условиях, композиция содержит в качестве термостабилиэатора
N,М -бис(3,5-дитретбутил-4-оксибензил)-пиперазин формулы (о C(CNqq но Q сн -н н-си -©он
C(c+}> в количестве О, $-1,5 мас.ч. на 100 масс.ч. каучука.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2689587/23-05, кл. С Oe L 9/00, 1979 (прототип).
