Результат интеллектуальной деятельности: ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ИНГРЕДИЕНТОВ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

Предметом изобретения является технологическая добавка с регулируемой температурой каплепадения на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла для применения в резиновых смесях на базе различных каучуков.

Изобретение относится к ингредиентам резиновых смесей и может быть использовано в шинной промышленности для уменьшения числа технологических стадий при смешении ингредиентов с каучуком, снижения энергетических затрат при изготовлении резиновых смесей, а также уменьшения расхода других диспергагоров (стеариновой кислоты, масла ПН-6ш, ароматических смол и др.), входящих в состав резиновых смесей.

Известен ряд технологических добавок на основе цинковых солей синтетических жирных кислот фракции С₇-С₉ и оксиэтилированных спиртов фракции С₇-C₁₅ со степенью оксиэтилирования 15 /SU 1214687 A, 28.02.1986/, а также диспергаторы на основе цинковых солей жирных кислот фракции С₁₀-С₂₅ и жирных кислот фракции С₁₀-C₂₅ в соотношении 50-60:40-50 или цинковых солей жирных кислот фракции C₁₆-C₂₁ со степенью оксиэтилирования 15-20 в соотношении 50-60:30-40:10-20 /RU 2054016 C1, 10.02.1996/.

Известен также диспергагор на основе цинковых солей ненасыщенных жирных и смоляных кислот таллового масла (20-60 маc.% и 30-65 маc.% соответственно), причем содержание солей цинка в пересчете на оксид цинка составляет 6-20 маc.%.

В состав диспергатора входят до 50 маc.% наполнителей - мела, каолина, воска /PL 108454 A, 1996/.

Наиболее близкой к заявляемой является технологическая добавка на основе стеариновой кислоты и жирных кислот таллового масла с использованием оксида цинка в качестве солеобразующего агента в соотношении 1,2-8,6:1 (по массе) и карбоната кальция; при этом композиция может содержать 10-40 маc.% мелкодисперсного наполнителя, а также воск, антиоксидант и др. /US 6147147 A, 14.11.2000/.

Недостатком указанной добавки является довольно высокая (108°С-113°С) температура размягчения диспергатора, причем известно, что чем больше содержание стеарата цинка, тем выше температура размягчения. По табличным данным эта температура для чистого стеарата цинка около 130°С.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание технологической добавки для резиновых смесей на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла с регулируемой температурой размягчения (каплепадения).

Сущность изобретения состоит в том, что заявляемая технологическая добавка состоит из цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных кислот таллового масла, которая дополнительно содержит кальциевые соли смоляных кислот, и количество смоляных кислот составляет от 20 маc.% до 60 маc.%, и при этом соотношение цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла составляет от 1:1 до 2:1 (по массе), и также дополнительно содержит моно-, ди- или триэтаноламин в количестве от 0,1 мас.% до 3 мас.% от массы органических солей, что позволяет снизить температуру каплепадения продукта до необходимых значений, а также повысить упругопрочностные свойства резин, которые несколько падают при введении большого количества (2-4 мас.ч.) технологической добавки. Результаты испытаний предлагаемой технологической добавки приведены в таблице. При необходимости технологическая добавка может содержать до 50 маc.% мела в качестве наполнителя.

Пример 1. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 маc.ч. стеариновой кислоты, разогревают до ее расплавления и постепенно при перемешивании всыпают 15 маc.ч. оксида цинка, Реакцию ведут при температуре 150°С в течение 30 минут.

В расплав цинковой соли стеариновой кислоты загружают 107 маc.ч. таллового масла с содержанием смоляных кислот 43 маc.% и при перемешивании частями прибавляют 8 маc.ч. оксида кальция (соотношение солей 1:1). Реакцию ведут 30-40 минут при 150°С. По окончании реакции вливают в расплав смеси солей 1 маc.ч. (0,5 мас.%) моноэтаноламина и перемешивают еще 10-15 минут.

В реактор загружают частями 220 маc.ч. мела и через 20-30 минут перемешивания расплав продукта с температурой 120°С-130°С выливают для кристаллизации.

Кислотное число продукта 9,8 мг КОН/г, температура каплепадения 90°С.

Пример 2. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 200 маc.ч. стеариновой кислоты, разогревают до расплавления и постепенно частями всыпают 30 маc.ч. оксида цинка. Реакцию ведут в течение 30 минут при температуре 150°С. В расплав цинковой соли стеариновой кислоты вливают 107 мас.ч. таллового масла с содержанием смоляных кислот 20 маc.% и при перемешивании частями прибавляют 8 маc.ч. оксида кальция (соотношение солей 2:1).

Реакцию ведут 60 минут при температуре 150°С. По окончании реакции в расплав смеси солей вливают 0,35 маc.ч. (0,1 мас.%) диэтаноламина и перемешивают еще 20-30 минут.

Загружают в расплав 100 маc.ч. мела и через 20-30 минут выливают продукт для кристаллизации.

Кислотное число продукта 7 мг КОН/г, температура каплепадения 100°С.

Пример 3. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 маc.ч. стеариновой кислоты, разогревают до расплавления и порциями прибавляют 15 мас.ч. оксида цинка. В расплав цинковой соли стеариновой кислоты вливают 54,5 маc.ч. таллового масла с содержанием смоляных кислот 60 маc.%, доводят смесь до температуры 150°С и порциями прибавляют 3 маc.ч. оксида кальция (соотношение солей 2:1). Реакцию ведут 60-90 минут до остаточного кислотного числа 20-25 мг КОН/г, затем прибавляют 5,2 маc.ч. (3 маc.%) триэтаноламина и выливают расплав продукта для кристаллизации.

Кислотное число продукта 5,4 мг КОН/г, температура каплепадения 86°С.

Изобретение позволяет создать технологическую добавку для резиновых смесей на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла с регулируемой температурой размягчения (каплепадения).

Технологические свойства типовой протекторной резины на основе 60 СКИ-3 + 20 БСК + 20 СКД с техуглеродом П-234-50,0 приведены в таблице.