РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к составу резиновой смеси на основе гомополимера в виде ненасыщенного карбоцепного каучука, и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий в различных отраслях промышленности.

Известна резиновая смесь на основе ненасыщенного карбоцепного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнитель, оксид цинка и стеарин технический и противостаритель [патент РФ 2009152 С1, 15.03.1994], выбранная в качестве прототипа.

Недостатками данной резиновой смеси являются малая эффективность противостарителя в качестве замедлителя преждевременной вулканизации резиновых смесей.

Известна резиновая смесь на основе ненасыщенного карбоцепного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнитель, оксид цинка и стеарин технический [см. Корнев А.Е. Технология эластомерных материалов: Учеб. для вузов / Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. - М.: «Эксим», 2000. - 288 с.стр.28-34].

В данной резиновой смеси в качестве замедлителя преждевременной вулканизации используют N-нитрозодифениламин, который не является стабилизатором окисления, т.е. не защищает каучуки и вулканизаты резиновых смесей от окисления. Его также нельзя применять для изготовления светлых изделий, так как он вызывает сравнительно сильное окрашивание резин. N-нитрозодифениламин при изготовлении резиновых смесей может разлагаться, что приводит к получению пористых вулканизатов.

Перед разработчиками была поставлена задача: создать резиновую смесь, в том числе светлую, обеспечивающую вулканизатам высокую стойкость к окислению, а также обладающую высокой стойкостью к преждевременной вулканизации в процессе изготовления. В качестве добавок необходимо использовать доступные ингредиенты резиновых смесей, обеспечивающие расширение сырьевой базы резиновой промышленности.

Цель изобретения - повышение стойкости вулканизатов резиновых смесей к окислению.

Цель достигается путем использования резиновой смеси на основе ненасыщенного карбоцепного каучука, включающей вулканизующую группу, наполнитель, оксид цинка, стеарин технический, стабилизатор окисления и замедлитель преждевременной вулканизации, отличающейся тем, что в качестве ненасыщенного карбоцепного каучука она содержит натуральный или бутадиен-метилстирольный каучук, в качестве вулканизующей группы - серу и тиурам или серу, каптакс и дифенилгуанидин, в качестве наполнителя - технический углерод или мел, в качестве стабилизатора окисления и замедлителя преждевременной вулканизации - имид 2-сульфобензойной кислоты при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.: ненасыщенный карбоцепной каучук 100,0; вулканизующая группа 2,4-4,0; наполнитель 40,0-50,0; оксид цинка 5,0-30,0; стеарин технический 1,0-1,5; имид 2-сульфобензойной кислоты 0,5-2,0.

Введение имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновую смесь на основе ненасыщенного карбоцепного каучука повышает стойкость вулканизатов, в том числе светлых, к окислению, кроме того, снижает скорость преждевременной вулканизации резиновых смесей.

Имид 2-сульфобензойной кислоты известен как сульфобензимид или сахарин.

По предлагаемому решению была изготовлена резиновая смесь на основе ненасыщенного карбоцепного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнитель, оксид цинка, стеарин технический, стабилизатор окисления и замедлитель преждевременной вулканизации, при этом в качестве стабилизатора окисления и замедлителя преждевременной вулканизации в резиновую смесь вводят имид 2-сульфобензойной кислоты.

В качестве ненасыщенного карбоцепного каучука используют бутадиенметилстирольный каучук или натуральный каучук.

В качестве вулканизующей группы используют серу и тиурам или серу, каптакс и дифенилгуанидин в определенных соотношениях.

В качестве наполнителя используют технический углерод П514 или мел технический.

Пример 1. На вальцах обычным способом готовят резиновую смесь, в которой в качестве ненасыщенного карбоцепного каучука используют бутадиенметилстирольный каучук или натуральный каучук. Состав смесей приведен в табл.1, смесь 1 - по прототипу, смеси 2-14 - по предлагаемому техническому решению.

Определение способности к преждевременной вулканизации производили на сдвиговом ротационном вискозиметре типа Муни в соответствии с ГОСТ 10722-76, для резиновых смесей определялись время начала преждевременной вулканизации (τ₅) и скорость преждевременной вулканизации (Δτ).

Смеси 1-2 вулканизовали при температуре 143°С в течение 30 минут, смеси 3-14 в течение 10 минут. Физико-механические свойства определяли в соответствии с ГОСТ 270-75.

Испытание резин на ускоренное тепловое старение в воздушной среде проводили в соответствии с ГОСТ 9.0224-74 при температуре 125°С в течение 24 часов для резин 1-8 и при температуре 100°С в течение 24 часов для резин 9-14.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов приведены в табл.2.

По данным табл.2 видно, что предлагаемые резиновые смеси более стойки к преждевременной вулканизации, а вулканизаты на их основе более стойки к ускоренному тепловому старению, чем известные.

Вводить предлагаемую добавку менее 0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука нецелесообразно, так как у резиновых смесей с меньшей дозировкой предлагаемой добавки нет преимуществ по сравнению с известными. Вводить предлагаемую добавку более 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука нецелесообразно, так как резиновые смеси с большей дозировкой не вулканизуются.

Пример 2. На вальцах обычным способом в каучук СКМС-30 АРК вводят имид 2-сульфобензойной кислоты. Параллельно готовят смесь с известным стабилизатором ионолом. Добавки стабилизаторов вводят в количестве 1 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Эффективность добавки в качестве стабилизатора оценивают по смещению экзотермического пика дифференциального термического анализа (ДТА) в сторону больших температур. Исследования проводят на дериватографе типа Паулик-Паулик-Эрдей при скорости нагрева 10°С в минуту. Результаты исследования приведены в табл.3.

По данным табл.3 видно, что введение предлагаемой добавки в каучук приводит к более значительному смещению экзотермического пика в сторону больших температур, чем известной, следовательно, предлагаемая добавка более эффективна в качестве стабилизатора, чем известная.

Таким образом, в решении использован доступный ингредиент резиновых смесей, обеспечивающий расширение сырьевой базы резиновой промышленности, введение которого в резиновую смесь придает вулканизатам высокую стойкость к окислению и обеспечивает высокую стойкость резиновой смеси к преждевременной вулканизации в процессе изготовления.