промотор адгезии резины к металлу

Формула изобретения

Промотор адгезии резины на основе изопренового каучука к металлу, в виде тонкодисперсного порошка соединений железа, заключающийся в том, что в качестве соединений железа используют ферриты - смесь комплексных оксидов железа с другими металлами, являющимися компонентами гальваношлама, следующего химического состава, мас.%:

Fe2O3	30-80
CaO	0-16
BaO	0-16
ZnO	2-20
Cr2О 3	2-20
NiO	0-6
CuO	0-8

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства резинометаллических изделий, в частности резинометаллокордных шин.

В данной области широкое применение находят соединения различных металлов (оксиды и соли жирных кислот), используемых в качестве промоторов адгезии резины к металлу [Салыч Г.Г., Сахарова Е.В. Совершенствование качества резинометаллокордных изделий путем применения промоторов адгезии. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1988. - 72 с.]

Наиболее близким по достигаемому результату и физико-химическим характерстикам является соединение железа (III), a именно оксид, в виде тонкодисперсного порошка, использующийся в качестве промотора адгезии резин к металлической поверхности [Жеребков С.К. Крепление резины к металлам. М.: Химия, 1966. - 281 с.].

Однако все применяемые на современном этапе развития промышленности промоторы адгезии резины к металлу являются продуктами природного или синтетического происхождения, что обуславливает их высокую стоимость и исчерпаемость сырья для их получения.

Задачей данного изобретения является расширение ассортимента веществ используемых для усиления прочности крепления резин на основе изопреновых каучуков к металлу, с целью удешевления производства резинометаллических изделий, в частности резинометаллокордных шин, за счет использования физико-химических свойств соединений, входящих в состав гальваношлама.

Одновременно при внедрении данного изобретения будет решаться вопрос утилизации отходов - гальваношламов II-III класса опасности (токсичности).

Указанная задача решается использованием ферритового порошка, полученного из гальваношлама, в качестве промотора адгезии резины к металлической поверхности.

Переработка гальваношлама для получения промотора адгезии резины к металлу (ПАРМ) включает в себя удаление водорастворимых соединений путем отмывки, обезвоживание до влажности 25-80%, сушку до влажности 1% и прокаливание в интервале температур 600-900°С с последующим измельчением.

Состав гальваношлама, используемого для получения ПАРМ, следующий (мас.%):

Fe2Oз	30-80
CaO	0-16
BaO	0-16
ZnO	2-20
Cr2О 3	2-20
NiO	0-6
CuO	0-8

Полученный таким образом продукт представляет собой тонкодисперсный (высокодисперсный) порошок (полный просев через сито 50 мкм).

По своему химическому составу ПАРМ представляет собой смесь комплексных оксидов (ферритов) металлов (nFe₂ O₃·mMe_xO_y). Поэтому при введении в резиновую смесь ПАРМ, последний будет оказывать модифицирущее действие на такое свойство резин, как прочность их крепления к металлу.

Способность ПАРМ увеличивать прочность крепления резины к металлу была исследована в процессе лабораторных испытаний.

В качестве объекта исследования была использована серийная брекерная резиновая смесь на основе каучука СКИ-3.

Были исследованы три вида резиновых смесей.

Смесь 1 - серийная (контрольная). Где в качестве промотора применялся нафтенат кобальта (1 м.ч. на 100 м.ч. каучука).

Смеси 2, 3, 4 - (опытные) с полной заменой нафтената кобальта на

ПАРМ (1 м.ч. на 100 м.ч. каучука).

Смесь №2 с ПАРМ состава I.

Смесь №3 с ПАРМ состава II.

Смесь №4 с ПАРМ состава III.

Таблица 1. Составы ПАРМ для лабораторных испытаний
	Состав I	Состав II	Состав III
Fe2O3	80	56	30
СаО	0	11	16
ВаО	16	8	0
ZnO	2	12	20
Cr2O3	2	8	20
NiO	0	3	6
CuO	0	2	8

Контрольная и опытные резиновые смеси и их вулканизаты были исследованы на ряд пластоэластических, физико-механических характеристик, а также на прочность крепления резины к металлокорду Н-методом.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Из результатов можно сделать следующие выводы:

1. Условное напряжение при 300% удлинении у вулканизатов опытных смесей имеет значение, близкое к серийной смеси.

2. Условная прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве также остаются на уровне серийной.

3. Резины, полученные с применением ПАРМ, более стойки к воздействию высоких (100°С) температур.

4. Показатели сопротивления тепловому старению у опытных образцов практически не отличаются от аналогичных характеристик контрольного.

5. Динамический модуль и модуль внутреннего трения также являются сходными у всех исследуемых вулканизатов.

6. Показатели прочности крепления резины к металлу для опытной резины №2 превзошли характеристики крепления для серийной смеси.

7. Результаты испытаний при температуре 100°С наиболее соответствуют условиям эксплуатации крепления резина - металлокорд (автомобильная покрышка) и прочность крепления к металлокорду при 120°С у опытных образцов выше, чем у контрольного.

Таким образом, вулканизат №2 по физико-механическим характеристикам, показателям термостойкости превзошел контрольный образец, сопротивление тепловому старению на уровне контрольного. Имея близкие по значению показатели с образцами №№3, 4 вулканизат №2 превосходит его, как и образец №1 в прочности крепления к латунированному металлокорду как при 20°С, так и при 100°С, т.е. ПАРМ состава I более предпочтителен в качестве промотора адгезии.

Таблица 2. Пластоэластические и физико-механические показатели резиновых смесей
Наименование показателей	Номер смеси
	№1		№2	№3	№4
1	2		3	4	5
1.Условное напряжение при удлинении 300%, Мпа	17,8		17,2	17,3	17,5
2. Условная прочность при растяжении, Мпа	22,2		22,3	22,3	22,3
3. Относительное удлинение при разрыве, %	390,0		410,0	417,0	420,0
4. Сопротивление раздиру, кН/м	111,0		113,0	113,0	114,0
5. Твердость по Шору, у.е.:
а) при 20°С	78,0		75,0	74,0	75,0
б)при 100°С	74,0		72,0	72,0	72,0
6. Эластичность, у.е.:
а) при 20°С	42,0		42,0	42,0	43,0
б) при 100°С	51,0		54,0	54,0	53,0
7. Коэффициент термостойкости по условной прочности	0,60		0,65	0,67	0,67
8. Коэффициент термостойкости по относительному удлинению	0,82		0,97	0,99	1,00
9. Коэффициент сопротивления тепловому старению по условной прочности:
а) старение 100°С - 24 ч	0,36		0,38	0,37	0,37
б) старение 100°С - 48 ч	0,30		0,27	0,26	0,24
в) старение 100°С - 72 ч	0,25		0,22	0,22	0,22
Продолжение таблицы 2
1	2	3		4	5
10. Коэффициент сопротивления тепловому старению по относительному удлинению:
а) старение 100°С - 24 ч	0,26	0,27		0,27	0,27
б) старение 100°С - 48 ч	0,15	0,18		0,18	0,17
в) старение 100°С - 72 ч	0,13	0,12		0,12	0,12
11. Прочность крепления к металлокорду (относительная величина), %:
а) при 20°С	100	106,5		99,5	85,2
б) при 120°С	100	106,3		106,0	104,2
12. Динамический модуль при знакопеременном изгибе, МПа	6,84	6,87		6,90	7,04
13. Модуль внутреннего трения при знакопеременном изгибе, МПа	2,01	1,92		1,97	1,96