способ получения фактиса для получения морозостойких хлоропреновых каучуков

Формула изобретения

1. Способ получения фактиса путем нагревания растительного масла с серой и модификатором в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве растительного масла используют виноградное масло, полученное из виноградных косточек, содержащее 68,3-75,4 мас.% линолевой кислоты, а в качестве модификатора триэтиленгликолевый эфир диметакриловой кислоты (ТГМ-3), в количестве 10-20% от массы реакционной смеси и процесс ведут в присутствии инициатора, что позволяет использовать фактис одновременно в качестве морозостойкого пластификатора и мягчителя для получения морозостойких хлоропреновых каучуков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что модификатор дополнительно содержит диаллиловый эфир триметилолпропана или диметилвинилэтинилкарбинол, или его сироп.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют диаллиловый эфир триметилолпропана в количестве 10-30% от массы реакционной смеси.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют диметилвинилэтинилкарбинол или его сироп в количестве 10-30% от массы реакционной смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения фактиса с высоким качеством и стабильностью, который может быть использован одновременно в качестве морозостойкого пластификатора и мягчителя для получения морозостойких хлоропреновых каучуков, применяемых в авиационной промышленности в качестве герметиков (морозостойкость -70 - -80°С), а также в резинотехнической, кабельной, шинной промышленности и в других областях.

Все известные в настоящее время фактисы применяют в резиновых смесях только в качестве мягчителя для улучшения технологических свойств, и для получения морозостойких каучуков необходимо использование морозостойких пластификаторов.

Известно, что для получения морозостойких хлоропреновых каучуков обычно используют морозостойкий пластификатор - дибутилфталат на стадии получения латекса ("Наирит М") [1].

Однако полученные морозостойкие каучуки (морозостойкость -55°С) обладают низкими физико-механическими и технологическими показателями, а используемый морозостойкий пластификатор - высокой летучестью, из-за чего изделия становятся хрупкими и выходят из эксплуатации.

Известно также использование в качестве морозостойкого пластификатора для получения морозостойких хлоропреновых каучуков триэтиленгликолевого эфира диметакриловой кислоты (ТГМ-3), применяемого одновременно в качестве заменителя мягчителя ("Наирит МК"), морозостойкость -52°С [2]. "Наирит МК" представляет собой продукт совместной полимеризации хлоропрена с ТГМ-3 или гомополимер хлоропрена, модифицированный ТГМ-3 на стадии латекса при температуре 40-45°С. Полученные при этом морозостойкие каучуки также обладают низкими физико-механическими и технологическими показателями, что объясняется образованием гомополимера ТГМ-3.

Известен промышленный способ получения фактиса путем взаимодействия смеси подсолнечного и льняного масел (1:1) или льняного масла с серой, который используют в качестве мягчителя в резинотехнической промышленности [3]. Однако полученный фактис не действует на морозостойкие свойства каучука.

Известен способ получения фактиса путем взаимодействия подсолнечного масла с серой, модифицированного высококипящим отходом производства диметилвинилкарбинола в присутствии катализатора [4].

Полученный модифицированный фактис также не действует на морозостойкие свойства каучуков и применяется только в качестве мягчителя, а использование модификатора, состоящего из смеси 9-ти разных терпеноидов, приводит к усовершенствованию способа получения фактиса и улучшению его качества, заключающегося в снижении температуры и сокращению продолжительности процесса, в снижении свободной серы и ацетонового экстракта, а также к повышению эластичности, к которому приводят и катализатор фактисообразования. Кроме того, использование только подсолнечного масла, содержащего 42-56% линолевой кислоты, приводит со временем к ухудшению качества фактиса и связанного с этим к ухудшению физико-механических показателей каучука.

Задача изобретения состояла в получении нового вида фактиса, который впервые должен был изменить свою природу только как мягчителя и выступить одновременно в качестве нового морозостойкого пластификатора и мягчителя, который можно использовать для получения морозостойких хлоропреновых каучуков с высокой морозостойкостью (морозостойкость -70 - -80°С) и повышенными физико-механическими показателями для их применения в авиационной промышленности и космонавтике в качестве герметиков, а также в других областях.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения фактиса путем нагревания растительного масла с серой и модификатором в качестве растительного масла используют масло, полученное из виноградных косточек, которое содержит 68.3-75.4% линолевой кислоты, а в качестве модификатора - 10-20% от массы реакционной смеси триэтиленгликолевый эфир диметакриловой кислоты (ТГМ-3), в присутствии катализатора и инициатора.

В качестве дополнительных модификаторов используют 10-30% от массы реакционной смеси диаллиловый эфир триметилолпропана или диметилвинилэтинилкарбинол или его сироп.

Получение фактиса в качестве нового морозостойкого пластификатора (морозостойкость -70 - -80°С) обусловлено использованием в качестве основного модификатора триэтиленгликолевого эфира диметакриловой кислоты (ТГМ-3).

Дополнительные модификаторы приводят к повышению качества фактиса, к снижению температуры и сокращению продолжительности процесса, к повышению эластичности, адгезии, прочности, динамической выносливости, но не действуют на морозостойкие свойства хлоропреновых каучуков и не меняют сущность заявленного изобретения [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11].

Изобретение позволяет получить стабильный фактис высокого качества, который можно использовать в качестве нового морозостойкого пластификатора и мягчителя одновременно для получения морозостойких хлоропреновых каучуков, которые можно применить в авиационной промышленности и космонавтике в качестве герметиков, превосходящих употребляемые в настоящее время герметики, а также в других областях.

Пример 1. 150 г виноградного масла нагревают до 120°С, добавляют 24.9 г (16.6% от массы реакционной смеси) серы и перемешивают при 130-140°С. После добавляют 18.2 г (12.1% от массы реакционной смеси) ТГМ-3, 0.4 г (0.26% от массы реакционной смеси) перекиси циклогексанона и перемешивают 1 час при 130-140°С, а затем добавляют 0.5 г (0.3% от массы реакционной смеси) альтакса и перемешивают в течение 3-х часов до 160°С, после при температуре 120-130°С до загущевания. Получают 193.9 г. (˜100%) каучукоподобного мягкого продукта d₄ ²⁰=1,02, ацетоновый экстракт - 11%, свободная сера - 0.6%.

Пример 2. 150 г виноградного масла нагревают до 120°С, добавляют 29.9 г (17.9% от массы реакционной смеси) серы и перемешивают 1 час при 130-140°С, после чего добавляют 25 г (16.6% от массы реакционной смеси ) ТГМ-3, 0.5 г (0.3% от массы реакционной смеси) перекиси циклогексанона и перемешивают 2 часа при 130-140°С. Далее добавляют 0.6 г (0.4% от массы реакционной смеси) альтакса и 16.6 г (11% от массы реакционной смеси) диаллилового эфира триметилолпропана и перемешивают до 160°С в течение 2-х часов, далее при 120-130°С до загущевания. Получают 222 г (˜100%) каучукоподобного мягкого продукта, d ₄ ²⁰=1,03, ацетоновый экстракт - 10%, свободная сера - 0.5%.

Пример 3. К 150 г виноградного масла добавляют 28.3 г (18.8% от массы реакционной смеси) диметилвинилэтинилкарбинола, 0.03 г (0.02% от массы реакционной смеси) перекиси циклогексанона и нагревают при 60-65°С в течение 5-ти часов в токе азота. После температуру повышают до 120°С и добавляют порциями 29.9 г (19.9% от массы реакционной смеси) серы, 26.6 г (17.7% от массы реакционной смеси) ТГМ-3, 0.3 г (0.02% от массы реакционной смеси) перекиси циклогексанона и перемешивают 1 час при 120-130°С, после чего добавляют 0.5 г (0.3% от массы реакционной смеси) альтакса и перемешивают 2 часа при 130-140°С, а потом при 120-130°С до загущевания. Получают 234.7 г (˜100%) каучукоподобного мягкого продукта d₄ ²⁰=1,02, ацетоновый экстракт - 12%, свободная сера - 0,6.

Пример 4. Аналогично примеру 1, из 150 г виноградного масла, 30 г (20% от массы реакционной смеси) серы, 30 г (20% от массы реакционной смеси) ТГМ-3, 45,1 г (30% от массы реакционной смеси) диметилвинилкарбинольного сиропа, 0,5 г (0,3% от массы реакционной смеси) перекиси циклогексанона и 0,6 г (0,4% от массы реакционной смеси) альтакса, получают 256,2 г каучукоподобного мягкого продукта с d₄ ²⁰=1,03, ацетоновый экстракт - 12%, свободная сера - 0,5%.

Под понятием «от массы реакционной смеси», относительно которой приведен расчет всех остальных компонентов, следует понимать как основу виноградное масло, состоящее из смеси ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, с высоким содержанием линолевой кислоты.

Для вулканизатов на основе полихлоропрена (Наирита ДП), физико-механические свойства которых представлены в Табл.1, использован рецепт стандартной смеси, мас.ч.:

Наирит ДП	100
Окись магния	4,0
Окись цинка	5,0
Сера	1,0
Тиурам	1,0
Дифенилгуанидин	1,0

Таблица 1 Физико-механические свойства вулканизатов на основе Наирита ДП
Показатели	Наирит ДП ТУ:-01-1319, изм.3	Наирит ДП с фактисом
Условная прочность при растяжении, МПа	23	25.3
Относительное удлинение %	800	970
Остаточное относительное удлинение, %	20	15.8
Начало подвулканизации, мин.	15	42
Морозостойкость, °С	-22-22	-70 - -80

Источники информации

1. ТУ 6-01-528-77.

2. ОСТ 6-01-34-78.

3. ТУ 38.106257-79.

4. А.С. 1298214.

5. Р.Ш.Френкель, В.И.Панченко "Модификация резин олигоэфиракрилатами".

6. ТУ 6-01-1103-77.

7. ТУ 6-01-1056-76.

8. ТУ 6-01-912-74.

9. К.Тиниус «Пластификаторы».

10. Р.С.Барштейн «Пластификаторы для полимеров».

11. Д.А.Кардашев «Синтетические клеи».