Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

резиновая смесь

Классы МПК:C08L9/00 Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями
C08K3/04 углерод
C08K3/06 сера
C08K3/22 металлов
C08K3/24 кислоты; и их соли
C08K5/09 карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-11-03
публикация патента:

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, и может быть использовано при производстве резинотехнических изделий. Резиновая смесь содержит в мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. изопренового каучука: серу - 1,0-1,5, оксид цинка - 3-5, стеарин - 1,0-1,5, сажу - 30, волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония - 2-4. Резиновая смесь дополнительно может содержать ускоритель вулканизации альтакс - 0,6 мас.ч. или альтакс - 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин - 3 мас.ч. Изобретение позволяет увеличить условную прочность при разрыве и адгезионную прочность контакта резина-металлокорд. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, и может быть использовано при производстве различных резино-технических изделий.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь, содержащая изопреновый каучук, серусодержащий агент вулканизации, оксид цинка, стеарин, сажу, которая дополнительно содержит волластонит, модифицированный органосиланом, при следующем соотношении компонентов в мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука:

изопреновый каучук 100
серусодержащий агент вулканизации 5
оксид цинка 3-5
стеарин1-2
сажа 10-50
волластонит, модифицированный резиновая смесь, патент № 2475504
органосиланом 5-70

Резиновая смесь дополнительно может содержать пластификатор - парафинонафтеновое масло в количестве 5 мас.ч. и/или стабилизатор в количестве 0,1 мас.ч.,

см. патент RU № 2318842, МПК C08L 21/00 (2006.01), С08K 13/02 (2006.01), С08K 3/24 (2006.01), 2008.

Недостатком резин, полученных на основе известной резиновой смеси, является недостаточно высокая условная прочность при разрыве и адгезионная прочность контакта резина-металлокорд.

Задачей изобретения является увеличение условной прочности при разрыве резин и адгезионной прочности контакта резина-металлокорд.

Техническая задача решается тем, что резиновая смесь, содержащая изопреновый каучук, серу, оксид цинка, стеарин, сажу, модифицированный волластонит, она содержит волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония, при следующем соотношении компонентов в мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука:

изопреновый каучук 100
сера 1-1,5
оксид цинка3-5
стеарин 1-1,5
сажа 30
волластонит, модифицированный резиновая смесь, патент № 2475504
хлоридом алкилбензилдиметиламмония 2-4

Преимущественное выполнение, когда резиновая смесь дополнительно содержит ускоритель вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч. или альтакс в количестве 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин в количестве 3 мас.ч.

Решение технической задачи позволяет увеличить условную прочность при разрыве на 20%, адгезионную прочность контакта резина-металлокорд на 27%.

Характеристика веществ.

Синтетический каучук изопреновый (СКИ-3). ГОСТ 14925-79. Молекулярная масса 500000-1000000 г/моль; плотность 0,91-0,92 г/см3 (910-920 кг/м3). Температура стеклования Тстекл. составляет - 70°С.

Алкилбензилдиметиламмоний хлорид (Товарная марка «Катамин АБ») имеет ТУ 6-01-816-75. Средний молекулярный вес 346-376. Массовая доля алкилдиметилбензиламмоний хлорида в водном растворе составляет 49,0-51,0%, рН водного раствора составляет 6,0.

Сера. ГОСТ 127.4-93. Температура плавления равна 114°С, температура воспламенения равна 261°С. Относительная плотность d20 составляет 1,96 кг/м 3.

Технический углерод (ПМ-100). ГОСТ 7885-86.

Стеарин. ГОСТ 6484-96.

Оксид цинка (ZnO). ГОСТ 202-84. Белый порошок, плотность 5500 кг/м3 , температура плавления равна 1880°С, размер частиц 0,11-0,33 мкм, чистота 99,8%. Содержание свинца <0,075%.

Дополнительно в качестве ускорителя вулканизации может быть использован: альтакс. ГОСТ 7087-75. Светло-кремовый порошок с плотностью 1540 кг/м3, температурой плавления 170°С и/или дифенилгуанидин (Брутто формула C13H13N3). ГОСТ 40-80. Молекулярный вес 211. Плотность 1,13 г/см3, температура плавления 148°С.

Данные изобретения иллюстрируют примерами конкретного выполнения.

Резиновую смесь готовят путем смешения изопренового каучука, оксида цинка, стеарина, волластонита, модифицированного хлоридом алкилбензилдиметиламмония, сажи, серы в пластикордере «Brabender». Процесс ведут при температуре 70°С в течение 7 минут со скоростью вращения ротора 60 оборотов в минуту. По окончании процесса полученную резиновую смесь дважды пропускают через вальцы.

Пример 1. Резиновую смесь готовят смешением компонентов состава, мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука: изопреновый каучук - 100, оксид цинка - 3, стеарин - 1, волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония - 2, сажа - 30, сера - 1.

Примеры 2-3. Составы резиновой смеси приведены в таблице.

Пример 4. Резиновую смесь готовят аналогично примеру 2 с введением в состав резиновой смеси ускорителя вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч.

Пример 5. Резиновую смесь готовят аналогично примеру 2 с введением в состав резиновой смеси ускорителей вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин в количестве 3 мас.ч.

Данные по составу резиновой смеси и показатели условной прочности при разрыве и адгезионной прочности контакта резина-металлокорд приведены в таблице.

В качестве исходного волластонита используют волластонит марки Воксил М-100. Плотность 2,9 г/см3 , твердость 4,5-5,0, рН=8,5, коэффициент преломления 1,631-1636, имеет игольчатую структуру, характеристическое отношение длины к диаметру 30:1-60:5, удельная поверхность 1000-4000 см2 /г, насыпная масса 1000-1500 г/см3. Указанный волластонит подвергают модификации хлоридом алкилбензилдиметиламмония.

Берут волластонит и хлорид алкилбензилдиметиламмония в массовом соотношении, равном 1:0,2. Готовят 1% водную суспензию волластонита. Затем готовят 30%-ый раствор хлорида алкилбензилдиметиламмония в горячей воде (70°С). Далее к 1% водной суспензии волластонита добавляют 30%-ый раствор хлорида алкилбензилдиметиламмония. Полученную смесь перемешивают в колбе со скоростью вращения вала мешалки 1500-2000 оборотов в минуту в течение 2,5 часов. Полученную суспензию выдерживают 24 часа и подвергают центрифугированию с последующим промыванием пятикратным избытком дистиллированной воды. Сушку ведут в течение 3 часов в термошкафу при температуре 105°С. Волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония, имеет игольчатую структуру с отношением длины к диаметру 25:1-50:5, с удельной поверхностью 1330-4500 см2/г, насыпной плотностью 840-1250 г/см3.

Образцы для испытаний на прочностные свойства резин выполнены на вырубном прессе в виде двухсторонних лопаток толщиной 2±0,2 мм. На разрывной машине РМИ-250 в соответствии с ГОСТ 270-75 осуществляют растяжение образца и измеряют нагрузку, при которой происходит его разрыв. Далее проводят расчеты условной прочности при разрыве.

Испытания по определению адгезионной прочности контакта резина-металлокорд (тип металлокорда - 9Л23) проводят на разрывной машине РМИ-250 в соответствии с ГОСТ 14863-69.

Образцы для испытаний выполнены из листа резиновой смеси массой не менее 70 г и толщиной 3-4 мм. Из данного листа вырезают полоски, в соответствии с размерами пресс-формы и закладывают в гнезда нижней ее части, нагретой до температуры вулканизации (151°С). Нити корда закрепляют на металлической планке, укрепленной на шпильках пресс-формы, и направляют через прорези в бортиках формы. Поверхность пресс-формы также накрывают резиновой смесью. Пресс-форму закрывают крышкой и помещают в вулканизационный пресс. После вулканизации заготовку разрезают на образцы, кордные нити освобождают от попавшей на них резины (без повреждения нити). Образец устанавливают в машину РМИ-250 так, чтобы кордная нить вошла в прорезь держателя без трения и перекоса. Измеряют нагрузку, при которой происходит выдергивание кордной нити из резинового блока.

Вулкаметрический анализ получаемых резиновых смесей проводят на реометре «Monsanto 1500» согласно методике, приведенной в литературе, см. Основные методы физико-химических испытаний эластомеров: учебное пособие / сост. Н.А.Охотина [и др.]; Казан., гос. технол. ун-т. - Казань, 2006. - 156 с. Для проведения анализа берут навески сырой резиновой смеси массой 7 г, вырезают в виде цилиндра диаметром 3-4 см. Реометр прогревают до рабочей температуры 151°С при закрытых плитах. Устанавливают перо самописца на нуль и задают продолжительность вулканизации 30 минут. Оптимальное время вулканизации tc(90) мин определяют по шкале времени от начала записи кривой до момента времени, соответствующего достижению значения крутящего момента, определяемого по формуле М90мин+0,9·резиновая смесь, патент № 2475504 М, где Ммин - минимальный крутящий момент, резиновая смесь, патент № 2475504 М=Ммакмин, где Ммак - максимальный крутящий момент.

Полученные данные по условной прочности при разрыве, адгезионной прочности контакта резина-металлокорд, вязкости по Муни и оптимальному времени вулканизации сведены в таблицу.

Результаты проведенных исследований показали, что заявляемая резиновая смесь с использованием в своем составе волластонита, модифицированного хлоридом алкилбензидиметиламмония, позволяет увеличить условную прочность при разрыве резин на 20% и адгезионную прочность контакта резина-металлокорд на 27% при сохранении вязкости по Муни и оптимального времени вулканизации на уровне прототипа.

Таблица
Состав резиновой смеси, мас.ч. Прототип По заявляемому объекту
Пример 1Пример 2Пример 3 Пример 4Пример 5
Изопреновый каучук100 100100 100100 100
Сера 1 11,25 1,51,25 1,25
Оксид цинка5 35 55 5
Стеарин 1 11,25 1,51,25 1,25
Сажа 30 3030 3030 30
Альтакс 0,6 -- -0,6 0,6
Дифенилгуанидин 3 -- -- 3
Волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония -2 34 33
Волластонит, модифицированный органосиланом10 - -- --
Свойства резин
Условная прочность при разрыве, кгс/см2 195224 236231 232235
Адгезионная прочность контакта резина-металлокорд (9Л23), Н 13,014,0 16,516,0 16,016,2
Вязкость по Муни 13,5 14,013,5 13,013,5 13,5
Оптимальное время вулканизации, мин 1520 2020 1510

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Резиновая смесь, содержащая изопреновый каучук, серу, оксид цинка, стеарин, сажу, модифицированный волластонит, отличающаяся тем, что резиновая смесь содержит волластонит, модифицированный хлоридом алкилбензилдиметиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. каучука:

изопреновый каучук 100
сера1,0-1,5
оксид цинка 3-5
стеарин 1,0-1,5
сажа30
волластонит, модифицированный резиновая смесь, патент № 2475504
хлоридом алкилбензилдиметиламмония 2-4

2. Резиновая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ускоритель вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч.

3. Резиновая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ускорители вулканизации альтакс в количестве 0,6 мас.ч. и дифенилгуанидин в количестве 3 мас.ч.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2475504

patent-2475504.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L9/00 Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями

Патенты РФ в классе C08L9/00:
антикоррозионная композиция и способ получения покрытий на ее основе -  патент 2529545 (27.09.2014)
сополимер, каучуковая композиция, сшитая каучуковая композиция и покрышка -  патент 2528410 (20.09.2014)
способ получения полимерной основы пропиточного состава для шинного корда -  патент 2527855 (10.09.2014)
шина, содержащая слой-хранилище антиоксиданта -  патент 2525596 (20.08.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
резиновые композиции, содержащие полимерный компонент с мультимодальным молекулярно-массовым распределением -  патент 2522568 (20.07.2014)
резиновая смесь для усиливающего слоя боковины или для боковины и шина -  патент 2520491 (27.06.2014)
полимерная композиция -  патент 2519402 (10.06.2014)
резиновая смесь для шин с улучшенным вулканизующим агентом -  патент 2518600 (10.06.2014)

Класс C08K3/04 углерод

Патенты РФ в классе C08K3/04:
лист, характеризующийся высокой проницаемостью по водяному пару -  патент 2526617 (27.08.2014)
композиция на основе вспениваемых винилароматических полимеров с улучшенной теплоизоляционной способностью, способы ее получения и вспененное изделие, полученное из этой композиции -  патент 2526549 (27.08.2014)
шина, содержащая слой-хранилище антиоксиданта -  патент 2525596 (20.08.2014)
антифрикционный полимерный композиционный материал -  патент 2525492 (20.08.2014)
содержащий древесный уголь пластмассовый упаковочный материал и способ его изготовления -  патент 2525173 (10.08.2014)
способ получения наномодифицированного связующего -  патент 2522884 (20.07.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
композиции гбнк с очень высокими уровнями содержания наполнителей, имеющие превосходную обрабатываемость и устойчивость к агрессивным жидкостям -  патент 2522622 (20.07.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
полимерная композиция для радиаторов охлаждения светоизлучающих диодов (сид) и способ ее получения -  патент 2522573 (20.07.2014)

Класс C08K3/06 сера

Класс C08K3/22 металлов

Патенты РФ в классе C08K3/22:
композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала -  патент 2529227 (27.09.2014)
тонкодисперсная органическая суспензия металл/углеродного нанокомопозита и способ ее изготовления -  патент 2527218 (27.08.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
технологическая добавка для термопластичных полиуретанов -  патент 2520441 (27.06.2014)
полимерная композиция -  патент 2519402 (10.06.2014)
способ получения термопластичной эластомерной композиции -  патент 2519401 (10.06.2014)
керамообразующая резиновая смесь (варианты) -  патент 2519379 (10.06.2014)
формованные абразивные частицы с низким коэффициентом округлости -  патент 2517526 (27.05.2014)
резиновая смесь на основе бутадиен-метилстирольного каучука -  патент 2516644 (20.05.2014)
красящее многофункциональное защитное покрытие -  патент 2514940 (10.05.2014)

Класс C08K3/24 кислоты; и их соли

Класс C08K5/09 карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды


Наверх