добавка к резиновой смеси

Формула изобретения

Добавка к резиновой смеси, содержащей серу в качестве вулканизующего агента, включающая соль или смесь солей двухвалентного железа, кадмия, меди, никеля, кобальта, олова, свинца и цинка в виде бромида, нитрата или хлорида, комбинацию органического эфира или эфиров с полигликолем или полигликолями, с температурой их кипения не ниже 150°С и при соотношении эфир:полигликоль от 1:4 до 4:1, поливинилхлорид и, при необходимости, стеарин, каолин или аэросил, взятые по отдельности или в виде смеси, при следующем соотношении компонентов добавки, мас.%:

Соль или смесь солей

двухвалентного железа,

кадмия, меди, никеля,

кобальта, олова,

свинца и цинка в виде бромида,

нитрата или хлорида

10-40

Комбинация органического эфира

или эфиров с полигликолем

или полигликолями с температурой

их кипения не ниже 150°С

и при соотношении эфир: полигликоль

от 1:4 до 4:1 соответственно	10-25
Поливинилхлорид	20-55
Стеарин, каолин или аэросил	0-45

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания материала, применяемого как добавка к резиновой смеси, содержащей серу в качестве вулканизующего агента.

Известна добавка к резиновой смеси на основе сложных эфиров [Продукция компании "DOG", Каучук и резина, №3, 2002 г.]. Однако данная добавка не повышает физико-механические показатели вулканизатов из резиновой смеси.

Наиболее близким решением является добавка к резиновой смеси на основе сложного эфира и хлоридов цинка и кадмия [SU 1010083 А, Бюл. №13, 1983 г.]. Однако данная добавка или плохо распределяется в резиновой смеси (с хлоридом кадмия), или теряет свою активность в процессе хранения (с хлоридом цинка), и кроме этого она не уменьшает запах вулканизатов.

Цель изобретения - создать добавку к резиновой смеси, содержащей серу в качестве агента вулканизации, которая устойчива при хранении, уменьшает запах вулканизатов из резиновой смеси и повышает их физико-механические показатели.

Поставленная цель достигается тем, что добавка, вводимая в резиновую смесь в количестве от 0,5 до 20,0 массовых частей на 100,0 массовых частей каучука, имеет следующий состав в % по массе:

1. Соль или смесь солей двухвалентного железа,
кадмия, меди, никеля, кобальта,
олова, свинца и цинка в виде бромида,
нитрата, сульфата или хлорида	10-40
2. Комбинация органического эфира или смеси
эфиров с полигликолем или полигликолями
с температурой их кипения не ниже 150°С и
при соотношении эфир:полигликоль от 1:4 до 4:1	10-25
3. Поливинилхлорид	20-55
4. Остальное, при необходимости по отдельности
или в виде смеси - стеарин, каолин, или аэросил	0-45

Пример 1. Изготавливаем резиновую смесь следующего состава:

СКИ-3 - 100,0; оксид цинка - 3,0; стеарин - 2,0; ацетонанил - 2,0; диафен ФП - 1,0; техуглерод П 324 - 40,0; сера - 2,5; альтакс - 1,5; добавка от 0 до 20,0. Состав добавки приведен в таблице 1, содержание добавки в резиновой смеси и физико-механические показатели вулканизатов приведены в таблице 2. Добавка №6 (предлагаемая) и добавка №13 (прототип) вводились в резиновую смесь сразу после ее изготовления (*) и после 6-месячного их хранения (**).

Из приведенных данных видно, что в процессе хранения известной добавки она полностью теряет свои свойства, а физико-механические показатели вулканизатов с данной добавкой даже ниже, чем из смеси без добавки, в то время как предлагаемая добавка полностью сохранила свою активность.

Пример 2. Изготавливаем резиновую смесь следующего состава:

СКМС-30АРКМ-15 - 60,0; СКИ-3 - 40,0; оксид цинка - 3,0; стеарин - 1,0; диафен - 0,5; ацетонанил - 2,0; сера - 2,2; сульфенамид - 0,6; альтакс - 1,2; наполнитель - 40,0; добавка №6 (см. таблицу 1) - 0 или 30. В качестве наполнителя смесь №1 содержала П 324 без добавки, №2 - П 324 с добавкой, №3 - П 514 с добавкой, №4 - П 702 - с добавкой, №5 - комбинацию П 324 - 20,0 и 20,0 мела, №6 - комбинацию П 324 (20,0) и Т-900 (20,0), где П 324, П 514, П-702 - технический углерод разных марок.

В таблице 3 приведены физико-механические показатели вулканизатов из данной смеси. Из приведенных данных видно, что вулканизаты из смеси с добавкой превосходят по упругопрочностным свойствам вулканизаты без добавки, даже в случае 50% замены активного наполнителя на неактивный.

Пример 3. Изготавливаем резиновую смесь следующего состава:

БНКС-18АМН - 100,0; оксид цинка - 3,0; ацетонанил - 3,0; П 514 - 50,0; ДБФ - 12,0; сера -1,0; сульфенамид Ц - 2,0; альтакс - 2,2; добавка 0 или 4,0. Добавка, вводимая в резиновую смесь, имела следующий состав: диэтиленгликоль - 5,0; дибутилфталат - 10,0; соль - 35,0; поливинилхлорид - 50,0. В резиновую смесь №1 добавки в качестве соли содержала ZnCl ₂; №2 - ZnNO₃ 6Н₂О; №3 - ZnSO ₄ 7H₂O; №4 - ZnBr₂, а смесь №5 - добавку не содержала. В таблице 4 приведены физико-механические показатели вулканизатов. Из приведенных данных видно, что предлагаемая добавка уменьшает или устраняет характерный для вулканизатов запах и увеличивает их твердость, условную прочность при разрыве, напряжение при заданном удлинении, снижает набухание вулканизатов в углеводородах и уменьшает остаточную деформацию.

Таблица 1.
Состав добавок к резиновой смеси, % по массе
№ п/п	Наименование материалов	Предлагаемая добавка												Прототип
		1	2	3	4	5	6*	7	8	9	10	11	12	13*
1	Соль
	SnCl2 2H2O									30	10
	CoCl2 6Н2O	20											10
	CdCl2		40								10
	CuCl2 2H2O			20							10	10
	NiCl2				20								10
	PbCl 2					30						10
	ZnCl2						40		10			10	10	80
	FeCl 2 4H2O							30
2	Полигликоль
	Диэтиленкликоль	10						10		15	10	15	10
	Глицерин		10	20		15	10		5
	ПЭГ-1151				5			10	5	5	5
3	Эфир
	Дибутилфталат	15			20	10	15		15	5	10	10	15	20
	Полиэфир ПДА-400		10
	Эфир ЛЗ-7			5
	Дибутилфосфат							5
4	Поливинилхлорид	35	40	55	30	45	35	40	20	45	45	45	45
5	Остальное
	Стеарин	10			15	10		5	20
	Каолин				10				25
	Аэросил 175	10
1 - полиэтиленгликоль; * - добавки применялись сразу после изготовления и после 6 месяцев хранения.

Таблица 3
Физико-механические показатели вулканизатов
Показатели		№ варианта
		1	2		3		4		5		6
1. Твердость по ИСО, усл. ед.		63	67		66		65		62		65
2. Условная прочность при разрыве, МПа		17,4	20,2		18,4		18,0		17,3		16,8
3. Напряжение при 300% удлинении, Кн/м		10,8	12,7		11,8		11,7		11,6		11,7
4. Показатели после старения в воздухе 100°×72 ч.
твердость, усл. ед.		73	72		72		71		67		71
прочность, МПа		16,7	19,8		17,0		17,1		16,5		16,6
остаточная деформация при 25% сжатии, %		22,9	19,6		19,3		18,0		16,0		17,0
Таблица 4
Физико-механические показатели вулканизатов
Показатели	№ варианта
	1			2		3		4		5
1. Твердость по ИСО, усл. ед.	67			63		61		65		58
2. Прочность, МПа	13,8							13,9		13,5
3. Относительное удлинение, %	490			600		630		550		680
4. Напряжение при 300% удлинении, Кн/м	9,6			8,4		7,9		9,1		7,0
5. Изменение объема в смеси изооктан : толуол (70:30), %	68			90		93		87		106
6. Температура хрупкости, °С	57			56		56		56		55
7. Наличие запаха у вулканизата	-			+-		+-		+-		++