противостаритель для резин

Формула изобретения

Противостаритель для резин, представляющий собой продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч., полученный в результате синтеза при температуре 150°С в течение 5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

эпоксидная диановая смола ЭД-20	100,0
кубовые отходы производства
анилина с содержанием
анилина 15-18	50,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям, и может быть использовано в резиновой промышленности.

Известен противостаритель вулканизатов каучуков - полианилин (поли-п-фениленаминимин) (Патент РФ №2246506, кл. С08L 9/00; Опубл. 20.02.2005).

Однако данный противостаритель характеризуется сложностью в изготовлении.

Известен N-фенил-м-феноксифенилметанимин в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков (Патент РФ №2116999, кл. С07С 251/24; Опубл. 10.08.1998).

Однако данный противостаритель незначительно повышает физико-механические свойства вулканизатов и характеризуется сложностью в изготовлении.

Известен противостаритель и модификатор адгезии для резин, представляющий собой кубовый остаток, образующийся при дистилляции дифениламина (Патент РФ №2011663, кл. С08K 5/18; Опубл. 30.04.94).

Однако данный противостаритель необходимо предварительно смешивать с различными наполнителями, что усложняет технологию изготовления резиновой смеси.

Наиболее близким к изобретению по назначению является N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин (диафен ФП) (ТУ 2492-002-05761637-99).

Однако получение данного противостарителя является сложным технологическим процессом и сопровождается образованием большого количества отходов. Кроме того, указанный противостаритель является дефицитным и одним из основных его недостатков является высокая летучесть при повышенных температурах.

Задача: разработка противостарителя для резин, обеспечивающего улучшение физико-механических показателей вулканизатов на основе различных каучуков, утилизация отхода производства анилина.

Техническим результатом является расширение ассортимента противостарителей и улучшение физико-механических показателей вулканизатов на основе различных каучуков, утилизация отхода производства анилина.

Поставленный технический результат достигается тем, что противостаритель для резин, представляющий собой продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч., полученный в результате синтеза при температуре 150°С в течение 5 часов при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола ЭД-20 - 100,0, кубовые отходы производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч. - 50,0.

При использовании в качестве противостарителя для резин продукта взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина (КПА) в массовом соотношении 100:50 повышаются физико-механические свойства вулканизатов на основе различных каучуков. При изменении соотношения компонентов противостарителя он становится вязким, что затрудняет его введение в резиновую смесь, при этом снижаются физико-механические свойства вулканизатов на основе резиновой смеси.

Противостаритель для резин (КПА-50) с температурой плавления 77°С получают прямым взаимодействием эпоксидной диановой смолы ЭД-20 с кубовыми отходами производства анилина в массовом соотношении 100:50, синтез осуществляется при 150°С в течение 5 часов. Противостаритель для резин представляет собой хрупкие гранулы неправильной формы и является дешевым веществом, так как КПА являются отходами, образующимися при производстве анилина (ТР производства анилина ЗАО "Оргсинтез" г.Волжский, стадия выделения товарного анилина). КПА представляют собой (мас.ч.): анилин - 15-18, циклогексиламин - 0-10, толуидин - 2-4, гидрооксид натрия - 1-3, дифениламин - 3-20, метафенилдиамин - 1-3, о-,n-аминофенол - 1-6, высокомолекулярные смолистые вещества - 6-45.

Свойства противостарителя для резин приведены в таблице 1.

Температуру плавления определяли по ГОСТ 18995.4.

Массовую долю золы определяли по ГОСТ 21119.10.

Противостаритель (КПА-50) для резин вводят в сырые резиновые смеси на основе различных синтетических каучуков. Рецептуры резиновых смесей приведены в таблице 2.

Пример приготовления резиновой смеси.

Резиновые смеси готовят на вальцах при температуре валков 65-70°С. Продолжительность смешения 25-35 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 130-155°С в течение 25-35 минут.

В таблице 3 приведены сравнительные физико-механические показатели вулканизатов на основе резиновых смесей, рецептуры которых приведены в таблице 2. Из таблицы 3 видно, что использование КПА-50 в различных резиновых смесях в качестве противостарителя улучшает основные характеристики вулканизатов.

Резины испытывают на стойкость к старению при температурах 100°С в течение 24 ч в соответствии с ГОСТ 9.024. - 74. Физико-механические свойства - относительное удлинение, остаточное удлинение, условная прочность при растяжении определяют в соответствии с ГОСТ 270-75. Стойкость резин к действию озона определяют в соответствии с ГОСТ 9.026-74.

Таблица 1
Наименование показателей	Диафен ФП	КПА-50
Температура плавления, °С	71	77
Массовая доля летучих, %	0,20	0,11
Массовая доля золы, %	0,25	0,18
Относительная летучесть, %	1,99	0,21

Таблица 2
Компоненты смеси	Содержание компонентов смеси в композициях, мас.ч.
	1	2	3	4	5	6
Каучук бутадиен-метилстирольный СКМС-30АРКМ-15	90,0	90,0	-	-	-	-
Каучук бутадиеновый СКД	10,0	10,0	-	-	-	-
Каучук бутадиеннитрильный БНКС-18АМН	-	-	20,0	20,0	-	-
Каучук бутадиеннитрильный БНКС-28АМН	-	-	80,0	80,0	80,0	80,0
Каучук бутадиениитрильный БНКС-40АМН	-	-	-	-	20,0	20,0
Перкадокс 14-40 Перекись дикумила	6,5	6,5	-	-	-	-
Сера	0,5	0,5	-	-	-	-
Оксид цинка	2,8	2,8	5,0	5,0	3,0	3,0
Воск 3В-П	1,4	1,4	4,0	4,0	1,0	1,0
Ацетонанил Н Поли-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин	1,0	1,0	3,0	3,0	2,0	2,0
Полиэтиленоксид 4000	2,8	2,8	-	-	-	-
Кальцийнафт СаО в смеси с нафтеновым маслом	13,0	13,0	-	-	-	-
Мыло хозяйственное	2,8	2,8	-	-	-	-
Стеариновая кислота	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Технический углерод П-514	91,5	91,5	45,0	45,0	-	-
Мел МТБ-Б	35,6	35,6	-	-	23,0	23,0
Масло ПМ	26,0	26,0	-	-	-	-
Тиурам М N-оксадиэтилен-2-бензтиазолилсульфенамид	-	-	1,8	1,8	-	-
Сульфенамид М 2-бензтиазолил-N-морфолилсульфенамид	-	-	1,5	1,5	2,0	2,0
Сульфазан N,N-дитиодиморфолин	-	-	1,5	1,5	2,0	2,0
Нитроза Серная кислота концентрированная	-	-	1,0	1,0	-	-
Технический углерод П-324	-	-	9,0	9,0	65,0	65,0
ДБФ дибутилфталат	-	-	19,0	19,0	28,0	28,0
ДБС дибутилсебацинат	-	-	-	-	8,5	8,5
НМПЭ Низкомолекулярный полиэтилен	-	-	-	-	1,5	1,5
Тиурам Д тетраметилтиурамдисульфид	-	-	-	-	2,0	2,0
Диафен ФП N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин	1,0	-	2,5	-	1,0	-
Противостаритель КПА-50	-	1,0	-	2,5	-	1,0

Таблица 3
Наименование показателей	Номер композиции
	1	2	3	4	5	6
Вязкость по Муни МБ 1'-4'-100°С	48	52	32	30	31	31
Условная прочность при растяжении, МПа	9,3	9,3	10,4	11,8	11,8	12,0
Относительное удлинение при разрыве, %	280	266	376	350	350	355
Остаточное удлинение после разрыва, %	8	4	4	4	8	8
Твердость ИСО, усл. ед.	64	69	56	56	60	60
Сопротивление раздиру, кН/м	30	29	36	35	41	43
Температурный предел хрупкости, °С	-54	-54	-44	-42	-35	-35
Изменение показателей после старения в воздухе при 100°С×24 ч
- прочности	-2	-2	-	-	-	-
- твердости	4	2	-	-	-	-
Изменение показателей после старения в СЖР при 125°С×72 ч
- прочности	-	-	-22	-24	-	-
- твердости	-	-	-10	-10	-	-
Изменение показателей после старения в изооктане при 70°С×72 ч
- прочности	-	-	-	-	-19	-19
- твердости	-	-	-	-	-1	-2
Озонное старение при растяжении на 10% при 50°С×72 ч	Выдерживает	Выдерживает	Выдерживает	Выдерживает	Выдерживает	Выдерживает

Установлено, что причиной улучшения физико-механических показателей вулканизатов является увеличение содержания полярных функциональных групп за счет введения в состав резиновой смеси предлагаемого противостарителя.

Технико-экономический эффект, полученный от применения предлагаемого противостарителя для резин, заключается в том, что его применение позволяет заменить известный противостаритель - диафен ФП, улучшив при этом физико-механических свойства вулканизатов. Кроме того, его применение позволяет использовать побочный продукт (отход) нефтехимического производства (анилина).