Гумова суміш

Гумова суміш, яка містить бутадієнстирольний каучук, окис цинку, діафіен ФП, ацетонаніл Р, каніфоль, смолу СІС, фталевий ангідрид , віск ЗВП, олеїнову кислоту, масло ПН-бш, технічний вуглець ТУ П-245, сірку молоту, сульфонамід Ц, дитюдиморфолін, технологічну добавку, яка відрізняється тим, що як технологічну добавку містить суміш 75-99% цинкової солі жирної кислоти фракцій С10-С27 та 1 -25% простого олігоефіру загальної формули Ri-(-CH2-CH-O),rH R1—ОН, -С4Н9, F\2—-H, -СНз, при наступному співвідношенні компонентів гумової суміші мас ч 100,0 Бутадієн-стирольний каучук Сірка молота 1,0-2,0 Сульфенамід Ц 0,8-1,8 Дітюдіморфолін 0,5-2,0 Оксид цинку 2,0-5,0 Смола СІС 2,0-6,0 Олеїнова кислота 1,0-3,0 Масло ПН-бш 3,0-12,0 Каніфоль соснова 1,0-3,0 Діафен ФП 1,0-2,0 Ацетонаніл Р 1,0-2,0 Фталевий ангідрид Віск ЗВП 0,3-0,7 Технічний вуглець П-245 Технологічна добавка 0,5-2,0 60,0-65,0 1,0-10,0 де п=2-120, Винахід відноситься до гумової промисловості, а саме до гумових сумішей на основі бутадієнстирольних каучуків, які використовують для виготовлення шин та гумово-технічних виробів ВІДОМІ гумові суміші на основі бутадієнстирольного каучуку, які для покращення технологічних властивостей містять технологічну добавку, що одержана шляхом етерифікації гліколем карбоксилвмістних сполук, які знаходяться в кубовому залишку колони дистилляцм виробництва єкапролактам а (А С СРСР № 1520071, МКИ С 08 L 9/06, «Способ получения пластификатора», А П Пучковидр.БИ №41,1989) Однак через недостатню пластифікуючу та диспергуючу здібність відомої технологічної добавки, гумові суміші одержують з незадовільними технологічними властивостями ВІДОМІ гумові суміші на основі бутадієнстирольного каучуку, які для покращення технологічних властивостей в якості технологічної добавки містять цинкову сіль синтетичної жирної кислоти фракцій С7-С9 та оксиетилований спирт фракцій С7-С15 зі ступінню оксиетилування 15 (АС СРСР № 1214687, МКИ С 08 L 9/00, «Резиновая смесь на основе », Б С Гришин и др , Б И №8,1986) Але використання вказаних технологічних добавок не дозволяє одержати гумові суміші з необхідними технологічними властивостями Крім того, технологічна добавка характеризується високим вмістом летючих, що придає гумовим сумішам неприємний запах при їх розігріванні Найбільш близькими по технічній сутності та результату, що досягається, є гумові суміші із бутадієн-стирольного каучуку, окису цинку, діафену 44171 ФП, ацетананілу Р, каніфолі, смоли СІС, фталевого ангідриду, воску ЗВП, олеїнової кислоти, масла ПН-бш, технічного вуглецю П-245, сірки молотої, сульфенаміду Ц, дітюдіморфоліну та технологічної добавки, яка містить цинкові солі жирної кислоти фракцій С10-С25 та, додатково містить жирну кислоту фракцій С10-С27 або оксиетиловану жирну кислоту фракцій С16-С21 із ступінню оксиетилування 15-20 або їх суміш (1 Патент Російської Федерації № 2054016, МКИ С 08 К 5/09 "Диспергатор резиновых смесей», Б С Гришин и др , Б И № 4, 1992) Але гумові суміші, що містять вказані технологічні добавки, мають недостатьньо низьку в'язкість, жорсткість, еластичне відновлення, та не досить високу пластичність В основу винаходу поставлена мета створення гумових сумішей з покращеними технологічними властивостями, а саме- з нижчою в порівнянні з прототипом в'язкістю, жорсткістю, еластичним відновленням та з вищою пластичністю шляхом використання технологічної добавки, яка містить поверхнево-активні речовини різної розчинності в еластомері При цьому фізико-механічні властивості вулканізатів не повинні погіршитися Поставлена мета досягається тим, що відома гумова суміш із бутадієн-стирольного каучуку, окису цинку, діафену ФП, ацетананілу Р, каніфолі, смоли СІС, фталевого ангідриду, воску ЗВП, олеїнової кислоти, масла ПН-бш, технічного вуглецю П-245, сірки молотої, сульфенаміду Ц, дітюдіморфоліну, технологічної добавки ВІДПОВІДНО ДО винаходу в якості технолопчої добавки містить суміш 75-99% цинкової солі жирної кислоти фракцій СюС{ї та 1-25% простого олігоефіра загальної формули R r (-CH 2 -eH-O),,-H де п=2-120, Г\2~ -ОН, -С4Н9, R2= -H, -СНз, при наступному співвідношенні компонентів гумової суміші, мас ч Бутадієн-стирольний каучук 100,0 Сірка молота 1,0-2,0 Сульфенамід Ц 0,8-1,8 Дитюдиморфолін 0,5-2,0 Оксид цинку 2,0-5,0 Смола СІС 2,0-6,0 Олеїнова кислота 1,0-3,0 Масло ПН-бш 3,0-12,0 Каніфоль соснова 1,0-3,0 Діафан ФП 1,0-2,0 Ацетонаніл Р 1,0-2,0 Фталевий ангідрид 0,3-0,7 Воск ЗВП 0,5-2,0 Технічений вуглець П-245 60,0-65,0 Технологічна добавка 1,0-10,0 Таким чином по рецепту, що пропонується, виготовляють гумову суміш з нижчою в порівнянні з прототипом в'язкістю, жорсткістю, еластичним від новленням та вищою пластичністю при збереженні рівня фізико-механічних властивостей Це досягається завдяки використанню у складі гумової суміші технологічної добавки, яка містить поверхнево-активні речовини різної розчинності в еластомері і тому водночас функціонує за двома механізмами як внутрішня змазка за рахунок цинкової солі жирної кислоти фракцій Сю -С25 та як зовнішня змазка за рахунок присутності простих олігоефірів Винахід ілюструють наступні приклади Приклад 1 Гумові суміші, що заявляються, готують по рецепту, який наведений в таблиці 1 Паралельно по тому ж рецепту готують гумову суміш-прототип з З.Омас ч технологічної добавки, яка містить цинкову сіль жирної кислоти фракцій С10-С25, окис цинку та оксиетиловану жирну кислоту (ТУ 6-09-17-293-97) Гумові суміші готують в гумозмішувачі з об'ємом змішувальної камери 2л в дві стадії Швидкість обертання роторів на першій стадії- 40об/хв , температура змішування - 150С, час змішування 5хв Швидкість обертання роторів на другій стадії 30об/хв , температура змішування - 100°С, час змішування- 1,5хв Технологічні добавки вводять сумісно з сипучими інгредієнтами та технічним вуглецем на першій стадії змішування Для вивчення дії технологічних добавок на фізикомеханічні властивості гум взірці вулканізують в електропресі при температурі 153 ± 1 °С на протязі 25 хвилин Вивчення технологічних та фізико-механічних властивостей гум проводять в ВІДПОВІДНОСТІ З ДІЮЧИМИ ДСТами Технологічні властивості В'язкість ПО Муні при 100°С -ДСТ 10722-76, пластичність - ДСТ 415-75, жорсткість по Дефо та еластичне відновлення -ДСТ 1020175, вулканізаційні характеристики, які знімаються на реометрі фірми «Монсанто»- ДСТ 12535-84 Фізико-механічні властивості вулканізатів пружньо-міцні властивості при розтягуванні ДСТ 270-75, опір роздиру - ДСТ 262-79, динамічна виносливість - ДСТ 216-79, ГОСТ26365-84 Результати вивчення технологічних властивостей гумових сумішей, що заявляються, і прототипу та фізико-механічних властивостей їх вулканізатів занесені до таблиці 2 Як видно з приведених в таблиці 2 даних (приклад 2,3), гумові суміші, що заявляються, мають в порівнянні з прототипом нижчу на 10 - 15% в'язкість як після першої, так і після другої стадії змішування, меншу на 100 - 150 ге жорсткість по Дефо, менше на 15 - 20% еластичне відновлення та вищу на 12 - 17% пластичність При цьому вулканізати гумових сумішей, що заявляються, та прототипу практично рівноцінні за фізико-механічними властивостями мають однаковий рівень умовного напруження при 300 (200)% подовження, умовної МІЦНОСТІ при розриві, опору роздиру та відносного подовження Але гуми з прототипом на 55 - 60% поступаються гумам з технологічною добавкою, що заявляється, по опору багатократному розтягу 44171 ванню Дані прикладу 2, таблиці 2 показують, що максимальне зниження В'ЯЗКІСТІ, жорсткісті, еластичного відновлення та підвищення пластичністі гумових сумішей, що заявляються, досягається при використанні технологічної добавки в КІЛЬКОСТІ ВІД 1 до Юмасч на ЮОмасч каучуку Отже оптимальний вміст технологічної добавки, що заявлається, у складі гумової суміші є 1- Юмас ч на ЮОмас ч каучуку При використанні технологічної добавки, що заявляється, в КІЛЬКОСТІ менше 1 мас ч на 100 мас ч каучуку, не відбувається значного зниження в'язкості, жорсткості, еластичного відновлення гумових сумішей та не підвищується їх пластичність Якщо вводити в гумову суміш технологічну добавку, в КІЛЬКОСТІ вище меж, що заявляються, подальшого покращення технологічних властивостей гумових сумішей не відбувається, а фізикомеханічні властивості вулканізатів погіршуються зменшується умовна МІЦНІСТЬ при 300% подовженні, умовна МІЦНІСТЬ при розриві та опір до роздиру Оптимальним складом технологічної добавки є суміш 75 - 99% цинкової солі жирної кислоти фракцій С10-С27 s 1 - 25% поліетиленгліколя При використанні вказаної технологічної добавки оптимального складу гумові суміші, що заявляються, одержують з значно покращенними технологічними властивостями Якщо технологічна добавка містить цинкову сіль жирної кислоти фракцій С10-С27 в концентрації вище 99% і, ВІДПОВІДНО, поліетиленгліколь в кон центрації нижче 1%, технологічні властивості гумових сумішей, що заявляються, покращуються незначно При ВМІСТІ у складі технологічної добавки цинкової солі жирної кислоти фракцій СІО-С27 в концентрації нижче 75% і, ВІДПОВІДНО, поліетиленгліколя вище 25%, остання має погану випускну форму, яка не дозволяє її автоматично дозувати Результати прикладу 4 свідчать про те, що у складі технологічної добавки, що заявляється, може використовуватись поліетиленгліколь (F?2 = Н)або поліпропіленгліколь (F?2 = -СНз) з R-i = -ОН або Ri = -О4Н9, ступінь полімеризації яких лежить в межах 2 - 1 2 0 При цьому технологічні властивості гумових сумішей та фізико-механічні показники вулканізатів практично не змінюються При ступені полімеризації простого олігоефіра менше 2 сполуки, що заявляються, є мономерами і не входять до області домагань по заявці При ступені полімеризації простих олігоефірів більше 120 покращення технологічних властивостей гумових сумішей не відбувається По рецепту гумової суміші, що заявляється, була виготовлена дослідна партія гумової суміші та проведені и виробничі випробування на ВАТ "Дніпрошина" Випробування показали високий технічний результат та підтвердили ефективність використання розробленої технологічної добавки Винахід, що пропонується, може бути використаний при виготовленні шин та гумово-технічних виробів Таблиця-1 Рецептура гумової суміші Найменування інгредієнтів Вміст, мас ч СКМС-ЗОАРК 100,0 Сірка молота 1,3 Сульфенамід Ц 1,3 Дитюдиморфолін 1,0 Оксид цинку 3,0 Смола СІС 4,0 Олеїнова кислота 2,0 Масло ПН-бш 6,0 Каніфоль соснова 2,0 Діафен ФП 1,5 Ацетонаніл Р 1,0 Фталевий ангідрид 0,5 Воск ЗВП Технічний вуглець П-245 Технологічна добавка, що заявляєть ся 1,0 60,0 3,0 7 44171 8 Результати випробування гумової суміші, що заявляється ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90