Застосування металополімерного композиту як промотору адгезії гуми до металокорду

Застосування металополімерного композиту на основі цинквмісного сечовиноформальдегідного олігомеру загальної (Zn.СФО) формули: Винахід відноситься до області гумової промисловості, а саме до промоторів адгезії гуми до металокорду та може бути використаний при виготовленні армованих гумових виробів. Відомо застосування солей важких металів, головним чином, солей кобальта, у якості промоторів адгезії гум до металів [Коссо Р.А., Гончарова Л.Т., Виноградова Т.Н. Состав и свойства брекерных резин для обкладки металлокорда радиальных шин. Серия: Производство шин. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1991. - 82 с.]. Найбільш поширені з них солі кобальта органічних кислот (октоат, стеарат, нафтенат) [Пат. 4719266 США, МКИ С08С 019/20. Vulcanization formulations with cobalt compounds / Craig, David P. (Ettelbruck, Ш). - № 888913; Заявл. 22.07.86; Опубл. 12.01.88; НКИ 525/346. 18 с.]. Однак, вищезазначені сполуки негативно впливають на властивості гумових сумішей, надають чутливість до теплового старіння й перевулканізації міцносним характеристикам вулканізатів, мають високу вартість та сприяють окисненню каучука. Відомо використання у якості промоторів адгезії гуми до латунованого металокорду смолоу творюючих систем, а саме однокомпонентної адгезійної системи, що уявляє собою продукт взаємодії гліоксаля з сечовиною та формальдегідом [Агаянц Л.А., Лындин Д.А., Малоенко В.Л., Шварц А.Г. Модифицирование резин с целью повышения прочности крепления к металлам. Серия: Шинная промышленность. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. - 80 с.]. Однак, така система не забезпечує достатнього рівня міцності зв'язку гуми з металокордом, до того ж присутність формальдегіду негативно впливає на фізичні властивості вулканізатів. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за технічною суттю та ефекту, який досягається, є промотор адгезії - Дісолен К, уявляючий собою борвмісну композицію на основі кобальтових солей жирних кислот [Баранова Т.В., Пицык В.А., Шевцова К.В., Ва щенко Ю.Н. Изучение эффективности действия модификатора БКТ в обкладочных резинах металлокордных шин // Вопросы химии и химической технологии. - 2002. - №3. С. 145-149]. Дісолен К - поширений промисловий промотор адгезії гум до металокорду, але, з огляду на зростання вимог до якості армованих гумових ви OH H 2C NH O HN C O Zn OH C NH NH CH2 n (19) UA (11) 71782 (13) A , n ³ 100 , як промотору адгезії гуми до металоде корду. 3 71782 4 робів, до недоліків останнього можна віднести заватору вулканізації - оксиду цинка оскільки відоме безпечення низької міцності зв'язку у системі "гувикористання Zn × СФО (1) як вулма-металокорд", високу вартість та дефіцит сироканізаційноактивної добавки еластомерних комповинної бази України. зицій на базі дієнових каучуків [V.I. Ovcharov, O.V. В основу винаходу покладена задача розшиOchtina, І.А. Kachkurkina, B.I. Melnikov. The Zincрення та оновлення асортименту промоторів адcontaining Polymeric-Inorganic Composite as Multiгезії, що покращують міцність зв'язку гуми з метаpurpose Ingredient for Elastomers //18 Fachtagung лом, опір термоокисненню та забезпечують високу fiber Verarbeitung und Anwendung von Polymeren стабільність адгезійних власти востей в умовах "Technomer 2003", Chemnitz, 2003. різних типів старіння. Kurzfassungen. - P. 105]. Поставлена задача вирішується використанВиготовлення гумових сумішей та випробуням металополімерного композиту на основі вання вулканізатів проводять у відповідності з цинквмісного сечовинформальдегідного олігомеру діючими ДЕСТами та методиками [Лабораторный (Zn'COO) загальної формули: практикум по технологии резины. Основные процессы резинового производства и методы их конOH троля. - М.: Химия, 1977. - 168 с.; Лабораторный H 2C HN NH O C практикум по технологии резины. Основные свойZn ства резин и методы их определения. - М.: Химия, C O NH CH 2 NH OH 1976. - 240 с.]. n Дослідні еластомерні композиції готують у гу(1) де n ³ 100, мозмішувачі з об'ємом змішувальної камери 2 л у як промотора адгезії в складі еластомерних 3 стадії: швидкість обертання роторів на першій композицій на основі дієнового каучука СКІ-3, пристадії - 40 об/хв, температура змішування - 135°С, значених для обкладки латунованого металокорду час змішування 4'; швидкість обертання роторів на другій стадії - 40 об/хв, температура змішування брекеру легкових шин Р, що містять полімерну сірку, сульфенамід М, сантогард PVI, оксид цинку, 135°С, час змішування 2'; швидкість обертання Дісолен К, стеаринову кислоту, каніфоль соснову, роторів на третій стадії - 30 об/хв, температура масло ПН-6ш, діафен ФП, ацетонаніл Р та змішування - 95°С, час змішування 2'30". технічний вуглець П-234. Для вивчення дії промотора адгезії Zn × СФО Продукт Zn × СФО формули (1) отримують при формули (1) на фізико-механічні властивості гум зразки вулканізують в електропресі при темперапереробці цинквмісних відходів (шламів) хімічної мідеплавильної, металообробної промисловості, а турі 155°С на протязі 15 хвилин. також солеутримуючи х стічних вод. Шлам або інші Як видно з даних таблиці 2, введення продукту тверді відходи направляються на стадію азотноZn × СФО формули (1), що заявляється, не впликислого вилучення, де у розчин переходять іони ває на рівень технологічних властивостей гумових Zn2+, Си2+, Fe2+. Одержання розчину азотнокислого сумішей; при його вмісті у кількості 12,0-16,0 мас. цинку можливе за рахунок переводу більшої часч. на 100,0 мас. ч. каучука спостерігається тини оксиду цинку у розчин з одночасним утворензбільшення відносного ступеню зшивання та ням оксиду міді. Очищений від солей заліза та міді швидкості вулканізації у порівнянні з відповідними концентрований розчин азотнокислого цинку показниками еластомерної композиції з прототиосаджається з сечовинформальдегідним пом. олігомером. Більшість показників фізико-механічних влаМеталополімерний композит на основі стивостей гум (табл. 3) також зберігає рівень поцинквмісного сечовинформальдегідного олігомеру казників гум, вміщуючи х прототип. ( Zn × СФО ) формули (1) уявляє собою сухий поПриведені дані табл. 4 свідчать, що за ефекрошок сірого кольору з розміром часток 2-3 мкм; тивністю дії у якості промотора адгезії гуми до мерозчиняється у концентрованій соляній кислоті при талокорду продукт Zn × СФО формули (1) пенагріві до 80°С; вміст гідроксиду цинку складає 50ребільшує прототип - Дісолен К. Брекерні гуми з 60 %; вологовмісність - не більше 7 %. застосуванням Zn × СФО формули (1) характериВідомо використання металополімерного комзуються високою стабільністю адгезійних властипозиту ( Zn × СФО ) формули (1) в якості активатору востей в умовах теплового, пароповітряного та сірчаної вулканізації гумових сумішей на основі сольового старіння. Вплив концентрації продукту дієнових каучуків [Заявка № 2003098513 від Zn × СФО формули (1) на міцність зв'язку гум з 05.11.2003 "Металополімерний композит в якості металокордом носить екстремальний характер з активатору сірчаної вулканізації гумових сумішей", максимумом при вмісті 12,0 мас. ч. Перевищення B.I. Овчаров, О.В. Охтіна, І.А. Качкуркіна, Б.І. оптимальної концентрації металополімерного комМельников, А.О. Євтушенко]. позиту на основі цинквмісного сечовинформальВинахід ілюструє приклад запропонованих гудегідного олігомеру Zn × СФО формули (1) примових сумішей у порівнянні з відомою. зводить до зменшення міцності зв'язку в системі Приклад 1 "гума-металокорд" та невиправдано високої витПромотор адгезії Zn × СФО формули (1) у рати нового промотору адгезії. кількості 8,0-16,0 мас. ч. вводять у гумову суміш Використання металополімерного композиту брекерного типу для обкладки латунованого метана основі цинквмісного сечовинформальдегідного локорду на основі каучука СКІ-3 (табл. 1) при виколігомеру ( Zn × СФО ) формули (1), що заявлюченні з рецептурного складу традиційного актиляється, в якості промотора адгезії гуми до корду 5 71782 6 дозволить розширити асортимент традиційних Отримання продукту Zn × СФО формули (1) промоторів, покращити міцність зв'язку гуми з мевизначеного складу здійснюється на талом, забезпечити високу стабільність адгезійних Придніпровському хімічному заводі (м. властивостей в умовах різних типів старіння, тим Дніпродзержинськ), продуктивність установки 100самим підвищити якість шин чи гумовотехнічних 300 т/рік. виробів, а також частково вирішити проблему застосування вторинної сировини. Таблиця 1. Склад промислових гумових сумішей для обкладки латунованого металокорду брекеру легкових шин Р, мас. ч. Найменування інгредієнтів СКІ-3 Сірка полімерна Сульфенамід М Сантогард PVI Оксид цинку Zn × СФО Дісолен К Стеаринова кислота Каніфоль соснова Масло ПН-6ш Діафен ФП Ацетонаніл Р ТВ П-234 1 100,0 7,5 0,8 0,3 8,0 1,0 0,5 2,0 5,0 1,5 0,5 60,0 2 100,0 7,5 0,8 0,3 8,0 1,0 0,5 2,0 5,0 1,5 0,5 60,0 Шифр композиції 3 100,0 7,5 0,8 0,3 8,0 0,5 2,0 5,0 1,5 0,5 60,0 4 100,0 7,5 0,8 0,3 12,0 0,5 2,0 5,0 1,5 0,5 60,0 5 100,0 7,5 0,8 0,3 16,0 0,5 2,0 5,0 1,5 0,5 60,0 Таблиця 2. Склад та властивості промислових гумових сумішей для обкладки латунованого металокорду брекеру легкових шин Р на основі каучука СКІ-3 Найменування показника Оксид цинку Zn × СФО Дісолен К Пластичність, ум. од. Когезійна міцність, МПа Клейкість, МПа: 2г 24 г 48 г tS. хв tc90 , хв DM , Дн × м R V , хв-1 Шифр композиції 1 2 3 Склад гумових сумішей, мас. ч.: 8,0 8,0 8,0 1,0 1,0 Властивості гумових сумішей: 0,48 0,49 0,48 0,21 0,20 0,20 0,62 0,61 0,59 0,44 0,42 0,38 0,33 0,32 0,30 Результати реометри при 155°С: 2,6 2,3 2,3 14,1 17,4 19,5 48,4 48,5 46,5 8,7 6,6 6,0 4 5 12,0 16,0 0,48 0,21 0,49 0,23 0,60 0,44 0,32 0,63 0,42 0,33 2,3 19,0 48,7 2,2 18,7 50,2 6,0 6,1 7 71782 8 Таблиця 3. Склад та фізико-механічні показники промислових гум для обкладки латунованого металокорду брокеру легкових шин Р на основі каучука СКІ-3 Шифр композиції 2 3 Склад гумових сумішей, мас. ч.: 8,0 8,0 8,0 1,0 1,0 Властивості гум в оптимумі вулканізації: Найменування показника 1 Оксид цинку Zn × СФО Дісолен К F300, МПа 4 5 12,0 16,0 Н.у. 17,6 17,8 17,4 17,9 18,6 Н.у. 21,2 21,6 21,5 21,4 19,2 Н.у. 370 360 375 340 325 Н.у. 95 95 93 95 96 Н.у. 76 76 77 77 79 Н.у. 27 27 27 28 27 fp, MПa e ,% В, кН/м Н, ум. од. S, % Таблиця 4. Міцність зв'язку гум для обкладки брокеру легкових шин Р з латунованим метало кордом Найменування показника Оксид цинку Zn × СФО Дісолен К Н.у. Теплове старіння 100°Сх72г Пароповітряне старіння (90°Сх96г) Сольове старіння (кип'ятіння в 5%-му розчині NaCl на протязі 6 г) Шифр композиції 2 3 Склад гумових сумішей, мас. ч.: 8,0 8,0 8,0 1,0 1,0 Міцність зв'язку гум з металокордом, Н: 303*/306" 338/332 339/354 235/241 267/271 273/284 1 4 5 12,0 16,0 404/399 327/326 367/341 282/274 242/250 273/275 280/291 338/331 290/283 253/258 287/293 291/302 352/354 311/297 Примітки: * - в чисельнику наведений показник міцності зв'язку гум з кордом 4Л30 (режим вулканізації 143°Сх45'); ** - в знаменнику наведений показник міцності зв'язку гум з кордом 15Л18 (режим вулканізації 143°Сх45'). Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститупромислов ої в ласності”, вул. Глазунов а, 1, м. Київ – 42, 01601