Гумова суміш на основі хлоропренового каучука

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, а точнее к. композициям полимеров хлоропрена, и может быть использовано в резиновой промышленности, в частности, при производстве низко-модульных ячеистых резин. Вышеуказанные резины применяют для изготовления разнообразных товаров народного потребления, например, гидрокостюмов, уплотнителей и други х. Известна пенорезина на основе хлоропренового каучука (1). Композиция содержит (вес.м) хлоропреновый каучук 100, окись металла 2-30, органический ускоритель 0,1-10, азотсодержащий вспенивающий агент 1-20, соединения мочевины 1-20. Пенорезина на основе вышеуказанного состава имеет высокие модуль упругости и прочность. Наиболее близким техническим решением является резиновая смесь на основе хлоропренового каучука, включающая окись цинка, окись магния, стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, индустриальное масло, глицерин, технический углерод, N,N-динитрозопентаметилентетрамин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: N,N-динитрозопентаметилентетрамин (паста ПЦ-55) - 6,0. Данную композицию используют для получения пористой резины, которую применяют для изготовления гидрокостюмов (2). Недостатком прототипа является то, что состав обладает недостаточной пластичностью. вспениваемостью и высокой вязкостью. Такие пластоэластические свойства композиции затрудняют ее переработку в резину. В основу изобретения поставлена задача создания резиновой смеси на основе хлоропренового каучука, в которой путём изменения ее состава обеспечивается повышение вспениваемости, пластичности и понижение вязкости смеси и за счет этого указанная смесь более технологична при ее обработке. Поставленная задача решается тем. что в резиновую смесь на основе хлоропренового каучука, содержащую вулканизующую гр уппу, стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, индустриальное масло, глицерин, порообразователь, наполнитель, согласно изобретению, дополнительно вводят золу-унос с диаметром частиц 50-100 мкм следующего химического состава, мас.%: SiO2 56.20; TiO2 0,54; Al2O 3 23,94; Fe2O 3 5,86; FeO 2,73; MnO 0,08; MgO 1,73; CaO 2,24; Na 2O 1.90; K 2O 3,16; S 0,95; B 2O 3 0,07; С - остальное, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.ч.: Зола-унос сухого отбора (ЗУ), имеющая сферическую, форму частиц, является отходом после сжигания углей на тепловых электростанциях. В таблице 1 приведен химический состав ЗУ Ладыжинской ГРЭС (Винницкая область). Техническая характеристика ЗУ Введение золы-уноса в количестве 3-10 мас.ч. в состав резины снижает вязкость резиновой смеси, повышает ее пластичность и вспениваемость, снижает условное напряжение резины при 200%. удлинении, и приводит к образованию низкомодульной ячеистой резины с улучшенными теплофизическими свойствами и сохранением прочностных характеристик. Зола-унос в данной композиции выполняет одновременно две функции: наполнителя и пластификатора. Применение ЗУ в дозировке менее 3 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука практически не оказывает влияния на вспениваемость, пластичность, вязкость смеси, а также на условное напряжение при 200% удлинении ее вулканизации. Введение ЗУ в смесь в дозировке выше 10 мас.ч. уменьшает вязкость смеси, но вместе с тем уменьшается прочность резины при значительном возрастании ее плотности. Роль остальных компонентов состоит в следующем. Хлоропреновий каучук обеспечивает необходимые прочностные показатели, атмосферо-, озоностойкость резин на их основе. В качестве вулканизующего агента использована смесь оксида цинка и оксида магния. Для хоропренового каучука меркаптанового регулирования наряду с вы шеуказанными оксидами металлов необходимо применение серы и дифенилгуанидина в качестве ускорителя вулканизации. Оксид цинка взаимодействует с полярными группами хлоропренового каучука с образованием поперечных связей. Оксид магния (замедляет процесс структурирования в присутствии оксида цинка) реагирует в первую очередь с подвижными атомами хлора, является акцептором хлора при переработке хлоропренового каучука. Повышение содержания, оксида магния свыше 4,5 мас.ч приводит к ускорению процесса структурирования резин, а при ее содержании менее 3,5 мас.ч. не обеспечивается достаточное взаимодействие с подвижным атомом хлора каучука. При введении оксида цинка более 5,0 мас.ч. ускоряется вулканизация и замедляется порообразование, и резина получается очень микропористая, а понижение содержания этого компонента ниже 4,0 мас.ч. приводит к получению резины с большими порами и очень тонкими стенками. В качестве мягчителя в данном решении использованы стеариновая кислота, низкомолекулярный полиэтилен, индустриальное масло и глицерин. При этом стеариновая кислота способствует лучшему диспергированию в смеси порошкообразных ингредиентов. Повышение содержания стеариновой кислоты сверх 1,2 мас.ч. способствуе т миграции ее на поверхность, а при содержании меньше 0,8 мас.ч. не обеспечивается достаточное диспергирование ингредиентов. Низкомолекулярный полиэтилен при введении в резиновую смесь повышает ее технологические свойства и каркасность резины. Наличие в резиновой смеси полиэтилена более 6,0 мас.ч. затрудняет те хнологический процесс ее изготовления (смесь на вальцах рассыпается в крошку, удлиняется режим ее изготовления), а при введении меньше, чем 4,0 мас.ч. наблюдается большая усадка пористой резины после вулканизации и ухудшается качество поверхности резины. Индустриальное масло увеличивает пластичность, уменьшает вязкость резиновой смеси. У резиновой смеси, содержащей более 15,0 мас.ч. индустриального масла, наблюдается ухудшение прочностных свойств, а при содержании менее 10,0 мас.ч. - недостаточная пластичность. Глицерин вводят для лучшего диспергирования порообразователя. При содержании глицерина в количестве менее 2,0 мас.ч. порообразователь неравномерно распределяется в резиновой смеси, а при количестве более 4,0 мас.ч. сильно ускоряется процесс порообразования и опережает процесс структурирования. В качестве порообразователя в данном техническом решении использованы п, П динитрозопентаметилентетрамин и азодикарбонамид. Понижение содержания динитрозопентаметилентетрамина или азодикарбонамида менее 6,0 мас.ч. приводит к нестабильности порообразования, повышение его количества более 7,0 мас.ч. нецелесообразно из-за отсутствия корреляции между процессом порообразования и содержанием порообразователя. Для повышения прочностных свойств резины в состав резиновой смеси вводят в качестве наполнителя технический углерод, литопон или мел. Введение технического углерода. или литопона, или мела в количестве менее 20 мас.ч. не обеспечивает достаточной прочности, а при содержании более 27 мас.ч. повышается условное напряжение при 200% удлинения. Компоненты характеризуются следующими свойствами. Хлоропреновий каучук СТУ 6-01-1318-85. ТУ 6-01-1316-85) - твердый продукт с вязкостью по Муни 45-55 усл. ед. Оксид цинка - порошок белого цвета с плотностью 5,47 г/см 3 и температурой плавления 1800°С (ГОСТ 20284). Оксид магния - тонкой порошок с плотностью 3,13 г/см 3 и температурой плавления 2800°С (ГОСТ 844-79). Стеариновая кислота - порошок белого цвета с температурой плавления 69°С и плотностью 850-990 г/см 3 (по ТОСТ 6484-64), низкомолекулярный полиэтилен - твердый продукт белого цвета с температурой плавления 105°С и температурой хрупкости - 95°С (по ТУ 6-05-1837-82), индустриальное масло - светло-окрашенная жидкость с кислотным числом 0,04 мг КОН на 1 г масла, температура застывания 20°С (по ГОСТ 20799-88), глицерин - вязкая бесцветная жидкость с плотностью 1,26. г/см 3 (ГОСТ 6824-76), N,Nдинитрозопентаметилентетрамин - мелко-кристаллический порошок бледно-желтого цвета с плотностью 1,40 г/см 3, температурой плавления 100°С и температурой разложения 110-150°С (ПНД-032-72), азодикарбонамидкристаллический порошок желто-оранжевого цвета с плотностью 1,63 г/см 3, температурой плавления 196°С и температурой разложения 170-190°С (по ТУ 113-38-110-91). Технический углевод П-803 - порошок черного цвета с удельной адсорбционной поверхностью 10-20 м 2/г и средним диаметром частиц 155-210 ммк (ГОСТ 7885-86). Мел - порошок белого цвета с плотностью 2,5-2,73 мг (по ГОСТ 12085-88), литопон - порошок белого цвета (ГОСТ 907-72). Изобретение иллюстрируют следующие примеры; Пример 1. В таблице 2 приведен состав известной и предложенной резиновых смесей. Предложенная смесь содержит в качестве: каучука - хлоропреновый каучук ДСН; вулканизующей группы оксид цинка, оксид магния; мягчителя - стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, индустриальное масло, глицерин; порообразователя - N,N-динитрозопентаметилентетраамин; наполнителя - технический углерод П-803, а также золу-унос с диаметром частиц 50-100 мкм. Резиновые смеси изготавливают на вальцах в течение 30 мин по следующему режиму, мин. Смесь пропускают 3 раза на тонком зазоре, срез - 30 мин. Вулканизаты изготавливают в электролрессе двухстадийным способом по режиму: I стадия - 143°С х 9 мин, II стадия - 148°С х 10 мин. Физико-механические свойства определяют в соответствии с действующими ГОСТами. Свойства предложенной и известной смесей приведены в табл. 3. Пример 2. Изготавливают известную и предложенную резиновые смеси по примеру 1, при введении в качестве порообразователя -азодикарбонамида. Состав смеси приведен в табл. 4. Вулканизаты получают в электропрессе по двухстадийному режиму: I стадия -143°С х 9 мин, II стадия - 148°С x 10 мин. Свойства известной и предложенной резиновых смесей приведены в табл. 5. Пример 3. В табл. 6 приведены составы известной и предложенной смесей. Предложенная смесь содержит в качестве каучука - хлоропреновый каучук ДН; в качестве: вулканизующей гр уппы - оксид цинка, оксид магния, дифенилгуанидин, серу; мягчителя - стеариновую кислоту, низкомолекулярный полиэтилен, индустриальное масло, глицерин; порообразователя - N,N-динитрозопентаметилентетраамин; наполнителя - литопон, мел; золу-унос с диаметром частиц 50-100 мкм. Смеси приготавливают на вальцах в течение 30 мин по режиму, аналогично приведенному в примере 1. Образцы ячеистой резины получают в электропрессе по двухстадийному режиму: I стадия - 138°Сх 16 мин, II стадия - 145°С в течение 10 мин. Свойства известной и предложенной резиновых смесей приведены в табл. 7. Таким образом, применение золы-уноса в резиновых смесях позволяет уменьшить их вязкость, повысить пластичность, вспениваемость.