Патент на изобретение №2270210
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ КАРБОЦЕПНОГО КАУЧУКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦВЕТНОГО ГРАНУЛЯТА
(57) Реферат:
Изобретение относится к резиновой промышленности, строительству и используется для изготовления неформовых резиновых пластин, предназначенных для получения цветного гранулята методом дробления. Готовят вулканизуемую резиновую смесь на основе карбоцепного каучука следующего состава, мас.ч.: каучук – 100, измельченный вулканизат – 5-40, уретановый форполимер – 0,5-4,0. Уретановый форполимер имеет молекулярную массу 1000-5000 и содержание концевых изоцианатных групп 2,5-6 мас.%. Технический результат состоит в сокращении времени вулканизации и повышении сопротивления старению у вулканизатов. 3 табл.
Изобретение относится к резиновой промышленности, строительству и используется для изготовления неформовых резиновых пластин, предназначенных для получения цветного гранулята методом дробления. Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе отходов синтетического каучука и резиновой крошки, состоящей из трех фракций (а.с. SU 960046, МКИ В 29 Н 19/00, C 08 L 9/00, 1982). Недостатком данной смеси является низкая стойкость вулканизатов к световому и термоокислительному старению. Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе диенового каучука, содержащая в качестве наполнителя мелкодисперсную резиновую крошку и измельченный корд (а.с. SU 761502, МКИ C 08 L 9/00, 1980). Вулканизаты из данной смеси из-за наличия волокнистого наполнителя и высокоактивного технического углерода не пригодны для изготовления цветного гранулята. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности (прототип) является вулканизуемая резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая измельченный вулканизат и эпоксидированный 1,4-цис-полибутадиен с молекулярной массой 1500-30000 и содержанием эпоксидных групп 5-20 мас.% (а.с. SU 907026, МКИ C 08 L 9/00, C 08 L 63/08, 1980). Недостатком указанной смеси являются низкая скорость вулканизации при неформовом методе изготовления резиновых пластин, а также неудовлетворительная стойкость вулканизатов к световому и термоокислительному старению. Эти недостатки обусловлены подверженностью жидких углеводородных каучуков, в том числе эпоксидированных, окислительной деструкции (при температурах выше 150°С) с образованием продуктов распада дезактивирующих компонентов вулканизующей системы и способных инициировать процессы окисления каучуковой матрицы и измельченного вулканизата при старении. Задачей предлагаемого изобретения является разработка рецептур резиновых смесей, включающих некондиционные (с диаметром частиц <0,5 мм) продукты измельчения пигментированных или светлых резин, вулканизуемых неформовым способом в приемлемых температурно-временных интервалах, что дает возможность обеспечить безотходную технологию получения атмосферостойкого цветного эластичного гранулята требуемой геометрической формы и фракционного состава с минимальными энергозатратами. Техническим результатом является сокращение времени вулканизации резиновых смесей и получение вулканизатов с повышенным сопротивлением старению. Технический результат достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука включает измельченный вулканизат и уретановый форполимер с молекулярной массой 1000-5000 и содержанием изоцианатных групп 2,5-6 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: карбоцепной каучук 100, измельченный вулканизат 5-40, указанный уретановый форполимер 0,5-4,0. Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. Уретановый форполимер, являясь полярным соединением, преимущественно концентрируется на межфазной границе карбоцепная каучуковая матрица – измельченный вулканизат. Высокоактивные изоцианатные группы модификатора способны выступать в роли соагентов вулканизации сырой резиновой смеси, а также взаимодействовать с кислородосодержащими группами на поверхности частиц измельченного вулканизата. Кроме того, возможна полимеризация непосредственно форполимера по механизмам ступенчатого полиприсоединения и циклотримеризации. Тем самым поверхностный слой химически связывает как каучуковую матрицу, так и измельченный вулканизат. Вторичные аминогруппы уретановых фрагментов повышают стойкость вулканизатов к старению. В качестве уретанового форполимера применяют продукты взаимодействия полиолов с молекулярной массой 800-4500 с толуилендиизоцианатом при соотношении NCO/OH Измельченный вулканизат представляет собой продукты дробления отходов пигментированных или светлых резин на основе каучуков общего или специального назначения, в том числе этилен-пропиленовых и силоксановых, с размером частиц менее 0,5 мм. В зависимости от вида карбоцепного каучука в составе смеси по изобретению содержатся традиционные целевые добавки. Предлагаемую резиновую смесь изготавливают по общепринятой технологии. Уретановый форполимер вводят в смеси с измельченным вулканизатом 1:2 по массе на заключительной стадии смешения в резиносмесителе или на вальцах. Образцы в виде пластин подвергают котловой вулканизации при давлении пара 0,5 МПа. Контрольная резиновая смесь (прототип), включающая все указанные компоненты в тех же соотношениях, готовится и вулканизуется аналогичным способом. В качестве модификатора используется низкомолекулярный каучук СКДН-Н (цис-1,4-полибутадиен), эпоксидированный надкислотами со следующими характеристиками: молекулярная масса 3000; содержание эпоксидных групп 9 мас.%. Пример 1. Готовят резиновую смесь следующего состава, мас.ч.: бутадиенметилстирольный каучук СКМС-30 АРКМ-27 – 100, сера – 2,0, альтакс – 2,5, стеариновая кислота – 1,0, оксид цинка – 5,0, ионол – 0,75, мел МТД-2 – 350, масло ПМ – 5,0, пигмент зеленый м.Б.2 – 3,5, измельченный вулканизат (резина марки 51-1458 на основе каучука СКИ-3) – 5,0. В качестве модификатора используют уретановый форполимер марки СКУ-ППТ-4503 в количестве 0,5 мас.ч. Примеры 2-5 готовят аналогичным способом. Пример 6. Готовят резиновую смесь следующего состава, мас.ч.: сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена СКЭПТ-40 – 100, сера – 1,0, тиурам Д – 2,5, каптакс – 0,8, масло ПМ – 15, мел МТД-2 – 220, ионол – 0,5, пигмент красный 2Ж – 3,5, измельченный вулканизат (резина марки 104-4589 на основе каучука СКН-26) – 5. В качестве модификатора используют уретановый форполимер марки СКУ-ППТ-3003 в количестве 1,0 мас.ч. Примеры 7-10 готовят аналогичным способом. Пример 11. Готовят резиновую смесь следующего состава, мас.ч.: этиленпропиленовый каучук Дутрал СOO54 – 100, пероксимон F-40 – 6,5, тригонокс 29/40 – 0,8, оксид цинка – 2,0, стеариновая кислота – 2,0, стабилойл-18 – 15, коллоксол – 8, мел – 180, пигмент зеленый фталоцианиновый 7G – 2,5, измельченный вулканизат (резина марки 2-И15-9 на основе каучука СКМС-30 АРКМ-15) – 10. В качестве модификатора используют уретановый форполимер марки АДВ-17 в количестве 0,5 мас.ч. Примеры 12-15 готовят аналогичным способом. Примеры 2-5, 7-10 и 12-15 содержат различное количество измельченного вулканизата и уретанового форполимера из заявленных интервалов, что отражено в таблицах 1, 2, 3. Физико-механические показатели и сопротивление старению вулканизатов определяют по стандартным методикам. Оптимальное время вулканизации определяют из реометрических кривых, полученных на виброреометре типа “Monsanto” (ГОСТ 12535-78). Адгезию гранулята к полиуретановому покрытию “Эластур” оценивают следующим образом. На свеженанесенное покрытие толщиной 2,5±0,5 мм наносят гранулят в количестве, обеспечивающем полное закрытие поверхности указанного слоя. После полного отверждения покрытия (не менее 72 ч) с гранулятом на него вновь наносят свежеизготовленную композицию “Эластур” такой же толщины. По истечении 72 ч из полученного образца вырезают полосы шириной 20±1 мм и длиной не менее 150 мм. На разрывной машине РМИ-60 полосы расслаивают со скоростью движения нижнего зажима 500 мм/мин и определяют нагрузку, отнесенную к ширине полосы. Как следует из приведенных примеров, использование в резинах с измельченным вулканизатом уретанового форполимера обеспечивает повышение стойкости резин к термоокислительному старению и способствует сокращению оптимального времени вулканизации. Кроме того, надежная прочность сцепления цветного гранулята с покрытием “Эластур П” также позволяет увеличить долговечность покрытий легкоатлетических беговых дорожек. Использование уретанового форполимера с молекулярной массой выше 5000 и содержанием концевых изоцианатных групп менее 2,5 мас.% не обеспечивает эффекта улучшения сопротивления старению и сокращения времени вулканизации. Применение форполимера с концентрацией изоцианатных групп свыше 6 мас.% и молекулярной массы менее 1000 отрицательно влияет на относительное удлинение резин, что негативно отражается на форме частиц гранулята, образующегося после дробления. При содержании уретанового форполимера в смеси менее 0,5 мас.ч. не реализуется заявляемый технический результат. Повышение содержания модификатора более 4,0 мас. ч. сопровождается ухудшением эластических свойств вулканизатов. Прочность при растяжении, твердость и относительная остаточная деформация в указанных дозировках измельченного вулканизата находятся в таблицах.
Формула изобретения
Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука для изготовления цветного гранулята, включающая измельченный вулканизат и уретановый форполимер с молекулярной массой 1000-5000 и содержанием концевых изоцианатных групп 2,5-6 мас.% при соотношении компонентов смеси, мас.ч.:
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 07.07.2007
Извещение опубликовано: 20.02.2009 БИ: 05/2009
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2: уретановый форполимер АДВ-17 (ТУ 2226-023-22-73-69-60-96) – средняя молекулярная масса 1000, содержание NCO-групп 5,8-6,7 мас.%; уретановый форполимер СКУ-ППТ-3003 (ТУ 38.403727-92) – средняя молекулярная масса 3400, содержание NCO-групп 4,0-4,8 мас.%; уретановый форполимер СКУ-ППТ-4503 (ТУ 38.403708-91) – средняя молекулярная масса 5000, содержание NCO-групп 2,0-3,0 мас.%.