Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ОЗОНОСТОЙКОЙ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА - Патент РФ 2109773
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ОЗОНОСТОЙКОЙ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ОЗОНОСТОЙКОЙ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ОЗОНОСТОЙКОЙ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к производству резинотехнических изделий и может быть использовано в химической промышленности в производстве резин, устойчивых к озонному старению. Сущность изобретения заключается в том, что бутадиеннитрильный каучук смешивают с поливинилхлоридом суспензионной полимеризации в соотношении 70 : 30 в присутствии стабилизатора - эпоксидной смолы ЭД - 20 в количестве 1 - 3 мас.ч. на 100 мас.ч смеси полимерных компонентов в резиносмесителе при 170 ± 3oС в течение 7 - 9 мин или при 160 ± 3oС в течение 14 - 16 мин при частоте вращения резиносмесителя 60 об/мин. Способ получения резин является экологически чистым, применение его дает возможность отказаться от применения эффективных, но высокотоксичных термостабилизаторов - органических и неорганических соединений тяжелых металлов. 3 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2109773
Класс(ы) патента: C08L9/02, C08L27/06, C08L63/02
Номер заявки: 95109654/04
Дата подачи заявки: 08.06.1995
Дата публикации: 27.04.1998
Заявитель(и): Попов Анатолий Анатольевич; Ливанова Надежда Михайловна; Богаевская Тамара Анатольевна; Фармаковская Маргарита Павловна
Автор(ы): Попов Анатолий Анатольевич; Ливанова Надежда Михайловна; Богаевская Тамара Анатольевна; Фармаковская Маргарита Павловна
Патентообладатель(и): Попов Анатолий Анатольевич; Ливанова Надежда Михайловна; Богаевская Тамара Анатольевна; Фармаковская Маргарита Павловна
Описание изобретения: Изобретение относится к производству резинотехнических изделий и может быть использовано в химической промышленности в производстве резин, устойчивых к озонному старению.
Одним из важнейших факторов, определяющих работоспособность резинотехнических изделий на основе непредельных каучуков, эксплуатируемых в атмосферных условиях, является стойкость к озонному старению. Обычно для ее повышения используют химические антиозонанты и воска. Однако во многих случаях они недостаточно эффективны. Одним из способов защиты от озонного старения является частичная замена непредельного каучука каким-либо озоностойким полимером, в частности поливинилхлоридом.
Система БНК-ПБХ при использовании каучука марки СКН-26 является термодинамически ограниченно совместимой, поэтому качество резин из этой композиции определяется условиями совмещения высокомолекулярных компонентов. Совместимость каучука с поливинилхлоридом падает при уменьшении содержания в каучуке акрилонитрильных звеньев и зависит от марки ПВХ: полимер, полученный методом суспензионной полимеризации, совмещается с БНК значительно хуже, чем эмульсионной полимеризации. В нашей стране в промышленном масштабе производят в основном суспензионный ПВХ, поэтому разработка способов получения озоностойких резин с высокими физико-механическими показателями на основе бутадиеннитрильного каучука марки СКН-26 и ПВХ суспензионной полимеризации является весьма актуальной.
Известны различные способы получения озоностойких резин на основе непредельных каучуков с насыщенными полимерами.
Известен способ получения озоностойкой кабельной изоляции на основе 10-50% ПВХ и 90-50% сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты обычным способом смешения в оборудовании для смешения каучука с добавкой в ПВХ мягчителей. (Патент DE 2297194, 398541/00). Для получения более гомогенизированной смеси бутадиен-1,3 акрилонитрильного сополимера (75% бутадиена, 25% акрилонитрила) и ПВХ готовят композиции смешения 80 ч. каучука, содержащего следующие компоненты:
Каучук - 10
Канальная сажа - 65
Дибутилфталат - 25
Оксид цинка - 5
Фенил- β -нафтиламин - 1
Жирная кислота хлопковых семян - 1,5
Диметилмеркаптотиазол - 1,5
Сера - 1,5
с 20 ч. ПВХ, содержащего:
ПВХ - 100
Трикрезилфосфат - 95
Сульфат свинца - 2
Композицию вулканизуют 30 мин при 149oC. Для лучшего смешения рекомендуют проводить мастикацию каучука и пластификацию ПВХ при повышенной температуре нелетучим растворителем, например трикрезилфофатом. Полученный вулканизат характеризуется высокой разрывной прочностью, набуханием в газолине за 14 дней на 1,8%, морозостойкостю - 24,5oC, отсутствием термопластичности, стойкостью к концентрированным кислотам и щелочам, действию кислорода и света. Конкретных данных по озоностойкости не приведено. Отмечают, что с эмульсионным ПВХ получают лучше результаты, чем с суспензионным.
Известен способ получения озоностойких резин на основе непредельных каучуков с различными насыщенными полимерами на вальцах или резиносмесителе при температурах, определяющихся типом основного каучука, т.е. при 35±5oC для бутадиеннитрильных. При использовании защитных полимеров с высокой температурой размягчения температуры смешения повышали до 150oC. Вулканизацию резин производили при 143-160oC. Совмещение бутадиеннитрильного каучука с 40% акрилонитрильных звеньев (СКН-40М) с ПВХ в соотношении 70:30 производили на вальцах при 150oC. Время до появления трещин при концентрации озона с 0,1 об.% составляло 8,6 ч. (Ханин С.Е., Озоностойкостью резин на основе комбинаций полимеров. Автореф. канд. диссерт., М., 1984).
Известен также способ получения вулканизатов СКН-ПВХ с применением предварительного смешения каучука с полимером при температурах выше температуры плавления ПВХ (150-180oC) на любом смесительном оборудовании, обеспечивающем интенсивное перемешивание и необходимую температуру (Шварц А.Г., Динзбург Б. Н. Совмещение каучуков с пластиками и синтетическими смолами. М.: Химия, 1972, с. 64, 224).
В дальнейшем эти маточные компаунды смешивают с остальными ингредиентами при стандартных режимах. Для предотвращения деструкции ПВХ и каучука при высоких температурах вводят стабилизатор для ПВХ и антиоксидант для каучука. Для термостабилизации ПВХ применяют эффективные органические и неорганические соединения Pb, Cd и других тяжелых металлов, являющиеся высокотоксичными. Разработка режимов, позволяющих заменить токсичные термостабилизаторы менее эффективными, но безвредными весьма актуальна. (Фойгт И. Стабилизация синтетических полимеров против действия света и тепла. Под ред. докт. хим. наук Б.М. Коварской. - Л.: Химия, 1972, с. 60, 544).
Различные способы совмещения СКН-26 и ПВХ эмульсионной полимеризации в соотношении 70:30 описаны в следующей работе (Затеев В.С. Модификация дивинилнитрильных каучуков поливинилхлоридом для повышения озоностойкости. Автореф. канд. диссерт. Волгоград, 1972). Полимеры смешивали в лабораторном резиносмесителе при 80, 120 и 160oC в течение 5 мин. ПВХ использовали в двух модификациях: непластифицированный и пластифицированный дибутилфталатом. Полученные смеси сравнивали с композицией СКН-ПВХ, изготовленной совмещением полимеров на стадии латекса. Резиновые смеси изготавливали на вальцах при 40-50oC, вулканизацию производили при 143oC. Высокую озоностойкость наблюдали только при термомеханической обработке смеси в резиносмесителе при 160oC. В то же время установлено, что с увеличением температуры совмещения ухудшаются технологические свойства смесей. Замена механического перемешивания при повышенной температуре на термообработку в термостате при 100-160oC показала, что рост озоностойкости также наблюдается при температуре термостатирования 160oC. Наши эксперименты показали, что при использовании ПВХ суспензионный полимеризации метод термостатирования положительных результатов не дает.
В качестве ближайшего прототипа принят способ получения маточных компаундов, описанных в источнике: (Шварц А.Г. Динзбург Б.Н. Совмещение каучуков с пластиками и синтетическими смолами. М., Химия, 1972, с. 64, 224).
Сущность изобретения заключается в разработке способа получения высокоозоностойких резин на основе БНК марки СКН-26 или СКН-26М и суспензионного ПВХ в соотношении 70:30 с высокими физико-механическими показателями и маслостойкостью, используя интенсивное механическое перемешивание полимерных компонентов при повышенных температурах в режимах, не требующих применения эффективных и высокотоксичных термостабилизаторов и антиоксидантов. Это достигается введением стадии смешения каучука с полимером в присутствии эпоксидной смолы ЭД-20 в количестве 1-3 мас. ч. на 100 мас.ч. смеси высокополимеров в резиносмесителе при 170±3oC в течение 7-9 мин или при 160±3oC в течение 14-16 мин при 60 об/мин. Отличие предложенного способа от указанного выше состоит в том, что в качестве ПВХ используют ПВХ суспензионной полимеризации, взятый в соотношении с каучуком 30:70, в качестве стабилизатора - эпоксидную смолу ЭД-20 в количестве 1-3 мас.ч. на 100 мас.ч. СКН и ПВХ и процесс осуществляют в указанных условиях.
Уменьшение содержания стабилизатора - эпоксидной смолы ЭД-20 приводит к росту твердости по Шору полученной резины до 85-90 (при 0,5 мас.ч. ЭД-20), а увеличение до 4,0 мас.ч. - к снижению прочности до 10 МПа.
Введение вулканизующей группы в готовую смесь полимера производят на вальцах обычным способом при 40oC. Продолжительность перемешивания 20 мин. Вулканизацию осуществляют при 160oC в течение 20 мин.
Полученные вулканизаты характеризуются особо высокой озоностойкостью, хорошим физико-механическими показателями, высокой масло- и удовлетворительной бензостойкостью, удовлетворительной морозостойкостью (табл. 1). Все перечисленные характеристики определяли по ГОСТ. Озоностойкость характеризовали также скоростью трещинообразования методом релаксации напряжений (T= 30oC, деформация ε =30%, (C3)=0,1 об.%).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В камеру резиносмесителя с заданной температурой 170oC вводят каучук со стабилизатором -эпоксидной смолой ЭД-20 в количестве 2 мас.ч. и поливинилхлорид в соотношении 70:30 и после выхода режима на стационар перемешивают смесь в течение 8 мин со скоростью 60 об/мин.
Введение вулканизующей группы, наполнителей и прочих ингредиентов производят на вальцах обычным способом при 40oC в течение 20 мин.
Примеры 2-10 аналогичны примеру 1. Различия заключаются в температуре, продолжительности смешения и частоте вращения резиносмесителя.
В табл. 1 приведены примеры получения маточных смесей при различных режимах и свойства полученных вулканизатов. Из данных табл. 1 видно, что оптимальными условиями получения резин с высокой озоностойкостью и хорошими физико-механическими показателями является смешение каучука СКН-26 с суспензионным ПВХ при 170oC в течение 8 мин при 60 об/мин резиносмесителя (пример 1). Допустимы колебания температуры 160-180oC с корректировкой продолжительности смешения (примеры 3-7). Увеличение температуры до 190oC приводит к ухудшению физико-механических свойств, а уменьшение ниже 160oC к ухудшению озоностойкости (примеры 7, 2). Снижение числа оборотов резиносмесителя до 30 об/мин (примеры 8-10) приводит к резкому падению озоностокости и других показателей.
В табл. 2 приведены результаты испытаний полученных ненаполненных и саженаполненных резин, произведенных по ГОСТ. Для сравнения представлены также результаты испытания на стойкость к озонному растрескиванию ныне выпускающихся отечественной промышленностью образцов резин на основе БНК марки СКН-18 (СМНТ и наирита (50/50) (шифр HO-68) и CKH-26-ПВХ-30 и CKH-180М (40/60) (шифр 764).
В табл. 3 приведены сравнительные данные по прочности на разрыв f, относительному удлинению α , сопротивлению раздиру, твердости по Шору A и эластичности для смеси CKH-ПВХ и CKH-26.
Из данных табл. 1-3 следует, что по озоностойкости полученные резины могут быть отнесены к группе особо стойких при физикомеханических показателях, маслостойкости и другим показателям не хуже, чем у резин специального назначения типа полихлоропреновых марки наирит. Преимуществом полученных резин является также экологическая безвредность технологии их получения, возможность отказа от применения эффективных, но высокотоксичных термостабилизаторов - органических и неорганических соединений тяжелых металлов.
Формула изобретения: Способ получения маточной смеси для озоностойкой резины на основе бутадиеннитрильного каучука с 26 мас.% нитрила акриловой кислоты смешением в резиносмесителе каучука и поливинилхлорида в присутствии стабилизатора при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве поливинилхлорида используют поливинилхлорид суспензионной полимеризации в массовом соотношении с каучуком 30 : 70 соответственно, в качестве стабилизатора используют эпоксидную смолу ЭД-20 в количестве 1 - 3 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука и поливинилхлорида, при этом смешение осуществляют при 167 - 173oС в течение 7 - 9 мин или при 157 - 163oС в течение 14 - 16 мин при частоте вращения резиносмесителя 60 мин-1.