РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНДИЕНОВОГО КАУЧУКА
RUBBER MIXTURE BASED ON ETHYLENE PROPYLENE DIENE RUBBER

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке резиновой смеси на основе этиленпропиленового каучука, резина из которой характеризуется повышенной адгезией.
Известна резиновая смесь, включающая этиленпропилендиеновый каучук, наполнитель, пластификатор и адгезивную добавку, в качестве которой используется продукт термического разложения этиленпропиленового или этиленпропилендиенового каучука (Авторское свидетельство СССР № 765307, кл. C08L 23/16; опубл. 23.09.80).
Однако данная резиновая смесь обладает хорошей адгезией к стеклоткани.
Известна вулканизующаяся резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука (СКЭПТ), содержащая адгезионную добавку - металлоорганическое соединение формулы (органический лиганд)-никель (-анион) (Патент № 572207, кл. C08L 9/00; опубл. 05.09.77).
Однако данная резиновая смесь предназначена для крепления к металлу в сыром виде с последующей вулканизацией.
Известна резиновая смесь на основе этиленпропиленового каучука, включающая активатор вулканизации, органическую перекись, наполнитель и олигодиенизопренуретанакрилат, которая дополнительно содержит метилфенилдиметоксилан (Авторское свидетельство СССР № 711066, кл. C08L 23/16; опубл. 25.01.80).
Однако данная резиновая смесь предназначена для крепления к металлу в сыром виде с последующей вулканизацией и дополнительной промазкой клеем "Лейконат".
Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе этиленпропиленового сополимера с гидроксильными группами, включающая вулканизующий агент и катализатор вулканизации, в качестве вулканизующего агента содержит эпоксидную смолу и ангидрид дикарбоновой кислоты, в качестве катализатора содержит диалкилдиацильное соединение олова или третичный амин (Авторское свидетельство СССР № 798136, кл. C08L 23/16; опубл. 23.01.81).
Однако данная резиновая смесь после вулканизации отличается низкими адгезионными показателями при креплении резины к металлу.
Известна резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ-30, включающая серу, тетраметилтиурамдисульфид, меркаптобензтиазол, оксид цинка, стеариновую кислоту и технический углерод ПМ-75 (Кошелев Ф.Ф. и др. Общая технология резины. М.: Химия, - 1978, с.90).
Однако данная резиновая смесь после вулканизации отличается низкими адгезионными показателями при креплении резины к металлу (достигаемая прочность при равномерном отрыве не превышает 0,9 МПа).
Наиболее близким является резиновая смесь на основе этиленпропилендиенового каучука марки СКЭПТ-40, включающая серу, оксид цинка, стеариновую кислоту, тетраметилтиурамдисульфид, меркаптобензтиазол и наполнитель - технический углерод, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя смесь содержит технический углерод П-514 и дополнительно модификатор, предварительно полученный в результате взаимодействия при 150°С 1,66-3,34 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и 0,83-1,67 мас.ч. кубовых отходов производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч. в массовом соотношении 2:1 (Патент № 2307850, кл. C08L 23/16; опубл. 10.10.07).
Однако данная резиновая смесь после вулканизации отличается низкими адгезионными показателями при склеивании резины друг с другом (достигаемая прочность при сдвиге не превышает 1,15 МПа).
Задача: разработка резиновой смеси на основе этиленпропилеидиенового каучука, которая характеризуется повышенной адгезией при склеивании.
Техническим результатом является разработка резиновой смеси на основе этиленпропилеидиенового каучука, которая характеризуется повышенной адгезией при склеивании с использованием хлоропреновых клеев марок 88СА и 88НТ, улучшенными физико-механическими показателями.
Поставленный технический результат достигается тем, что резиновая смесь на основе этиленпропилеидиенового каучука марки СКЭПТ-40, включающая серу, оксид цинка, стеариновую кислоту, тетраметилтиурамдисульфид, меркаптобензтиазол и наполнитель технический углерод, причем в качестве наполнителя смесь содержит технический углерод марки П-234, и дополнительно модификатор, предварительно полученный в результате взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихоргидрина и анилина в массовом соотношении 4:1:2,5 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: этиленпропилендиеновый каучук марки СКЭПТ-40 -100,0, сера - 2,0, оксид цинка - 5,0, стеариновая кислота - 1,0, тетраметилтиурамдисульфид - 1,5, меркаптобензтиазол - 0,5, технический углерод П-234 - 100,0, модификатор 2,0.
Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40 (ТУ 38.103252-92).
Сера - вулканизующий агент (ГОСТ 127.4-93).
Оксид цинка - активатор ускорителя вулканизации (ГОСТ 202-84).
Стеариновая кислота - активатор вулканизации (ГОСТ 6484-96).
Технический углерод П-234 - наполнитель (ГОСТ 7885-86).
Тетраметилтиурамдисульфид (тиурам Д) - ускоритель вулканизации (ГОСТ 740-76).
Меркаптобензтиазол (каптакс) - ускоритель вулканизации (ТУ 113-00-05761631-23-91).
Установлено, что причиной повышения адгезионных показателей вулканизатов является увеличение содержания полярных функциональных групп за счет введения в состав резиновой смеси предлагаемого модификатора.
При использовании в качестве модификатора эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина в массовом соотношении 4:1:2,5 повышаются адгезионные и физико-механические свойства вулканизатов на основе предлагаемой резиновой смеси. При изменении соотношения компонентов модификатора он становится вязким, что затрудняет его введение в резиновую смесь, при этом снижаются адгезионные свойства вулканизатов на основе резиновой смеси.
Модификатор получают прямым взаимодействием эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина в массовом соотношении 4:1:2,5, при 150°С в течение 3 часов. Модификатор представляет собой хрупкие прозрачные гранулы неправильной формы золотисто-коричневого цвета.
Пример приготовления резиновой смеси.
Резиновую смесь (смесь этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ-40, серы, оксида цинка, стеариновой кислоты, технического углерода П-234, тетраметилтиурамдисульфида, меркаптобензтиазола и указанного модификатора) готовят на вальцах при температуре валков 65-70°С.
Продолжительность смешения 25 минут. Затем проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 160°С в течение 30 минут.
Получают резиновую смесь, состав которой приведен в таблице 1.
В таблице 2 приведены физико-механические показатели вулканизатов на основе предлагаемой резиновой смеси и по прототипу.
Физико-механические свойства - относительное удлинение, условная прочность при растяжении определяют в соответствии с ГОСТ 270-75, твердость по Шору А (ГОСТ 263-75), сопротивления раздиру (ГОСТ 262-79).
Предлагаемые вулканизаты исследовались на адгезионную прочность при сдвиге, достигаемую при выдерживании под грузом 2 кг, при комнатной температуре (20°С) в течение 24 часов.
Технология склеивания образцов следующая. Одноразовое нанесение клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°С) в течение 1-2 минут, после чего производилось плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Адгезию при сдвиге определяли на разрывной машине МРС-250 (ГОСТ 16971-71).
В таблице 3 приведены прочностные показатели вулканизатов на основе предлагаемой резиновой смеси и по прототипу при склеивании их друг с другом хлоропреновыми клеями марок 88НТ и 88СА. Данные представлены в таблице 3, из которой видно, что наилучшие результаты получены при использовании предлагаемой резиновой смеси. Так, прочность при сдвиге при склеивании вулканизованной резины по прототипу клеем 88СА составляет 1,14 МПа, а при склеивании вулканизованной резины по предлагаемому рецепту составляет 2,0 МПа.
Таблица 1
Компоненты смеси
Содержание компонентов смеси в композициях, мас.ч.
Прототип
Предлагаемая композиция
Этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40
100,0
100,0
Сера
2,0
2,0
Оксид цинка
5,0
5,0
Стеариновая кислота
1,0
1,0
Технический углерод П-234
100,0
100,0
Тетраметилтиурамдисульфид
1,5
1,5
Меркаптобензтиазол
0,5
0,5
Модификатор по прототипу
2,0
-
Модификатор
-
2,0
Таблица 2
Результаты испытаний композиций
Наименование показателей
Прототип
Предлагаемая композиция
Условная прочность, МПа
17,0
20,0
Относительное удлинение, %
140
160
Твердость, ед. Шор А
91
95
Сопротивление раздиру, кгс/см
43
56
Таблица 3
Марка клея
Показатель для композиции
Прототип
Предлагаемая композиция
Прочность при сдвиге, МПа
88НТ
1,15
1,9
88СА
1,14
2,0
Заявленное количество модификатора - 2,0 обусловлено тем, что при увеличении или уменьшении указанной дозировки адгезионная прочность при склеивании вулканизатов друг с другом и физико-механические показатели снижаются, таким образом, оно является оптимальным.
Технико-экономический эффект, полученный от применения предлагаемой резиновой смеси на основе этиленпропилендиенового каучука, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить прочность склеивания изделий из вулканизованной резины на основе этиленпропилендиенового каучука, улучшить физико-механические свойства вулканизатов.