ПРОТИВОСТАРИТЕЛЬ И МОДИФИКАТОР ДЛЯ РЕЗИН НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНДИЕНОВОГО КАУЧУКА
RUBBER ANTIAGEING AGENT AND MODIFIER BASED ON ETHYLENE PROPYLENE DIENE RUBBER

Изобретение относится к добавкам для эластомеров, а именно противостарителям и модификаторам, и может быть использовано в резиновой промышленности.
Известен модификатор для резин на основе 4-нитрозодифениламина и жирной кислоты (Авторское свидетельство СССР №788699, кл. С08L 9/00; опубл. 30.03.85).
Однако данный модификатор имеет сложную технологию изготовлении.
Известен модификатор на основе резотропина, для резин который дополнительно содержит углеводородный воск и минеральное масло (Авторское свидетельство СССР №697532, кл. С08L 9/00; опубл. 15.11.79).
Однако данный модификатор имеет сложный состав.
Известен противостаритель модификатор адгезии для резин, представляющий собой кубовый остаток, образующийся при дистилляции дифениламина (патент РФ №2011663, кл. С08К 5/18; опубл. 30.04.94).
Однако данный модификатор необходимо предварительно смешивать с различными наполнителями, что усложняет технологию изготовления резиновой смеси.
Известен противостаритель N-фенил-N'-изопропил-п-фенилендиамин (диафен ФП) (ТУ 2492-002-05761637-99).
Однако получение данного противостарителя является сложным технологическим процессом и сопровождается образованием большого количества отходов. Кроме того, указанный противостаритель является дефицитным.
Наиболее близким к изобретению по назначению является противостаритель и модификатор для резин, представляющий собой продукт взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и кубовых отходов производства анилина, с содержанием анилина 15-18 мас.ч., при их массовом соотношении 2:1 (патент РФ №2307848, кл. С08К 5/18; опубл. 10.10.07).
Однако данный модификатор имеет нестабильные свойства, так как содержит в своем составе многокомпонентные кубовые отходы производства анилина.
Задача: разработка противостарителя и модификатора для резин, обеспечивающего улучшение физико-механических и адгезионных показателей вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.
Техническим результатом является улучшение физико-механических и адгезионных показателей вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.
Поставленный технический результат достигается тем, что противостаритель и модификатор для резин на основе этиленпропилендиенового каучука представляет собой продукт взаимодействия при 150°С эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина при их массовом соотношении 4:1:2,5.
При использовании в качестве противостарителя и модификатора для резин на основе этиленпропилендиенового каучука эпоксидной диановой смолы ЭД-20, эпихлоргидрина и анилина в указанных массовых соотношениях повышаются физико-механические свойства вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука. При изменении массовых соотношений компонентов модификатора он становится вязким, что затрудняет его введение в резиновую смесь, при этом снижаются физико-механические свойства вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.
Противостаритель и модификатор для резин получают прямым взаимодействием эпоксидной диановой смолы ЭД-20 с эпихлоргидрином и анилином в указанных массовых соотношениях, при 150°С в течение 3 часов. Состав противостарителя и модификатора для резин приведен в таблице 1. Модификатор представляет собой хрупкие гранулы неправильной формы темно-янтарного цвета.
Свойства противостарителя и модификатора для резин на основе этиленпропилендиенового каучука приведены в таблице 2.
Противостаритель и модификатор для резин вводят в сырые резиновые смеси на основе этиленпропилендиенового каучука. Рецептуры резиновых смесей приведены в таблице 3.
Пример приготовления резиновой смеси.
Резиновую смесь 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.
В таблице 4 приведены физико-механические показатели вулканизатов на основе предлагаемых резиновых смесей и по прототипу.
Количество модификатора - 2,0 обусловлено тем, что при увеличении или уменьшении указанных дозировок физико-механические показатели вулканизатов снижаются, таким образом они являются оптимальными.
Резины испытывают на стойкость к старению при температуре 100°С в течение 24 ч в соответствии с ГОСТ 9.024.-74. 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). Адгезию при клеевом креплении исследовали с помощью клея 88СА (ТУ 381051760-89). Прочность при сдвиге определяли в соответствии с ГОСТ 16971-71.
Установлено, что причиной улучшения физико-механических показателей вулканизатов является увеличение содержания полярных функциональных групп за счет введения в состав резиновой смеси предлагаемого модификатора.
Таблица 1
Компонент противостарителя и модификатора для резин
Содержание компонентов противостарителя и модификатора для резин
Эпоксидная диановая смола ЭД-20
80,0
Эпихлоргидрин
20,0
Анилин
50,0
Таблица 2
Наименование показателей
Указанный продукт по предлагаемому изобретению
Прототип
Температура плавления, °С
75-78
77
Массовая доля летучих, %
0,1
0,11
Массовая доля золы, %
0,20
0,20
Таблица 3
Компоненты смеси
Содержание компонентов смеси в композициях, мас.ч.
Прототип
Предлагаемый вариант
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
Противостаритель и модификатор для резин по прототипу
2,0
-
Противостаритель и модификатор для резин на основе этиленпропилендиенового каучука по предлагаемому изобретению
2,0
Таблица 4
Наименование показателей
Результаты испытаний композиций
Прототип
Предлагаемый вариант
Условная прочность, МПа
19,3
20,0
Относительное удлинение, %
150
160
Твердость, ед. Шор А
92
95
Сопротивление раздиру, кгс/см
54
56
Изменение после старения в воздухе (70°С, 72 ч), % усл. прочности при растяжении относит. удлинения
-17,0
-2,0
-70,6
-26,4
Адгезия при клеевом креплении: Прочность при сдвиге, МПа
1,79
2,0
Технико-экономический эффект, полученный от применения предлагаемого противостарителя и модификатора для резин на основе этиленпропилендиенового каучука, заключается в том, что его применение позволяет заменить указанный противостаритель и модификатор для резин, улучшив физико-механические и адгезионные свойства вулканизатов на основе этиленпропилендиенового каучука.