РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к резиновым смесям и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий, в частности, для изготовления покровного и герметизирующего слоев резинокордных оболочек баллонного типа и боковин шин для повышения их ходимости.
Известна резиновая смесь для герметизирующего слоя резинокордных оболочек на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД, в рецептуре которой используются сверхтонкие тальки MISTRON марок R-10C и R-20G в количестве 10 и 20 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука (Ходакова С.Я., Аникин Е.С., Селявина Т.В. // Тез. докл. XIII междунар. науч. - практ. конф. «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии». - М., 2007. - С.175-176).
Недостатком известной резиновой смеси является недостаточная динамическая выносливость резины и, как результат, - невысокая ходимость резинокордных оболочек и шин с ее использованием.
I
Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому техническому результату является резиновая смесь для шинных резин (патент 2129131 RU, МПК C08L 9/00, опубл. 20.04.99) на основе ненасыщенных каучуков, включающих бутадиеновый каучук, содержащая серу, оксид цинка, смесевую композицию на основе цинковых солей жирных кислот, стеариновую кислоту, канифоль, углеводородные смолы, нефтяное масло, защитный воск, N-изопропил-N-фенил-п-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и технический углерод.
Недостатком известного технического решения является недостаточная стойкость резины к динамическим воздействиям под давлением в условиях эксплуатации резинотехнических изделий на транспортном средстве.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является резиновая смесь, обеспечивающая повышение динамической выносливости резины в условиях работы резинотехнического изделия под повышенным давлением.
I
Технический результат достигается тем, что в предлагаемой резиновой смеси используют изопреновый каучук 30-70 мас.ч. в сочетании с бутадиеновым каучуком 70-30 мас.ч., усилитель клейкости - углеводородная смола 0,5-3 мас.ч. в сочетании с канифолью 0,5-3 мас.ч., модифицированный силанами тальк 5-20 мас.ч. и нефтяным маслом 4,0-10,0. Дополнительно резиновая смесь содержит, мас.ч.: серу 1,2-1,8; оксид цинка 5,0; стеариновую кислоту 1,0-2,0; защитный воск 2,0; N-изопропил-N-фенил-п-фенилендиамин 1,0-2,0; полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин 2,0; N-циклогексилтиофталимид 0,2-0,3; бензойную кислоту 0,2; N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 0,8-1,2 и технический углерод 40-50.
В заявляемой резиновой смеси для достижения технического результата - повышения динамической выносливости резины - используются следующие ингредиенты:
эластомерная основа - изопреновый каучук СКИ-3 и его модификации или натуральный каучук НК, бутадиеновый каучук - СКД-1, СКД-2, СКДЛ, СКД-НД и их комбинации;
технический углерод - марок N 550, N 339, N 330, П-514 или их комбинации;
сера - природная, газовая, полимерная или их комбинации;
защитный воск - ЗВ-1, Омск-10М, Церезин 80, Паралайт 17, Озокерит 60;
нефтяное масло - масло ПН-6ш, ПН-6ш-1;
углеводородная смола - смола Пикар, в меньшей степени - инденстирольная, инденкумароновая смола и их комбинации.
Совместное применение канифоли, углеводородной смолы, нефтяного масла и талька позволяет повысить совместимость углеводородной смолы Пикар с бутадиеновым каучуком и обеспечить высокие динамические свойства резиновой смеси в резинотехническом изделии, работающем под давлением.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменение количественной меры результата, а именно повысить динамическую выносливость резины и тем самым увеличить ресурс работоспособности в динамических условиях резинокордных изделий из предлагаемой резиновой смеси по сравнению с известными резиновыми смесями.
Новизна предлагаемого технического решения заключается в новом сочетании известных ингредиентов, используемых в различных резиновых смесях, в их ином количественном соотношении.
Характеристика ингредиентов резиновой смеси.
Изопреновый каучук СКИ-3 с содержанием цис-1,4-звеньев 93-98% по ГОСТ 14925-79, используется в качестве основного материала резиновой смеси (полупродукта в производстве резинотехнических изделий).
Бутадиеновый каучук СКД-2 с содержанием цис-1,4-звеньев 95-98% по ГОСТ 14925-75, используется в качестве основного материала резиновой смеси (полупродукта в производстве резинотехнических изделий).
Сера по ГОСТ 127.4-93 - основной вулканизующий агент для ненасыщенных каучуков.
Технический углерод N 550 по ТУ 38.41558-97 используется в качестве наполнителя резиновой смеси.
Модифицированный силанами тальк MISTRON марок R-10C или R-20G фирмы «Luzenac», Австрия, используется в качестве наполнителя резиновой смеси.
Оксид цинка по ГОСТ 202-84 используется в качестве активатора ускорителей вулканизации резиновой смеси.
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (Сульфенамид Ц) по ТУ 2491-055-05761637-2005 используется в качестве ускорителя вулканизации резиновой смеси.
I
N-изопропил-N-фенил-п-фенилендиамин (Диафен ФП) по ТУ 2492-057-05761637-2005 используется в качестве противостарителя и противоутомителя резины.
Защитный воск Омск-10М по ТУ 38.301-19-49-91 используется в качестве физической добавки резиновой смеси - противостарителя.
Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (Ацетонанил Н) по ТУ 6-00-04691277-97 используется в качестве - противостарителя.
Смола Пикар (побочный продукт синтеза изопрена через диметилдиоксан) по ТУ 2451-010-54861662-2003 используется в качестве пластификатора резиновой смеси и усилителя ее клейкости.
Канифоль (смесь изомерных смоляных кислот) по ГОСТ 19113-84 используется в качестве мягчителя резиновой смеси и усилителя ее клейкости.
Стеариновая кислота по ГОСТ 6184-96 используется в качестве диспергатора ингредиентов резиновой смеси и активатора ускорителей вулканизации.
Нефтяное масло ПН-6ш по СТО 84035624-024-2009 используется в качестве мягчителя резиновой смеси и усилителя ее клейкости.
N-циклогексилтиофталимид (Сантогард PVJ) фирмы «Флексис», Бельгия, используется в качестве замедлителя подвулканизации резиновой смеси.
Бензойная кислота по ГОСТ 6413-77 замедляет подвулканизацию резиновой смеси при температурах обработки и вулканизации.
Изготовление резиновой смеси по предлагаемому изобретению осуществляется по двухстадийному режиму в резиносмесителях по типовой технологии при обычных режимах.
Резинокордные оболочки (РКО) баллонного типа, покровный и герметизирующий слои которых выполнены из заявляемой резиновой смеси, прошли стендовые испытания для определения оптимального количественного состава ингредиентов по результатам их ходимости под давлением (динамической выносливости).
За результат испытания принято количество циклов на растяжение-сжатие резинокордных оболочек до падения давления в полости РКО, т.е. до разрушения резинокордной оболочки.
Примеры состава предлагаемой резиновой смеси в сравнении с прототипом представлены в таблице 1.
Таблица 1
Состав предлагаемой резиновой смеси
Наименование ингредиента резиновой смеси
Количественный состав ингредиента резиновой смеси, мас.ч.
Прототип
Предлагаемая резиновая смесь
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Изопреновый каучук СКИ-3
40
70
55
30
Бутадиеновый каучук СКД-2
60
30
45
70
Сера
1,9
1,2
1,4
1,8
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид
1,5
0,8
1,0
1,2
Технический углерод N 550
55
40
45
50
Тальк MISTRON R-10C
-
5
10
20
Стеариновая кислота
-
1
1,5
2
Нефтяное масло ПН-6ш
12
4
7
10
Канифоль
1
0,5
1,5
3
Углеводородная смола Пикар
2
0,5
1,5
3
Оксид цинка
-
5
5
5
Защитный воск Омск 10М
2
2
2
2
N-циклогексилтиофталимид
0,2
0,2
0,25
0,3
Полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин
2
2
2
2
N-изопропил-N<sup>I</sup>-фенил-п-фенилендиамин
1
1
1,5
2
Бензойная кислота
-
0,2
0,25
0,3
Смесевая композиция на основе цинковых солей жирных кислот и оксида цинка
7
-
-
-
Приведенные в таблице 1 примеры количественного состава предлагаемой резиновой смеси и прототипа показывают, что оптимальным для достижения технического результата является количественный состав резиновой смеси, приведенный в примерах 2 и 3, что подтверждается данными ходимости резинокордных оболочек, представленными в таблице 2.
Таблица 2
Ходимость резинокордных оболочек
Резиновая смесь
Количество циклов до разрушения РКО
Прототип
253583
Предлагаемая, пример 1
665771
Предлагаемая, пример 2
1209457
Предлагаемая, пример 3
936700
Заявленный количественный состав ингредиентов резиновой смеси в предлагаемых дозировках позволяет в несколько раз увеличить ресурс работоспособности резины в динамических условиях по сравнению с известной резиновой смесью.
Применение предложенной совокупности ингредиентов позволяет получить резину с заданным комплексом физико-механических свойств и тем самым увеличить срок эксплуатации резинокордных оболочек баллонного типа, работающих под давлением.
Предприятие имеет положительный опыт применения предлагаемой резиновой смеси для изготовления покровного и герметизирующего резинового слоя резинокордных оболочек баллонного типа с высокой ходимостью.