RU2625856C2 - Rubber modifier and rubber mixture on its basis - Google Patents
Rubber modifier and rubber mixture on its basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625856C2 RU2625856C2 RU2015115539A RU2015115539A RU2625856C2 RU 2625856 C2 RU2625856 C2 RU 2625856C2 RU 2015115539 A RU2015115539 A RU 2015115539A RU 2015115539 A RU2015115539 A RU 2015115539A RU 2625856 C2 RU2625856 C2 RU 2625856C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- modifier
- wollastonite
- mixture
- acid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства модификаторов для резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе.The invention relates to the production of modifiers for rubber compounds and rubber products based on them.
Известно применение в качестве модификатора (наполнителя) для резины повышенной износостойкости (в частности, применяемой для изготовления шин) углеродной сажи [например, патент ЕР N 0159469, кл. В60С 1/00, 1985 г., ЕР N 0224184, кл. В60С 1/00, 1987 г.]. Добавление углеродной сажи в процессе вулканизации приводит к усилению каучуков, т.е. повышению прочности, износостойкости резины, т.к. частицы активных саж, соединяясь с каучуком, образуют дополнительную сетку, пронизывающую всю массу каучука в различных направлениях, т.е. сажа входит в пространственную сетку полимера. Однако прочность и износостойкость резины с наполнителем в виде углеродной сажи не отвечает современным требованиям.It is known to use carbon black as a modifier (filler) for rubber of increased wear resistance (in particular, used for the manufacture of tires) [for example, patent EP N 0159469, class. B60C 1/00, 1985, EP N 0224184, class. B60C 1/00, 1987]. The addition of carbon black during the vulcanization process leads to an increase in rubbers, i.e. increase strength, wear resistance of rubber, because particles of active soot, combining with rubber, form an additional network that penetrates the entire mass of rubber in various directions, i.e. carbon black is included in the spatial network of the polymer. However, the strength and wear resistance of rubber with a carbon black filler does not meet modern requirements.
Известен наполнитель для эластомеров на основе фуллерена [патент ЕР N 0716044, кл. С01В 31/02, 1996 г.], которым является амино- или гидроксифуллерен, например С60(ОН)х. При этом молекулы мономера или каучука связываются между собой молекулами фуллерена. Каучуки и резины, полученные с использованием указанного наполнителя, также не обладают достаточными прочностными свойствами, т.к. фуллерены не образуют достаточное количество связей в различных направлениях.Known filler for elastomers based on fullerene [patent EP N 0716044, class. C01B 31/02, 1996], which is an amino or hydroxyfullerene, for example C 60 (OH) x . In this case, the monomer or rubber molecules are bonded to each other by fullerene molecules. The rubbers and rubbers obtained using the specified filler also do not have sufficient strength properties, because fullerenes do not form a sufficient number of bonds in various directions.
В качестве прототипа был выбран патент РФ №2151781 [Петрик Виктор Иванович, опубл. 27.06.2000]. Изобретение относится к области производства резин, синтетических каучуков и других эластомеров. Наполнитель для каучуков, резин и других эластомеров состоит из смеси фуллеренов и углеродной смеси, изготовленной из графита, обработанного хромовой кислотой при соотношении массы графита к массе кислоты от 1:0,3 путем резистивного нагрева, причем углеродная смесь составляет 80-95 мас. % наполнителя, фуллерены - остальное. Однако такой модификатор создает сложности в диспергировании и дальнейшем изготовлении готового изделия на основе полученной резиновой смеси.As a prototype, the patent of the Russian Federation No. 2151781 [Petrik Viktor Ivanovich, publ. 06/27/2000]. The invention relates to the field of production of rubbers, synthetic rubbers and other elastomers. The filler for rubbers, rubbers and other elastomers consists of a mixture of fullerenes and a carbon mixture made of graphite treated with chromic acid with a ratio of the mass of graphite to the mass of acid from 1: 0.3 by resistive heating, and the carbon mixture is 80-95 wt. % filler, fullerenes - the rest. However, such a modifier creates difficulties in dispersing and further manufacturing the finished product based on the resulting rubber composition.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка комплексного модификатора для производства резиновых смесей и резинотехнических изделий на их основе с улучшенным комплексом физико-химических свойств. Для получения модификатора использовали следующие компоненты при соотношении, мас.%:The technical task of the present invention is the development of a comprehensive modifier for the production of rubber compounds and rubber products based on them with an improved set of physico-chemical properties. To obtain the modifier used the following components in a ratio, wt.%:
К дополнительному взаимодействию в процессе вулканизации и, как правило, к усилению вулканизатов приводит использование в процессе вулканизации наполнителей. Использование разрабатываемого модификатора приводит к сшиванию цепей макромолекул в эластомерах молекулами фуллеренов и к образованию дополнительных поперечных связей. При этом появляется возможность снизить содержание вулканизующего агента.The use of fillers in the vulcanization process leads to additional interaction during the vulcanization process and, as a rule, to the strengthening of vulcanizates. The use of the developed modifier leads to crosslinking of the chains of macromolecules in elastomers by fullerene molecules and to the formation of additional cross-links. In this case, it becomes possible to reduce the content of the curing agent.
Техническая задача изобретения решается тем, что модификатор на основе смеси углеродных фуллеренов для РТИ синтезируется следующим образом:The technical problem of the invention is solved in that the modifier based on a mixture of carbon fullerenes for rubber goods is synthesized as follows:
- на первом этапе смешиваются растворы индолил-3-масляной или индолилуксусной кислот и параформа в диметилкетоне и смеси фуллеренов фракции С50-С92 в метилбензоле,- at the first stage, solutions of indolyl-3-butyric or indolylacetic acids and paraform in dimethyl ketone and a mixture of fullerenes of fraction C 50 -C 92 in methylbenzene are mixed,
- указанная смесь растворов подогревается при постоянном перемешивании до температуры проведения реакции в диапазоне температур 58-60°C. Синтез проводится при постоянном возврате растворителей через обратный холодильник, охлаждаемый проточной водой до начала снижения температуры реакционной среды ниже указанного интервала,- the specified mixture of solutions is heated with constant stirring to the temperature of the reaction in the temperature range 58-60 ° C. The synthesis is carried out with a constant return of solvents through a reflux condenser cooled by running water until the temperature of the reaction medium begins to fall below the specified range,
- далее по каплям в реакционную смесь добавляется катализатор (концентрированная серная кислота плотностью 1,84 г/см3) до полного прекращения выделения газов из реакционной смеси. Окончание реакции сопровождается изменением цвета системы и образованием темно-красной непрозрачной устойчивой коллоидной системы смеси продуктов синтеза.- further, a catalyst (concentrated sulfuric acid with a density of 1.84 g / cm 3 ) is added dropwise to the reaction mixture until gas evolution from the reaction mixture is completely stopped. The end of the reaction is accompanied by a change in the color of the system and the formation of a dark red opaque stable colloidal system of a mixture of synthesis products.
Для осуществления синтеза были подготовлены три состава реагентов, что представлено в таблице 1.To carry out the synthesis, three reagent compositions were prepared, which are presented in table 1.
Выход продуктов синтеза определяли по величине коэффициента пропускания видимого света полученного цветного раствора при помощи однолучевого спектрофотометра КФК-ЗКМ в фотометрическом диапазоне измерения. При длине волны видимого света равной 620 нм эта величина составила 11,25%; 9,22%; 10,56% соответственно для составов №1, №2 и №3. Минимальное значение величины коэффициента пропускания соответствует наибольшей степени конверсии исходных веществ, что наблюдалось при осуществлении реакции с соотношением реагентов по составу №2.The yield of the synthesis products was determined by the visible light transmittance of the resulting color solution using a KFK-ZKM single-beam spectrophotometer in the photometric measurement range. At a wavelength of visible light equal to 620 nm, this value was 11.25%; 9.22%; 10.56%, respectively, for compositions No. 1, No. 2 and No. 3. The minimum value of the transmittance corresponds to the highest degree of conversion of the starting materials, which was observed during the reaction with a ratio of reagents in composition No. 2.
Для получения модификатора образующаяся в результате реакции смесь продуктов синтеза соединяется с наполнителем в массовом соотношении 10:100 путем механического перемешивания, где в качестве наполнителя используется волластонит при следующем соотношении, мас.%:To obtain a modifier, the resulting mixture of synthesis products is combined with a filler in a mass ratio of 10: 100 by mechanical stirring, where wollastonite is used as a filler in the following ratio, wt.%:
Примеры состава модификаторов представлены в таблице 2.Examples of the composition of the modifiers are presented in table 2.
Исходя из величины степени конверсии продуктов синтеза оптимальными свойствами обладает модификатор, соответствующий составу №2. На основе полученного модификатора была изготовлена резиновая смесь, которая состояла из тройного этилен-пропилен-диенового каучука (СКЭПТ), масла вазелинового, окиси цинка, кислоты олеиновой, волластонита, пероксимона F40, разработанного модификатора и пигмента фталоцианинового при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Based on the degree of conversion of the synthesis products, the modifier corresponding to composition No. 2 possesses optimal properties. Based on the obtained modifier, a rubber mixture was made, which consisted of triple ethylene-propylene-diene rubber (SKEPT), vaseline oil, zinc oxide, oleic acid, wollastonite, peroximon F40, the developed modifier and phthalocyanine pigment in the following ratio of ingredients, wt.%. :
Способ приготовления резиновой смеси осуществляется следующим образом. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На предварительно подогретых до 50±5°C вальцах вальцуют каучук, затем последовательно добавляют ингредиенты; смесь готовят в течение 20 минут и снимают в виде листа при температуре не выше 100°C; полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°C и перестилают чистой прокладкой.A method of preparing a rubber mixture is as follows. Rubber and other ingredients are weighed on technical scales. Rubber and other ingredients are weighed on technical scales. Rubber is pre-rolled on pre-warmed up to 50 ± 5 ° C, then the ingredients are added sequentially; the mixture is prepared for 20 minutes and removed in the form of a sheet at a temperature not exceeding 100 ° C; the resulting rubber sheet is cooled in air to 30 ° C and quenched with a clean pad.
Использование в рецептуре разработанного модификатора позволяет получить резиновую смесь с высокими физико-механическими показателями вулканизатов. Разработанная резиновая смесь на основе модификатора обладает хорошими технологическими свойствами, легко перерабатывается на существующем оборудовании, готовые изделия будут отличаться высокой стойкостью к кислородному старению, улучшенными физико-химическими показателями.The use of the developed modifier in the formulation allows to obtain a rubber mixture with high physical and mechanical properties of vulcanizates. The developed rubber mixture based on the modifier has good technological properties, can be easily processed on existing equipment, finished products will be highly resistant to oxygen aging, improved physicochemical parameters.
В качестве примеров в таблице 3 представлены составы резиновых смесей на основе полученных модификаторов.As examples, table 3 presents the composition of the rubber compounds based on the obtained modifiers.
Готовые резиновые смеси анализировали и определили: условная прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 4.Finished rubber compounds were analyzed and determined: conditional tensile strength, elongation at break (GOST 21751), hardness (GOST 263-75), rebound elasticity (GOST 27110-86). The analysis data are presented in table 4.
Как следует из данных таблицы 4, оптимальными свойствами обладает резиновая смесь, изготовленная по примеру 2, с применением модификатора состава №2 в количестве 0,009 мас.%. Предложенная резиновая смесь обладает наилучшими показателями и позволяет улучшить эксплуатационные свойства готового резинотехнического изделия на ее основе.As follows from the data of table 4, the optimal properties are the rubber mixture made according to example 2, using a modifier composition No. 2 in the amount of 0.009 wt.%. The proposed rubber mixture has the best performance and can improve the operational properties of the finished rubber products based on it.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115539A RU2625856C2 (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Rubber modifier and rubber mixture on its basis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115539A RU2625856C2 (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Rubber modifier and rubber mixture on its basis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015115539A RU2015115539A (en) | 2016-11-20 |
RU2625856C2 true RU2625856C2 (en) | 2017-07-19 |
Family
ID=57759508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115539A RU2625856C2 (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Rubber modifier and rubber mixture on its basis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2625856C2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09132628A (en) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Rigid polyurethane foam and its production |
RU2151781C1 (en) * | 1997-10-20 | 2000-06-27 | Петрик Виктор Иванович | Filler for rubbers, compounded rubbers, and other elastomers |
RU2001111622A (en) * | 2000-08-30 | 2003-08-10 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | Modifier for rubber compounds (options) and method for its production (options) |
WO2005044912A1 (en) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Nok Corporation | Epdm composition |
US20110086206A1 (en) * | 2009-04-03 | 2011-04-14 | Vorbeck Materials Corp. | Polymer compositions containing carbonaceous fillers |
US20130260919A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Nike, Inc. | Golf Balls Including Highly Neutralized Polymer Having A Hardness Modifier |
RU2528673C1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Complex anti-aging agent for rubber |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213108C2 (en) * | 2001-04-26 | 2003-09-27 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | Rubber compound modifier (options) and a method for preparation thereof (options) |
-
2015
- 2015-04-23 RU RU2015115539A patent/RU2625856C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09132628A (en) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Rigid polyurethane foam and its production |
RU2151781C1 (en) * | 1997-10-20 | 2000-06-27 | Петрик Виктор Иванович | Filler for rubbers, compounded rubbers, and other elastomers |
RU2001111622A (en) * | 2000-08-30 | 2003-08-10 | Волгоградское открытое акционерное общество "Химпром" | Modifier for rubber compounds (options) and method for its production (options) |
WO2005044912A1 (en) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Nok Corporation | Epdm composition |
US20110086206A1 (en) * | 2009-04-03 | 2011-04-14 | Vorbeck Materials Corp. | Polymer compositions containing carbonaceous fillers |
US20130260919A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Nike, Inc. | Golf Balls Including Highly Neutralized Polymer Having A Hardness Modifier |
RU2528673C1 (en) * | 2013-03-29 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Complex anti-aging agent for rubber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015115539A (en) | 2016-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101917589B1 (en) | An improved process for the production of carbon black | |
RU2461592C2 (en) | Rubber mixure and tyre | |
RU2496809C2 (en) | Pneumatic tyre | |
US10017625B2 (en) | Rubber composition, crosslinked rubber composition and tire | |
JPH0693134A (en) | Rubber composition excellent in grip and rolling resistance and its production | |
EP1149868A3 (en) | Rubber compositions containing gels for dynamically-loaded tyre components | |
EP3020756A1 (en) | Novel cardanol-based organic vulcanizing agent, production method for same and blended rubber composition for tyres using same | |
DE2343108A1 (en) | SILANATED RUBBER COUPLING COMPOUND | |
DE102018113983A1 (en) | FORMULA FOR THE PRODUCTION OF TUBE MATERIAL | |
DE102005044456A1 (en) | Rubber compound and tires | |
RU2625856C2 (en) | Rubber modifier and rubber mixture on its basis | |
JP5935242B2 (en) | Rubber composition for tire | |
TWI614311B (en) | Formulations for producing elastomeric composite materials and methods for producing the same | |
CN105189635A (en) | Rubber composition and tire using same | |
US3364156A (en) | Rubber reinforced with carbon black blends | |
US5985978A (en) | Rubber composition for tire tread | |
KR20130112481A (en) | Tread rubber composition for tire improved wear resistance | |
CN103261166A (en) | Method for producing 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer-containing compositions | |
KR102651177B1 (en) | Tire tread rubber composition with improved processability | |
SU925969A1 (en) | Vulcanizable rubber stock | |
KR102684347B1 (en) | Tire tread rubber composition and tire containing the same | |
KR101023235B1 (en) | Tire tread rubber composition for aircraft | |
KR100439876B1 (en) | Process for preparing silica reinforced tread rubber composition | |
JPS60108447A (en) | Rubber composition | |
Pankov et al. | GREEN TIRE PRODUCTION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170913 |