PL231634B1 - Sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o zwiększonej odporności na palenie - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o zwiększonej odporności na palenie, który polega na sporządzeniu mieszaniny kauczuku butadienowo-styrenowego z kauczukiem chloroprenowym, tlenkiem metalu w postaci tlenku miedzi(I), zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego oraz napełniaczem w postaci krzemionki strącanej, kaolinu, kredy lub warstwowego bentonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową, a następnie na ogrzewaniu tej mieszaniny w obecności kwasu Lewisa jako katalizatora powstającego in situ z kauczuku chloroprenowego oraz tlenku metalu, pod ciśnieniem w prasie w temperaturze nie niższej niż 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o zwiększonej odporności na palenie, dodatkowo charakteryzujących się dobrymi właściwościami mechanicznymi. Materiał ten może być stosowany do wytwarzania wyrobów gumowych o przeznaczeniu specjalnym lub specjalistycznym.

W opisie zgłoszenia patentowego PL 415 065 ujawniono sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o podwyższonym wskaźniku tlenowym, polegający na sporządzeniu mieszaniny kauczuku butadienowo-styrenowego z kauczukiem chloroprenowym, tlenkiem metalu jako środkiem sieciującym, zmiękczaczem i ewentualnie napełniaczem, zawierającej 10-50 części Wagowych kauczuku butadienowo-styrenowego, 90-50 części wagowych kauczuku chloroprenowego, tlenek cyny(II) w ilości 0,33-2,4 części wagowych na 100 części Wagowych kauczuku chloroprenowego, napełniacze w postaci krzemionki w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuku butadienowo-styrenowego i chloroprenowego, a następnie ogrzewaniu tej mieszaniny w obecności kwasu Lewisa jako katalizatora powstającego in situ z kauczuku chloroprenowego oraz tlenku metalu, pod ciśnieniem w prasie w temperaturze nie niższej niż 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.

Z opisu zgłoszenia patentowego PL 417 263 jest znany sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o zwiększonej odporności na palenie, polegający na sporządzeniu mieszaniny kauczuku butadienowo-styrenowego z kauczukiem chloroprenowym, tlenkiem metalu jako środkiem sieciującym, zmiękczaczem i ewentualnie napełniaczem, zawierającej 10-40 części wagowych kauczuku butadienowo-styrenowego, 90-60 części wagowych kauczuku chloroprenowego, tlenek cynku korzystnie w ilości 5 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku chloroprenowego, aktywne napełniacze krzemionkowe lub napełniacze półaktywne w ilości nie mniejszej niż 20 części wagowych na 100 części wagowych mi eszaniny kauczuku butadienowostyrenowego i chloroprenowego, a następnie ogrzewaniu tej mieszaniny pod ciśnieniem w prasie w temperaturze nie niższej niż 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.

Znany jest także, z opisu zgłoszenia patentowego PL 418 921 sposób wytwarzania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, stanowiących materiały samogasnące, polegający na ogrzewaniu mieszaniny zawierającej 75 części wagowych kauczuku chloroprenowego, 25 części kauczuku butadienowo-styrenowego, tlenek cyny(IV) w ilości 0,15-1,25 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, zmiękczacz oraz ewentualnie napełniacz w postaci krzemionki lub kaolinu w ilości co najmniej 20 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, w obecności kwasu Lewisa jako katalizatora powstającego in situ z kauczuku chloroprenowego oraz tlenku metalu, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.

Sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o zwiększonej odporności na palenie, polegający na sporządzeniu mieszaniny kauczuku butadienowo-styrenowego z kauczukiem chloroprenowym, tlenkiem metalu, zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego stosowanego w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków oraz napełniaczem, jak krzemionka strącana, kaolin użytym w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, a następnie na ogrzewaniu tej mieszaniny w obecności kwasu Lewisa jako katalizatora powstającego in situ z kauczuku chloroprenowego oraz tlenku metalu, pod ciśnieniem w prasie w temperaturze nie niższej niż 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się 80-40 części wagowych kauczuku chloroprenowego na 20-60 części wagowych kauczuku butadienowego, jako tlenek metalu tlenek miedzi(I) w ilości 2-5 części, korzystnie 3 części wagowe na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków. Jako napełniacz stosuje się także kredę oraz warstwowy bentonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową, przy czym kredę stosuje się w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, zaś warstwowy bentonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową w ilości 5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków.

Szybkość i postęp sieciowania sposobem według wynalazku reguluje się zmieniając ilość wprowadzonego tlenku metalu.

Sposób według wynalazku, w którym stosuje się tlenek miedzi tańszy niż tlenki innych metali stosowane przy otrzymywaniu niepalnych i samogasnących kompozycji kauczuku butadienowo-styrenowego

PL 231 634 B1 z udziałem kauczuku chloroprenowego, umożliwia otrzymanie takiej kompozycji przy znacznie niższych kosztach.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady. Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.

P r z y k ł a d I

Przygotowano mieszaniny elastomerowe zawierające 20-60 części kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) marki KER® 1502, 80-40 części kauczuku chloroprenowego (CR) marki Baypren® 216, 4 części tlenku miedzi(I) (Cu2O) oraz 1 część kwasu stearynowego. Kompozycję prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze 433 K przez 20 minut.

Usieciowane mieszaniny SBR/CR charakteryzowały się właściwościami zależnymi od proporcji zastosowanych kauczuków:

• naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100 % (Se100) równym od 0,49 do 0,77 MPa, • naprężeniem przy wydłużeniu względnym 200 % (Se200) równym od 0,56 do 1,12 MPa, • naprężeniem przy wydłużeniu względnym 300 % (Se300) równym od 0,63 do 1,53 MPa, • wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu (TSb) równą od 1,77 do 9,46 MPa, • wydłużeniem względnym przy zerwaniu (Eb) równym od 820 do 932%, • oraz objętościowym pęcznieniem równowagowym w toluenie (Qv^t) równym od 6,85 do 11,71 ml/ml.

Dla porównania sporządzono mieszankę kauczukową zawierającą 100 części kauczuku SBR marki KER® 1502, 4 części Cu2O i 1 część kwasu stearynowego. Mieszankę tę prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w prasie w czasie 60 minut w temperaturze 433 K.

Stwierdzono, że ogrzewanie SBR w obecności tlenku miedzi(I) nie prowadziło do usieciowania

SBR.

Ponadto sporządzono mieszankę kauczukową zawierającą 100 części kauczuku CR marki Baypren® 216 MY, 4 części Cu2O i 1 część kwasu stearynowego. Mieszankę prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w prasie w czasie 30 minut w temperaturze 433 K. Stwierdzono, że ogrzewana mieszanka uległa usieciowaniu i charakteryzowała się następującymi właściwościami:

Se100 = 1,54 MPa, Se200 = 2,63 MPa, Se300 = 3,52 MPa, TSb = 5,77 MPa, Eb = 415%, Qv = 5,28 ml/ml.

P r z y k ł a d II

Przygotowano mieszaniny elastomerowe zawierające 20 części kauczuku SBR marki KER® 1502, 80 części kauczuku CR marki Baypren® 216, 1 część kwasu stearynowego i odpowiednio 2, 2,5, 3, 4 lub 5 części Cu2O. Kompozycję prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze 433 K przez 20 minut.

Stwierdzono, że usieciowane w ten sposób mieszaniny SBR/CR charakteryzowały się następującymi wartościami:

Se100 = 0,72-1,11 MPa, Se200 = 0,96-1,76 MPa, Se300 = 1,21-2,38 MPa, TSb = 8,40-12,7 MPa, Eb = 714-877%, Qv = 5,61-6,85 ml/ml.

Wartość indeksu tlenowego (OI) usieciowanej mieszaniny SBR/CR/Cu2O = 20/80/3 części przekraczała 33%, a czas spalania w powietrzu < 5 s, co wskazywało, że wytworzone w ten sposób produkty należały do materiałów niepalnych i samogasnących.

P r z y k ł a d III

Sporządzono mieszaninę elastomerową zawierającą 20 części kauczuku SBR marki KER® 1502, 80 części kauczuku CR marki Baypren® 216, 3 części Cu2O, 1 część kwasu stearynowego oraz 30 części krzemionki strącanej AEROSIL® 380. Mieszaninę prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze 433 K w czasie 20 minut. Stwierdzono, że usieciowana mieszanina SBR/CR/krzemionka charakteryzowała się następującymi wartościami:

Se100 = 4,55 MPa, Se200 = 7,31 MPa, Se300 = 9,69 MPa, TSb = 14,2 MPa, Eb = 496% oraz Qv = 3,62 ml/ml.

Wartość indeksu tlenowego w tym przypadku wyniosła 37,5%, zaś czas spalania w powietrzu nie przekraczał 5 s, co wskazywało, że tak wytworzony wyrób gumowy był materiałem niepalnym i samogasnącym.

P r z y k ł a d IV

Sporządzono mieszaninę elastomerową zawierającą 20 części kauczuku SBR marki KER® 1502, 80 części kauczuku CR marki Baypren® 216, 3 części Cu2O, 1 część kwasu stearynowego oraz 30 części technicznego kaolinu. Mieszaninę prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze

PL 231 634 B1

433 K w czasie 20 minut. Stwierdzono, że usieciowana w ten sposób mieszanina SBR/CR charakteryzowała się następującymi wartościami:

Seioo = 1,44 MPa, Se2oo = 2,19 MPa, Se3oo = 2,83 MPa, TSb = 13,4 MPa, Eb = 802% oraz Qv^t = 6,59 ml/ml.

Wartość indeksu tlenowego wyniosła 37,5%, zaś czas spalania w powietrzu nie przekraczał 5 s, co wskazywało, że wytworzony w ten sposób wyrób gumowy był materiałem niepalnym i samogasnącym.

P r z y k ł a d V

Sporządzono kompozycję elastomerową zawierającą 20 części kauczuku SBR marki KER® 1502, 80 części kauczuku CR marki Baypren® 216, 3 części Cu 2O, 1 część kwasu stearynowego oraz 5 części nanonapełniacza w postaci warstwowego bentonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową. Kompozycję prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze 433 K przez 20 minut.

Stwierdzono, że usieciowana w ten sposób mieszanina SBR/CR charakteryzowała się następującymi wartościami:

Se100 = 0,99 MPa, Se200 = 1,51 MPa, Se300 = 2,03 MPa, TSb = 11,0 MPa, Eb = 798% oraz Qv^t = 8,16 ml/ml.

Wartość indeksu tlenowego wyniosła 33%, zaś czas spalania w powietrzu nie przekraczał 5 s, co wskazuje, że wytworzony w ten sposób wyrób gumowy należał do grupy materiałów niepalnych i samogasnących.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób otrzymywania kompozycji elastomerowych zawierających kauczuk butadienowo-styrenowy, o zwiększonej odporności napalenie, polegający na sporządzeniu mieszaniny kauczuku butadienowo-styrenowego z kauczukiem chloroprenowym, tlenkiem metalu, zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego stosowanego w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków oraz napełniaczem, jak krzemionka strącana, kaolin użytym w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, a następnie na ogrzewaniu tej mieszaniny w obecności kwasu Lewisa jako katalizatora powstającego in situ z kauczuku chloroprenowego oraz tlenku metalu, pod ciśnieniem w prasie w temperaturze nie niższej niż 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych, znamienny tym, że stosuje się 80-10 części wagowych kauczuku chloroprenowego na 20-60 części wagowych kauczuku butadienowego, jako tlenek metalu stosuje się tlenek miedzi(I) w ilości 2-5 części, korzystnie 3 części wagowe na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, jako napełniacz stosuje się także kredę oraz warstwowy bentonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową, przy czym kredę stosuje się w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, zaś warstwowy bentonit modyfikowany IV-rzędową solą amoniową w ilości 5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków.