технологическая добавка для диспергирования ингредиентов резиновых смесей

Формула изобретения

Технологическая добавка для диспергирования ингредиентов резиновых смесей на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных кислот таллового масла, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кальциевые соли смоляных кислот таллового масла, и количество смоляных кислот составляет от 20 до 60 мас.%, при этом соотношение цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла составляет от 1:1 до 2:1 по массе, и также дополнительно содержит моно-, ди- или триэтаноламин в количестве от 0,1 до 3 мас.% от массы органических солей.

Описание изобретения к патенту

Предметом изобретения является технологическая добавка с регулируемой температурой каплепадения на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла для применения в резиновых смесях на базе различных каучуков.

Изобретение относится к ингредиентам резиновых смесей и может быть использовано в шинной промышленности для уменьшения числа технологических стадий при смешении ингредиентов с каучуком, снижения энергетических затрат при изготовлении резиновых смесей, а также уменьшения расхода других диспергагоров (стеариновой кислоты, масла ПН-6ш, ароматических смол и др.), входящих в состав резиновых смесей.

Известен ряд технологических добавок на основе цинковых солей синтетических жирных кислот фракции С₇-С₉ и оксиэтилированных спиртов фракции С₇-C₁₅ со степенью оксиэтилирования 15 /SU 1214687 A, 28.02.1986/, а также диспергаторы на основе цинковых солей жирных кислот фракции С₁₀-С₂₅ и жирных кислот фракции С₁₀-C₂₅ в соотношении 50-60:40-50 или цинковых солей жирных кислот фракции C₁₆-C₂₁ со степенью оксиэтилирования 15-20 в соотношении 50-60:30-40:10-20 /RU 2054016 C1, 10.02.1996/.

Известен также диспергагор на основе цинковых солей ненасыщенных жирных и смоляных кислот таллового масла (20-60 маc.% и 30-65 маc.% соответственно), причем содержание солей цинка в пересчете на оксид цинка составляет 6-20 маc.%.

В состав диспергатора входят до 50 маc.% наполнителей - мела, каолина, воска /PL 108454 A, 1996/.

Наиболее близкой к заявляемой является технологическая добавка на основе стеариновой кислоты и жирных кислот таллового масла с использованием оксида цинка в качестве солеобразующего агента в соотношении 1,2-8,6:1 (по массе) и карбоната кальция; при этом композиция может содержать 10-40 маc.% мелкодисперсного наполнителя, а также воск, антиоксидант и др. /US 6147147 A, 14.11.2000/.

Недостатком указанной добавки является довольно высокая (108С-113С) температура размягчения диспергатора, причем известно, что чем больше содержание стеарата цинка, тем выше температура размягчения. По табличным данным эта температура для чистого стеарата цинка около 130С.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание технологической добавки для резиновых смесей на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла с регулируемой температурой размягчения (каплепадения).

Сущность изобретения состоит в том, что заявляемая технологическая добавка состоит из цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных кислот таллового масла, которая дополнительно содержит кальциевые соли смоляных кислот, и количество смоляных кислот составляет от 20 маc.% до 60 маc.%, и при этом соотношение цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла составляет от 1:1 до 2:1 (по массе), и также дополнительно содержит моно-, ди- или триэтаноламин в количестве от 0,1 мас.% до 3 мас.% от массы органических солей, что позволяет снизить температуру каплепадения продукта до необходимых значений, а также повысить упругопрочностные свойства резин, которые несколько падают при введении большого количества (2-4 мас.ч.) технологической добавки. Результаты испытаний предлагаемой технологической добавки приведены в таблице. При необходимости технологическая добавка может содержать до 50 маc.% мела в качестве наполнителя.

Пример 1. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 маc.ч. стеариновой кислоты, разогревают до ее расплавления и постепенно при перемешивании всыпают 15 маc.ч. оксида цинка, Реакцию ведут при температуре 150С в течение 30 минут.

В расплав цинковой соли стеариновой кислоты загружают 107 маc.ч. таллового масла с содержанием смоляных кислот 43 маc.% и при перемешивании частями прибавляют 8 маc.ч. оксида кальция (соотношение солей 1:1). Реакцию ведут 30-40 минут при 150С. По окончании реакции вливают в расплав смеси солей 1 маc.ч. (0,5 мас.%) моноэтаноламина и перемешивают еще 10-15 минут.

В реактор загружают частями 220 маc.ч. мела и через 20-30 минут перемешивания расплав продукта с температурой 120С-130С выливают для кристаллизации.

Кислотное число продукта 9,8 мг КОН/г, температура каплепадения 90С.

Пример 2. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 200 маc.ч. стеариновой кислоты, разогревают до расплавления и постепенно частями всыпают 30 маc.ч. оксида цинка. Реакцию ведут в течение 30 минут при температуре 150С. В расплав цинковой соли стеариновой кислоты вливают 107 мас.ч. таллового масла с содержанием смоляных кислот 20 маc.% и при перемешивании частями прибавляют 8 маc.ч. оксида кальция (соотношение солей 2:1).

Реакцию ведут 60 минут при температуре 150С. По окончании реакции в расплав смеси солей вливают 0,35 маc.ч. (0,1 мас.%) диэтаноламина и перемешивают еще 20-30 минут.

Загружают в расплав 100 маc.ч. мела и через 20-30 минут выливают продукт для кристаллизации.

Кислотное число продукта 7 мг КОН/г, температура каплепадения 100С.

Пример 3. В реактор, снабженный рубашкой обогрева, мешалкой и термометром, загружают 100 маc.ч. стеариновой кислоты, разогревают до расплавления и порциями прибавляют 15 мас.ч. оксида цинка. В расплав цинковой соли стеариновой кислоты вливают 54,5 маc.ч. таллового масла с содержанием смоляных кислот 60 маc.%, доводят смесь до температуры 150С и порциями прибавляют 3 маc.ч. оксида кальция (соотношение солей 2:1). Реакцию ведут 60-90 минут до остаточного кислотного числа 20-25 мг КОН/г, затем прибавляют 5,2 маc.ч. (3 маc.%) триэтаноламина и выливают расплав продукта для кристаллизации.

Кислотное число продукта 5,4 мг КОН/г, температура каплепадения 86С.

Изобретение позволяет создать технологическую добавку для резиновых смесей на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой кислоты и жирных и смоляных кислот таллового масла с регулируемой температурой размягчения (каплепадения).

Технологические свойства типовой протекторной резины на основе 60 СКИ-3 + 20 БСК + 20 СКД с техуглеродом П-234-50,0 приведены в таблице.