вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости

Формула изобретения

1. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости, включающая четвертичное аммониевое основание, антиадгезив, частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с остаточным содержанием двойных связей 1,0-5,5%, стеарат металлла, серу, ускорители вулканизации, активатор вулканизации - оксид цинка, антискорчинг, минеральный наполнитель или технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук	70,0-90,0
Частично гидрированный бутадиен-нитрильный
каучук с остаточным содержанием двойных
связей 1,0-5,5%	10,0-30,0
Четвертичное аммониевое основание	4,0-6,0
Стеарат металла	4,0-8,0
Сера	0,5
Ускорители вулканизации	0,5-2,0
Активатор вулканизации - оксид цинка	3,0-5,0
Антиадгезив	1,0-3,0
Антискорчинг	0,1-1,0
Технический углерод	40,0-60,0
или
Минеральный наполнитель	80,02

2. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости, включающая четвертичное аммониевое основание, антиадгезив, частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с остаточным содержанием двойных связей 1,0-5,5%, стеарат металлла, серу, ускорители вулканизации, активатор вулканизации - оксид цинка, антискорчинг, технический углерод, пластификатор, антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук	50,0-70,0
Частично гидрированный бутадиен-нитрильный
каучук с остаточным содержание двойных
связей 1,0-5,5%	30,0-50,0
Четвертичное аммониевое основание	2,0-4,0
Стеарат металла	2,0-4,0
Сера	1,0-1,5
Ускорители вулканизации	2,5
Активатор вулканизации - оксид цинка	5,0
Антиадгезив	1,0
Антискорчинг	0,5-1,0
Пластификатор	3,0-5,0
Антиоксидант	2,0
Технический углерод	40,0

3. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости, включающая четвертичное аммониевое основание, антиадгезив, частично гидрированный бутадиен-нитральный каучук с остаточным содержанием двойных связей 1,0-5,5%, стеарат металла, серу, ускорители вулканизации, активатор вулканизации - оксид цинка, антискорчинг, технический углерод или минеральный наполнитель, антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук	50,0-90,0
Частично гидрированный бутадиен-нитрильный
каучук с остаточным содержание двойных
связей 1,0-5,5%	10,0-50,0
Четвертичное аммониевое основание	6,0
Стеарат металла	2,0-6,0
Сера	1,0-1,5
Ускорители вулканизации	0,5-2,5
Активатор вулканизации - оксид цинка	3,0-5,0
Антиадгезив	2,0
Антискорчинг	0,5
Технический углерод	80,0
или
Минеральный наполнитель	60,0
Антиоксидант	4,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано для производства резиновой смеси на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, применяемой для изготовления резинотехнических изделий, работоспособных при температурах до 150°С, повышенной износостойкости.

Вулканизуемые резиновые смеси на основе акрилатного каучука характеризуются комплексом свойств: теплостойкостью, стойкостью к действию различных типов масел и смазок, особенно сульфидных, света и озоностойкостью.

Благодаря комплексу свойств акрилатный каучук используется для изготовления уплотнителей и прокладок коробки передач, трансмиссионных сцеплений, ремней, конвейерных лент, рукавов высокого давления, маслостойких шлангов, теплозащитных покрытий.

Однако акрилатные каучуки, наряду с комплексом уникальных свойств, имеют и некоторые недостатки - относительно низкую износостойкость, прочность при растяжении, морозостойкость, высокую степень набухания в маслах соединений ароматического ряда [1].

Известна резиновая смесь [2] на основе акрилатного каучука, включающая вулканизующий агент - блокированный диамин в количестве 2,0-10,0 мас.ч., минеральный наполнитель в количестве 25,0-100,0 мас.ч., антиадгезив в количестве 1,0-3,0 мас.ч. Дополнительно резиновая смесь может содержать вулканизующий агент - четвертичное аммониевое основание в количестве не более 4,0 мас.ч., или технический углерод в количестве не более 80,0 мас.ч., или пластификатор в количестве не более 20,0 мас.ч., или антиоксидант в количестве не более 4,0 мас.ч. для улучшения стабильности технологических свойств и вулканизатов в процессе хранения и переработки.

Недостатком известной резиновой смеси на основе акрилатного каучука, обладающей стабильностью технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, является высокое значение относительной остаточной деформации сжатия, недостаточный уровень значений показателей: износостойкость, прочность при разрыве, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда.

Задача настоящего изобретения направлена на снижение относительной остаточной деформации сжатия и увеличение уровня значений показателей: износостойкость, прочность при растяжении, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда резиновой смеси, используемой для изготовления изделий, работающих в паре трения: колец, манжет, приводных ремней.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, вулканизующие агенты, активатор вулканизации, ускорители вулканизации, минеральный наполнитель, технический углерод, антиадгезив, антиоксидант, пластификатор, антискорчинг при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

акрилатный каучук	50,0-90,0
частично гидрированный бутадиен-нитрильный
каучук	10,0-50,0
вулканизующая система акрилатного каучука:
четвертичное аммониевое основание	2,0-6,0
стеарат металлов	2,0-8,0
вулканизующий агент гидрированного бутадиен -
нитрильного каучука:
сера	0,5-1,5
ускорители вулканизации:	0,5-2,5
активатор вулканизации гидрированного бутадиен
-нитрильного каучука:
оксид цинка	3,0-5,0
технический углерод	не более 80,0
минеральный наполнитель	не более 80,0
пластификатор	не более 5,0
антиадгезив	1,0-3,0
антиоксидант	не более 4,0
антискорчинг	0,1-1,0

В предлагаемой смеси могут использоваться акрилатные каучуки марок: Ну Temp 4053EP фирмы ZEON Chemicals, Европрен AR фирмы Enichem, Крайнак (Канада), Nipol AR фирмы Nippon Zeon и частично гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки марок: Terban фирмы Bayer, Торнак фирмы Polysar, Zetpol фирмы Zeon с остаточным содержанием двойных связей от 1,0 до 5,5%.

В качестве минеральных наполнителей могут использоваться: мел, тальк, каолин, двуокись кремния, титановые белила.

С целью усиления резиновых смесей могут быть использованы следующие марки активных и малоактивных наполнителей: технический углерод П-234, П-324, П-514, П-803.

Пластификаторы, представляющие собой сложные эфиры различных спиртов и дикарбоновых кислот или адипинаты, вводятся в резиновую смесь для улучшения обработки и снижения уровня набухания в агрессивных средах.

В качестве ускорителей вулканизации могут использоваться: сульфенамид Ц, альтакс, каптакс, тиурам Д [3, 4, 5].

Отличительным признаком предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси является использование частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, стеарата металла, серы, ускорителей вулканизации, активатора вулканизации - оксида цинка и антискорчинга.

Процесс смешения резиновых смесей осуществляется на вальцах См 2130 660/660 при последовательном вводе компонентов. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 35 до 45 минут. Возможно использование других традиционных методов смешения.

Изобретение поясняется примерами 1-8, составы которых представлены в таблице 1. Физико-механические показатели резиновых смесей на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука приведены в таблице 2.

Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 263-93 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 151°С х 30 минут.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь с использованием частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, стеарата металла, серы, ускорителей вулканизации, активатора вулканизации - оксида цинка и антискорчинга обеспечивает снижение относительной остаточной деформации сжатия и увеличение уровня значений показателей: износостойкость, прочность при разрыве, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда резиновой смеси.

Резиновая смесь на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука благодаря высокой износостойкости, прочности, морозостойкости, удовлетворительной стойкости к действию агрессивных сред ароматического ряда используется для изготовления изделий, работающих в паре трения: колец, манжет, приводных ремней.

Источники информации.

1. Энциклопедия полимеров. В.А.Каргин, М.: Советская энциклопедия, 1972.

2. Патент RU 2221822 С2, 20.01.2004, Бюл. № 2.

3. Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине. М.: Химия, 1989.

4. Тематический обзор. Гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки. Свойства. Рецептуростроение. Применение. М., 1991.

5. Аналитическая обзорная информация. Современное состояние и приоритеты развития мирового производства неформовых и формовых РТИ. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1999.

Таблица 1.
Составы резиновых смесей
№ п/п	Наименование материалов	Примеры, мас.ч.
		Известный	Предлагаемые
			1	2	3	4	5	6	7	8
1	Акрилатный каучук Ну Temp 4053 ЕР	100,0	90,0	80,0	70,0	50,0	90,0	70,0	50,0	80,0
2	Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук Terban С3446	-	10,0	20,0	30,0	50,0	10,0	30,0	50,0	20,0
3	Вулканизующий агент - дисперсия комплекса 4,4'-диаминофенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате	2,0	-	-	-	-	-	-	-	-
4	Вулканизующий агент - четвертичное аммониевое основание	4,0	6,0	6,0	4,0	2,0	6,0	4,0	6.0	6,0
5	Вулканизующий агент - стеарат натрия	-	8,0	6,0	4,0	2,0	6,0	6,0	2,0	4,0
6	Сера	-	0,5	0,5	1,0	1,5	1,5	0,5	1,0	0,5
7	Ускорители вулканизации:
	- тиурам	-	0,5	1,0	1,0	0,1	0,5	1,0	1,5	0,5
	-сульфенамид	-	-	1,0	1,0	0,1	-	1,0	1,0	-
	- альтакс	-	-	-	0,5	-	-	-	-	-
	- каптакс	-	-	-	-	0,5	-	-	-	-
8	Активатор вулканизации: оксид цинка		3,0	3,0	5,0	5,0	3,0	5,0	5,0	3,0
9	Углерод технический	-	60,0	40,0	40,0	40,0	-	60,0	80,0	-
10	Минеральный наполнитель: двуокись кремния	60,0	-	-	-	-	60,0	-	-	80,0
11	Пластификатор: дибутилфталат		-	-	5,0	3,0	-	-	-	-
12	Антиадгезив:
	- стеариновая кислота	2,0	3,0	2,0	1,0	1,0	2,0	1,0	2,0	2,0
13	Антиоксидант:агидол	-	-	-	2,0	2,0	4,0	-	4,0	-
14	Антискорчинг:дуслин Р	-	1,0	0,5	0,5	0,1	0,5	0,5	0,5	1,0
	Общее время смешения, мин	40	40	35	35	45	40	40	45	45

Таблица 2.
Физико-механические показатели резиновых смесей на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука
№ п/п	Наименование показателей	Известный	Предлагаемые варианты
			1		2		3		4	5		6		7	8
1	Условная прочность при растяжении, МПа	10,2	12,0	12,9		13,5		15,5			10,7	13,8	13,5		10,9
2	Относительное удлинение при разрыве, %	140	170	200		250		250			220	200	150		170
3	Твердость по Шору А, усл.ед.	62	70	65		70		68			50	78	80		65
4	Сопротивление истиранию, Дж/мм3	3,6	4,5	6,7		7,8		10,5			5,3	9,1	11,3		5,5
5	Температурный предел хрупкости, °С	-30	-42	-45		-46		-48			-42	-46	-47		-43
6	Изменение после воздействия изооктан + толуол (70:30), %
	- массы	40,2	36,9	34,8		33,7		30,5			37,2	33,9	31,5		33,7
	- объема	65,4	49,9	48,7		46,5		41,0			51,3	47,1	43,4		47,9
7	Относительная остаточная деформация Сжатия (150°х24чх20%), %
		65,0	45,5	51,4		53,5		55,6			52,7	48,4	54,8		55,3