резиновая смесь на основе фторкаучука
Классы МПК: | C08L27/16 гомополимеры или сополимеры винилиденфторида C08L27/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена C08L27/20 гомополимеры или сополимеры гексафторпропена C08L91/06 воски C08K3/04 углерод C08K3/22 металлов C08K3/24 кислоты; и их соли C08K5/13 фенолы; феноляты C08K5/16 азотсодержащие соединения |
Автор(ы): | Шестаков Владимир Сергеевич (RU), Литвинова Валентина Николаевна (RU), Кощеева Елена Михайловна (RU), Ракитина Нина Владимировна (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Электромашиностроительный завод "ВЭЛКОНТ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-09-04 публикация патента:
27.03.2009 |
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновым смесям на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах. Резиновая смесь содержит мас.ч.: сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом СКФ-26 75-77, тройной сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена СКФ-264 с вязкостью по Муни при 120°С 50-79 единиц 23-25, оксид магния 11,0-11,3, сульфат бария 15,0-15,4, фторид кальция 11,0-11,5, гидроокись кальция 0,1-0,2, резорцин 0,60-0,63, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ) 0,30-0,31, карнаубский воск 1,15, технический углерод N 660 0,40-0,46. Технический результат состоит в понижении твердости, улучшении технологических свойств и сохранении уровня физико-механических показателей. 3 табл.
Формула изобретения
Резиновая смесь на основе фторкаучука СКФ-26, содержащая оксид магния, сульфат бария, фторид кальция, гидроокись кальция, резорцин, триэтилбензиламмоний хлористый - ТЭБАХ, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тройной сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена СКФ-264 с вязкостью по Муни при 120°С 50-79 единиц, карнаубский воск, технический углерод N 660 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
фторкаучук СКФ-26 | 75-77 |
фторкаучук СКФ-264 | 23-25 |
оксид магния | 11,0-11,3 |
сульфат бария | 15,0-15,4 |
фторид кальция | 11,0-11,5 |
гидроокись кальция | 0,1 -0,2 |
резорцин | 0,60-0,63 |
триэтилбензиламмоний хлористый -ТЭБАХ | 0,30-0,31 |
технический углерод N 660 | 0,40-0,46 |
карнаубский воск | 1,15 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий (кольца, уплотнители, прокладки, манжеты, сальники), работающих в агрессивных средах при повышенных температурах.
Известна резиновая смесь, которая содержит, мас.ч.: высокомолекулярный сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом 80-90, низкомолекулярный сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом 10-20, углеродный или минеральный наполнитель 15-40, бисфенол 0,8-5,0, оксид двухвалентного металла 2-5, гидроксид кальция 4-8, четвертичную аммониевую или фосфониевую соль 0,2-0,8, воск или низкомолекулярный полиэтилен 0,5-5,0 (патент РФ 2097393 С1, 27.11.1997). Резиновая смесь технологична, но нуждается в повышении скорости вулканизации.
Известна также резиновая смесь состава, мас.ч.: сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом СКФ-26 66-68, сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом низкомолекулярный 32-34, оксид магния 6-10, сульфат бария 26-30, гидроокись кальция 5-7, технический углерод ТГ-10 20-26, полиэтилен низкомолекулярный 1-3, бисфенол А 0,8-1,0, катализатор 0,2-0,4 (патент РФ 2193583 С2, 27.11.2002). Смесь технологична, расширен арсенал катализаторов, но уступает резиновым смесям на одном фторкаучуке СКФ-26 по условной прочности при растяжении.
Известна также смесь состава, мас.ч.: фторкаучук СКФ-26 66-68, низкомолекулярный каучук СКФ-26 OHM 32-34, оксид магния 6-10, сульфат бария 26-30, гидроокись кальция 5-7, технический углерод Т-900 20-26, ди-(4-оксифенил)диметилметан 0,8-1,0, трифенилбензилфосфонийхлорид 0,2-0,4, диспергатор - тетраперфторпеларгонат, пентаэритрит 0,15-0,25 (патент РФ 2220989 С2, 10,01.2004) и смесь по патенту РФ 2199560 С2, 27.02.2003 состава, мас.ч.: СКФ-26 66-68, низкомолекулярный СКФ-26 OHM 32-34, оксид магния 6-10, сульфат бария 26-30, гидроокись кальция 5-7, технический углерод Т-900 20-26, ди-(4-оксифенил)диметилметан 0,8-1,0, трифенилбензилфосфонийхлорид 0,2-0,4, диспергатор-анилид перфторпеларгоновой или 9-хлорперфторпеларгоновой кислоты 0,15-0,25.
Обе смеси со сниженной вязкостью и улучшением диспергируемости компонентов, но также уступают резиновым смесям на одном фторкаучуке СКФ-26 по условной прочности при растяжении.
В качестве аналога принят патент РФ 2215758 С2, 10.11.2003. Резиновая смесь на основе фторкаучука содержит, мас.ч.: СКФ-26 100, окись магния 13,0-14,4, гидроокись кальция 0,6-1,2, сульфат бария 20, фторид кальция 15, резорцин 0,6-0,7, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ) 0,3. Смесь обладает высокими физико-механическими свойствами, но высоковязкая и недостаточно технологичная.
Целью изобретения является снижение твердости резиновой смеси, улучшение технологических свойств и сохранение физико-механических показателей на уровне резиновых смесей с одним высокомолекулярным СКФ-26.
Поставленная цель достигается путем использования резиновой смеси на основе фторкаучука СКФ-26, содержащей оксид магния, сульфат бария, фторид кальция, гидроокись кальция, резорцин, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ) и отличающейся тем, что дополнительно содержит тройной сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена СКФ-264 с вязкостью по Муни при 120°С 50-79 единиц, карнаубский воск, технический углерод N 660 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Фторкаучук СКФ-26 | 75-77 |
Фторкаучук СКФ-264 | 23-25 |
Оксид магния | 11,0-11,3 |
Сульфат бария | 15,0-15,4 |
Фторид кальция | 11,0-11,5 |
Гидроокись кальция | 0,1-0,2 |
Резорцин | 0,60-0,63 |
ТЭБАХ | 0,30-0,31 |
Технический углерод N 660 | 0,40-0,46 |
Карнаубский воск | 1,15 |
Пример 1
Составы сравниваемых смесей представлены в таблице 1. Резиновые смеси (образцы 1-5) готовят на вальцах. После образования «шкурки» фторкаучука СКФ-26 или фторкаучуков СКФ-26 и СКФ-264 на валке, вводят оксид магния. Снимают смесь с валка, охлаждают смесь 3-5 мин, вновь загружают на валки и вводят смесь ингредиентов (сульфат бария, фторид кальция, резорцин, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ), гидроокись кальция, для образцов 4, 5 - технический углерод N 660 и карнаубский воск). Для лучшего диспергирования смесь пропускают 3-5 раз при минимально возможном зазоре между валками. Общее время смешения 20-30 мин. Стандартные образцы вулканизуют в две стадии - в прессе при температуре 155-165°С в течение 15-20 мин и в термостате при 200°С в течение 24 ч.
Пример 2
Предлагаемую резиновую смесь (образцы 6 и 7) можно изготовить, используя имеющиеся готовые резиновые смеси образцов 2 или 3 таблицы 1. Разогревают на вальцах 1 кг вышеуказанного образца (2 или 3), вводят 200 г фторкаучука СКФ-264. После тщательного перемешивания резиновой смеси и каучука вводят смесь ингредиентов: технический углерод N 660 4 г,
карнаубский воск 10 г, гидроокись кальция 0,7 г.Для лучшего диспергирования вулканизующей системы в полученную смесь последовательно вводят спиртовые растворы резорцина (1,5 г в 5 мл спирта) и триэтилбензиламмония хлористого (ТЭБАХ) (0,7 г в 5 мл спирта). Общее время изготовления смеси 10-15 мин.
Физико-механические показатели известной и предлагаемой резины приведены в таблице 2. Представленные данные свидетельствуют о том, что резина предлагаемой рецептуры имеет пониженную твердость и физико-механические показатели на уровне смесей с фторкаучуком СКФ-26.
Предлагаемая резиновая смесь более технологична, перерабатывается прямым и литьевым (трансферным) прессованием.
Технологичность косвенно оценивали по растекаемости в пресс-форме для пластинок толщиной (1,0±0,1) мм при давлении 100 атм в течение 20 мин при температуре 155°С. Результаты испытаний представлены в таблице 3. Анализ данных показывает увеличение растекаемости, снижение вязкости и улучшение технологичности.
Таблица 1 Рецепты резиновых смесей | |||||||
Ингредиенты | Количество ингредиентов в образце, мас.ч. | ||||||
1 Известный | 2 Контрольный | 3 Контрольный | 4 Предлагаемый | 5 Предлагаемый | 6 Предлагаемый | 7 Предлагаемый | |
Фторкаучук СКФ-26 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 77,0 | 75,0 | 76,9 | 76,9 |
Фторкаучук СКФ-264 | - | - | - | 23,0 | 25,0 | 23,1 | 23,1 |
Оксид магния | 14,4 | 14,7 | 14,7 | 11,0 | 11,0 | 11,3 | 11,3 |
Сульфат бария | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 15,0 | 15,0 | 15,4 | 15,4 |
Фторид кальция | 15,0 | 15,0 | 15,0 | 11,0 | 11,0 | 11,5 | 11,5 |
Гидроокись кальция | 0,6 | 0,034 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 |
Резорцин | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,63 | 0,63 |
ТЭБАХ | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,31 | 0,31 |
Технический углерод N 660 | - | - | - | 0,4 | 0,4 | 0,46 | 0,46 |
Карнаубский воск | - | - | - | 1,15 | 1,15 | 1,15 | 1,15 |
Таблица 2 Физико-механические показатели резин | |||||||
Показатели | Образец | ||||||
1Изв. | 2 Контр. | 3Контр. | 4Предл. | 5Предл. | 6 Предл. | 7Предл. | |
1 Условная прочность при растяжении, МПа | 13,2 | 12,6 | 12,3 | 12,8 | 12,9 | 12,9 | 13,6 |
2 Относительное удлинение при разрыве, % | 200 | 230 | 250 | 290 | 280 | 300 | 320 |
3 Твердость, единицы Шора А | 73 | 70 | 71 | 65 | 66 | 63 | 62 |
4 Изменение объема после воздействия смеси изооктана и толуола 50:50 при 70°С в течение 72 ч, % | 17,7 | 18,8 | 18,0 | 19,0 | 18,5 | 18,9 | 17,2 |
5 Относительная остаточная деформация при сжатии на 25% через 72 ч при 150°С, % | 23,8 | 20,0 | 22,7 | 24,3 | 22,5 | 23,0 | 21,0 |
Таблица 3 Растекаемость резиновых смесей | ||
Показатель | Образец | |
2 Контр. | 6 Предл. | |
Вес, г | 10,30 | 10,37 |
Площадь пятна, см2 | 54,5 | 59,11 |
Удельная площадь, г/см2 | 0,18889 | 0,17544 |
Класс C08L27/16 гомополимеры или сополимеры винилиденфторида
Класс C08L27/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена
Класс C08L27/20 гомополимеры или сополимеры гексафторпропена
Класс C08K3/24 кислоты; и их соли
Класс C08K5/13 фенолы; феноляты
Класс C08K5/16 азотсодержащие соединения