резиновая смесь
Классы МПК: | C08L9/02 сополимеры с акрилонитрилом C08K13/02 органические и неорганические компоненты |
Автор(ы): | Яруткина Анастасия Владиславовна (RU), Кольцов Николай Иванович (RU), Ушмарин Николай Филиппович (RU), Сандалов Сергей Иванович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-12-28 публикация патента:
27.11.2013 |
Изобретение относится к производству эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильных каучуков, используемых в нефтяной и резинотехнической промышленности. Резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующий агент, оксид цинка, технический углерод, антиоксидант - N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук, пластификатор - , -диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) и три(оксиэтилен) - , -диметакрилат, ускоритель вулканизации - 2-меркаптобензтиазол - каптакс, антиоксидант - 1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н, в качестве вулканизирующего агента она содержит - пероксид дикумила - Перкадокс BC-FF. Технический результат -повышение атмосферо- и маслобензостойкости при повышенных температурах. 2 табл., 5 пр.
Формула изобретения
Резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующий агент, оксид цинка, технический углерод, антиоксидант - N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук, пластификатор - , -диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) и три(оксиэтилен) - , -диметакрилат, ускоритель вулканизации - 2-меркаптобензтиазол - каптакс, антиоксидант - 1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н, в качестве вулканизирующего агента она содержит - пероксид дикумила - перкадокс BC-FF, в следующих соотношениях компонентов, мас.ч:
Бутадиен-нитрильный каучук | 30,0-90,0 |
Карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук | 10,0-70,0 |
Пероксид дикумила - Перкадокс BC-FF | 3,5-5,0 |
N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП | 1,0-2,0 |
Стеариновая кислота | 1,0-3,0 |
Технический углерод П803 | 66,0-68,0 |
Технический углерод П701 | 12,5-14,5 |
Оксид цинка | 4,0-6,0 |
1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н | 3,5-5,0 |
2-меркаптобензтиазол - каптакс | 0,2-0,4 |
Три(оксиэтилен)- , - диметакрилат | 4,0-6,0 |
, -диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) | 4,0-6,0 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к производству эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильных каучуков, используемых в нефтяной и резинотехнической промышленности.
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая олигоэфиракрилат, соединение меди (гидрооксикарбонат меди), минеральный наполнитель или технический углерод, органическую перекись, дитиодиморфолин SU 1781243 МПК 5 C08L 9/02, С08K 13/02, С08K 13/02, С08K 3:04, С08K 3:26, С08K 3:36, С08K 5:14, С08K 5:357 А43 В 1/10, опубл. 15.12.1992.
Однако данная резиновая смесь имеет недостаточную стойкость к воздействию агрессивных сред при повышенной температуре.
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, каптакс, оксид цинка и технический углерод, при этом смесь содержит в качестве модификатора бензимидазольное производное абиетиновой кислоты RU 2086582 МПК C08L 9/02, С08K 13/02, С08K 13/02, С08K 3:04, С08K 3:06, С08K 3:22, С08K 5:47, С08K 5:3447 опубл. 10.08.1997.
Однако данная резиновая смесь имеет недостаточную стойкость тепловому старению.
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, каптакс, оксид цинка и технический углерод, и в качестве модификатора 2-стирилбензимидазол. RU 94038743 МПК C08L 9/02.
К причинам, препятствующим достижению технического результата, относят недостаточное сопротивление раздиру, низкие показатели сопротивления тепловому старению и динамическим нагрузкам.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизущий агент - бис(трет-бутилпероксиизопропил)-бензол, технический углерод, соагент перекисной вулканизации (триаллил изоцианурат), стеариновую кислоту и антиоксидант. RU 2322462 МПК C08L 9/00, C08L 9/02, С08K 5/14, С08K 5/205, С08K 5/21, 20.04.2008.
Недостатком данной резиновой смеси является недостаточно высокая атмосферо- и маслобензостойкость при повышенных температурах.
Задачей изобретения является создание резиновой смеси с увеличенным уровнем значений показателей атмосферо- и маслобензостойкости при повышенных температурах, а также расширение ассортимента смесей данного назначения.
Технический результат - повышение атмосферо- и маслобензостойкости при повышенных температурах.
Технический результат достигается тем, что резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующий агент, оксид цинка, стеариновая кислота, технический углерод, антиоксидант - N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП, согласно изобретению, она дополнительно содержит карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук, пластификатор - , диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) и три(оксиэтилен) - , - диметакрилат, ускоритель вулканизации - 2-меркаптобензтиазол - каптакс, антиоксидант 1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н, в качестве вулканизирующего агента она содержит - пероксид дикумила - перкадокс BC-FF, в следующих соотношениях компонентов в мас.ч:
Бутадиен-нитрильный каучук | 30,0-90,0 |
Карбоксилированный бутадиен-нитрильный | |
каучук | 10,0-70,0 |
Пероксид дикумила - перкадокс BC-FF | 3,5-5,0 |
N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП | 1,0-2,0 |
Стеариновая кислота | 1,0-3,0 |
Технический углерод П803 | 66,0-68,0 |
Технический углерод П701 | 12,5-14,5 |
Оксид цинка | 4,0-6,0 |
1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н | 3,5-5,0 |
2-меркаптобензтиазол - каптакс | 0,2-0,4 |
Три(оксиэтилен) - , - диметакрилат | 4,0-6,0 |
, диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) | 4,0-6,0 |
Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные дополнительные компоненты и соотношение их с уже известными. Такое соотношение новых признаков с известными позволяет улучшить физико-механические характеристики резины, а именно атмосферо- и маслобензостойкость при повышенных температурах.
Пример.
Резиновую смесь готовили смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320/150/150 по режимам, принятым для смеси 1602 по ТУ 2512-046-00152081-2003, гр. XI-Iб-4-18 на основе бутадиен-нитрильного каучука. Составы резиновых смесей приведены в табл.1.
Атмосферо- и маслобензостойкость и физико-механические показатели определялись по ГОСТ 9.024-74, 9.030-74 и ГОСТ 270-75 соответственно. Полученные данные приведены в табл.2.
Стандартные образцы для определения физико-механических параметров вулканизовали в прессе при температуре 170°C в течение 20 минут.
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы:
Бутадиен-нитрильный каучук марки СКН-26СМ - ТУ 38.103247-90; карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук марки Nipol NX775, содержащий 7% карбоксильных групп; диафен ФП (N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин) - ТУ 6-14-817-94; углерод технический- ГОСТ 7885-86; цинковые белила (оксид цинка) - ГОСТ 202-92; стеарин - ГОСТ 6484-84; МГФ-9 ( , ) диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) - ТУ 113-00-05761643-27-92; ТГМ-3 (три(оксиэтилен) - , - диметакрилат) - ТУ 2226-065-05761643-2003; перкадокс BC-FF - пероксид дикумила, изготовитель Нидерланды: Stationsstraat 77 АЕ Amersfoort the Netherlands, http://www.akzonobel.com/polymer; ацетонанил Н (1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин полимеризованный) - ТУ 6-00-04691277-202-97; каптакс (2-меркаптобензтиазол) - ГОСТ 739-41.
Из табл.2 следует, что все исследованные варианты резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука с использованием карбоксилированного бутадиен-нитрильного каучука обеспечивают увеличение уровня значений показателей, по сравнению с прототипом, такие как. относительное удлинение при разрыве, сопротивление накоплению относительной остаточной деформации при повышенных температурах, атмосферостойкости, маслобензостойкости.
Таблица 1 | |||||||
№ п/п | Наименование материалов | Составы, мас.ч. | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | прототип | ||
1 | Бутадиен-нитрильный | - | |||||
каучук: | - | - | - | - | - | ||
БНКС-18 | - | - | - | - | - | 5-95 | |
СКН-26 СМ | 90,0 | 80,0 | 70,0 | 50,0 | 30,0 | ||
2 | Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук Terban C3446 с остаточным содержанием двойных связей 4,0% | - | - | - | - | - | 30-95 |
3 | Карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук Nipol NX775, содержащий 7% карбоксильных групп | 10,0 | 20,0 | 30,0 | 50,0 | 70,0 | - |
4 | Вулканизирующий агент: | - | |||||
Перкадокс BC-FF | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 4,5 | 3,5 | ||
Luperox F40KEP- | - | - | - | - | - | ||
бис(трет-бутилпероксиизопропил) бензол | 4,0-8,0 | ||||||
5 | Соагент перекисной вулканизации - триаллил изоцианурат (Diak № 7) | - | - | - | - | - | 2,0 |
6 | Оксид цинка (активатор вулканизации) | 5,0 | 4,0 | 4,0 | 5,5 | 5,5 | 3-5 |
7 | Оксид магния | - | - | - | - | - | 5,0 |
8 | Пластификаторы: | ||||||
, диметил-акрилатфталат (битриэтиленгликоль) (МГФ-9) | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 5,5 | 5,0 | - | |
три(оксиэтилен)- , -диметакрилат (ТГМ-3) | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 5,5 | 5,0 | - | |
9 | Углерод технический: | ||||||
П-514 | - | - | - | - | 40-60 | ||
П-803 | 68,0 | 67,5 | 67,5 | 66,0 | 66,0 | - | |
П-701 | 12,5 | 13,5 | 13,5 | 14,5 | 14,5 | ||
10 | Стеариновая кислота | 1,0 | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
11 | Антиоксидант: | ||||||
Агидол | - | - | - | - | - | 1-3 | |
Диафен ФП | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 1-2 | |
Ацетонанил Н | 3,5 | 4,0 | 4,0 | 4,5 | 4,0 | - | |
12 | Полиэтиленгликоль (технологическая добавка) | - | - | - | - | - | 5,0 |
13 | Каптакс (ускоритель вулканизации) | 0,2 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,3 | - |
Общее время смешения, мин | 45 | 45 | 47 | 47 | 47 | 45 |
Таблица 2 | |||||||
№ п/п | Наименование показателей | Прототип | Предлагаемые варианты | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
1 | Условная прочность при растяжении, МПа | 15,4 | 13,3 | 14,5 | 14,7 | 15,0 | 15,2 |
2 | Относительное удлинение при разрыве, % | 120 | 350 | 280 | 270 | 270 | 290 |
3 | Твердость по Шору А, усл. ед. | 80 | 74 | 78 | 80 | 83 | 85 |
4 | Относительная остаточная деформация(100°С×24 ч.×30%),% | 18,4 | 8,7 | 9,0 | 10,0 | 11,6 | 12,6 |
5 | Сопротивление раздиру, кН/м | - | 57 | 59 | 60 | 61 | 67 |
6 | Изменение после | ||||||
старения на воздухе | |||||||
(125°C×72 ч.): | |||||||
- условной прочности | -12,0 | +9,1 | +8,1 | +7,3 | +8,0 | +8,8 | |
при растяжении; | |||||||
- относительного | -21,0 | -16,1 | -13,0 | -12,6 | -13,5 | -15,3 | |
удлинения | |||||||
7 | Изменение после | ||||||
воздействия СЖР-1 | |||||||
(100°C×24 ч.),% | |||||||
- массы | +3,8 | +1,8 | +2,1 | +2,5 | +2,6 | +3,2 | |
- объема | +4,3 | +1,9 | +2,4 | +3,1 | +3,8 | +4,0 | |
8 | Изменение после | ||||||
воздействия СЖР-3 | |||||||
(100°С×24 ч.),% | |||||||
- массы | +16,2 | +9,7 | +10,8 | +10,6 | +11,7 | +12,4 | |
- объема | +19,8 | +12,0 | +13,8 | +13,6 | +14,6 | +15,8 | |
9 | Изменение после | ||||||
воздействия изооктан | |||||||
+ толуол (70:30),% | |||||||
- массы | +22,3 +32,0 | +19,3 +28,7 | +20,3 +30,3 | +20,2 +30,5 | +21,2 +32,2 | +21,8 +32,6 | |
- объема |
Класс C08L9/02 сополимеры с акрилонитрилом
Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты