Композиция на основе этиленпропиленового сополимера

Композиция на основе этиленпропиленового сополимера

Реферат

Изобретение относится к химии полимеров, а конкретнее к полимерным композициям на основе этиленпропиленового сополимера, и может найти применение в производстве кабелей для погружных нефтенасосов, в химическом и электронном машиностроении, в бытовой технике, при производстве резинотехнических изделий в качестве прокладочных материалов и в других областях народного хозяйства.

Известна композиция на основе этиленпропиленового сополимера, вулканизующего агента (серы), серосодержащего ускорителя (ТМТД), наполнителя, мягчителя, оксида цинка, 1,4-бис(2'-меркаптометиленбензтиазолил)-пиперазина и кремнийсодержащей добавки - олигофенилэтоксисилоксана [авт. свид. СССР 84931, кл.³ 01 В 3/28, 1979].

Такая композиция содержит в своем составе серу и серосодержащий ускоритель вулканизации и не может быть использована в качестве изоляции металлической жилы, так как вызывает ее коррозию.

Кроме того, один из компонентов композиции - 1,4-бис(2-меркапто-метиленбензтиазолил)-пиперазин имеет высокую температуру плавления и поэтому неравномерно распределяется в композиции при ее изготовлении. В промышленности в настоящее время этот продукт не производится. Указанная композиция не обладает маслостойкостью.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции на основе этиленпропиленового сополимера является композиция, содержащая оксид цинка, серу, педикумил пероксид, дегидратированный каолин, олигоорганоциклодисидазан [авт. свид. СССР 992531, кл.³ С 08 L 9/00, 1981].

Недостатками такой композиции является то, что она не обладает маслостойкостью, а олигоорганоциклодисилазан является высокотоксичным продуктом, гидролитически нестабилен, в настоящее время в промышленности не выпускается.

Поставленная задача состояла в разработке композиции, обладающей одновременно следующим комплексом свойств: высокой прочностью, хорошими диэлектрическими характеристиками (в случае изоляционной резины) и, что особенно важно, высокой маслостойкостью.

Для решения поставленной задачи была разработана композиция на основе этиленпропиленового сополимера, оксида цинка, органического пероксида, наполнителя, кремнийсодержащей добавки.

При этом композиция дополнительно содержит соагент вулканизации, выбранный из группы, включающей низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80% (НМПБ), триметилол-пропан-триметакрилат (ТПТМ), хинондиоксим-1,4 (ХДО), триаллилцианурат (ТАЦ); в качестве органического пероксида используется дикумил (ПДК), пероксида, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол (Луперокс F-40) или 1,1-ди-третбутилперокси 3,3,5 триметилциклогексан (Луперокс 231); в качестве кремнийсодержащей добавки винилтри(метокси-этокси)силан (продукт А-172) или полифенилэтоксиси-локсан (ПФЭС) и наполнитель, выбранный из группы, включающей дегидратированный каолин, мел, микротальк, двуокись кремния, техуглерод при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

Этиленпропиленовый сополимер	100,0
Оксид цинка	5,0-20,0
Органический пероксид	3,0-15,0
Соагент вулканизации	2,0-20,0
Наполнитель	100,0-200,0
Стеарин	0,5-2,0
Парафин	2,0-10,0
Кремнийсодержащая добавка	0,5-2,0

Композиция может также содержать 0,5-10,0 мас.ч. парафина и/или

стеарина.

В качестве сополимера может быть использован как двойной этиленпропиленовый сополимер (СКЭП), так и тройной этиленпропилендиеновый каучук (СКЭПТ).

Все компоненты, входящие в состав композиции, являются продуктами, выпускаемыми в промышленности или закупаемыми за рубежом.

Изготовление и переработка композиций проводится на стандартном оборудовании и не вызывает трудностей.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример

Резиновые смеси составов, приведенных в табл.1 (смеси 1-7), готовят следующим образом.

На вальцах при температуре валков 60±5°С развальцовывают этиленпропиленовый сополимер в течение 2 минут, добавляют соагент вулканизации и перемешивают 4 мин. Затем в композицию добавляют продукт А-172 или ПФЭС и перемешивают 2 мин, оксид цинка и стеарин с дальнейшим перемешиванием в течение 3 мин, после чего добавляют наполнитель и парафин. Смесь перемешивают еще 15 мин, после чего добавляют пероксид и перемешивают 2 мин, а затем термостатируют под давлением 100 атм в электропрессе при температуре 163°С в течение 40 мин.

Таблица 1Состав композиций
Компоненты композиции	Количество, мас.ч
1	2	3	4	5	6	7	Известный
СКЭПТ	100	100	100	100	100	100		100
СКЭП							100
Оксид цинка	5,0	5,0	5,0	10,	20,0	5,0	5,0	6,0
НМПБ с содержанием 1,2-зв. 80%	15,0
НМПБ с содержанием 1,2-зв. 60%		20,0
НМПБ с содержанием 1,2-зв. 20%			20,0
ТПТМ				2,0			7,0
ТАЦ					8,0
ХДО						10,0
ПДК	3,0							3,0
Луперокс F-40		10,0		5,0		8,0	10,0
Луперокс 231			10,0		15,0
Каолин дегидратированный	100	200				100	150	90
Мел	20			80		50
Микротальк			160
Двуокись кремния				20
Техуглерод					100
Стеарин	1,5	1,5	1,0	0,5	1,5	2,0	2,0
Парафин	2,0	5,0	10,0	2,0	5,0	3,0	2,0
А-172	1,0	1,0			0,5		1,5
ПФЭС			2,0	1,5		2,0
Сера								0,35
Олигоорганоцикло-дисилазан								4,0

Таблица 2Физико-механические свойства вулканизатов
Показатели	Композиции
1	2	3	4	5	6	7	Известная
Условная прочность при растяжении, МПа	9,0	9,2	8,3	7,8	8,9	8,0	10,8	7,6
Относительное удлинение при разрыве, %	160	150	210	250	110	120	130	500
Изменение массы после набухания в индустриальном масле при 100°С 24 ч, %	35	32	40	55	25	30	30	85

Таблица 3Диэлектрические характеристики вулканизатов
Показатели	Время увлажнения при 20°С, сутки	Композиции
1	2	3	4	5	6	Известная
Удельное объемное сопротивление, Ом·м	О7	3.2.1013 2,3.1013	4,0.1013 2,5.1013	3,2.1013 2,7.1013	3,0.1013 1,0.1013	3,5.1013 2,7.1013	3,7.1013 2,0.1013	3,0.1013 1,0.1013
Тангенс угла диэлектрических потерь	07	0,006 0,008	0,006 0,007	0,005 0,007	0,0080,009	0,0070,006	0,006 0,007	0,008 0,009
Диэлектрическая проницаемость	07	2,52,7	2,42,6	2,42,6	2,62,8	2,42,6	2,42,6	2,62,8
Электрическая прочность, МВ/м	07	32,029,5	32,130,8	31,830,5	29,528,7	33,231,6	31,830,2	29,028,2

Из результатов, приведенных в таблицах 2 и 3, следует, что композиции на основе этиленпропиленового сополимера, содержащие в своем составе соагенты вулканизации, выбранные из групп: низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80%, триметалолпропан-триметакрилат, триаллилцианурат, хинондиоксим-1,4; в качестве органического пероксида дикумил пероксид, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол или 1,1-ди-третбутилперокси 3,3,5 триметилциклогексан, наполнители и кремнийорганическую добавку винилтри-(метоксиэтокси)силан или полифенилэтоксисилоксан обладают высокими маслостойкостью и прочностью по сравнению с композицией по прототипу и сохраняют высокие диэлектрические свойства.

Таким образом, предлагаемая композиция обеспечивает получение всего комплекса свойств: высокие физико-механические показатели, диэлектрические свойства и маслостойкость.

1. Композиция на основе этиленпропиленового сополимера, содержащая оксид цинка, органический пероксид, наполнитель, кремнийорганическую добавку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соагент вулканизации, выбранный из группы, включающей низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80%, триметилолпропан-триметакрилат, триаллилцианурат, хинондиоксим-1,4; в качестве органического пероксида дикумил пероксид, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол или 1,1-ди-третбутилперокси-3,3,5-триметилциклогексан, наполнитель, выбран из группы, включающей дегидратированный каолин, мел, микротальк, двуокись кремния, техуглерод, а в качестве кремнийорганической добавки - винилтри(метоксиэтокси)силан или полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Этиленпропиленовый сополимер	100,0
Оксид цинка	5,0-20,0
Соагент вулканизации	2,0-20,0
Органический пероксид	3,0-15,0
Наполнитель	100,0-200,0
Стеарин	0,5-2,0
Парафин	2,0-10,0
Кремнийорганическая добавка	0,5-2,0

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стеарин и/или парафин в количестве 0,5-10,0 мас.ч.