Композиция на основе фторсилоксанового каучука

Композиция на основе фторсилоксанового каучука

Реферат

Изобретение относится к композициям на основе фторсилоксановых каучуков и может быть использовано в авиационной, двигателестроительной и других отраслях промышленности для изготовления уплотнительных материалов (прокладки, кольца), работающих в интервале температур от -55 до 200°С в среде воздуха, а также различных масел и топлив.

Известна резиновая смесь на основе фторсодержащего полисилоксанового каучука, включающая вулканизующий агент, наполнитель, окись магния, борметил-γ-трифторпропиловый полимер и метилфторпропилдиалкоксисилан (авт. свид. СССР №225431).

Вулканизаты указанной смеси обладают высокой маслотопливостойкостью, однако они имеют недостаточно высокие прочностные характеристики, что не позволяет использовать эту смесь для изготовления подвижных уплотнений.

Известна композиция на основе фторсиликонового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, органическую перекись и совулканизующий агент (патент США №6610778).

Вулканизаты данной композиции имеют высокий уровень прочностных характеристик, но обладают неудовлетворительной маслотопливостойкостью.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция на основе метилвинилтрифторпропилсилоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, органополисилоксановую жидкость и органическую перекись в качестве вулканизующего агента при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Метилвинилтрифторпропилсилоксановый каучук	100
Кремнеземный наполнитель	5-100
Органополисилоксановая жидкость	5-20
Органическая перекись	0,1-5

Композиция может также содержать другие неорганические наполнители, модификаторы, пигменты и иные целевые добавки (патент США №6369155).

Вулканизаты указанной композиции обладают высокими прочностными свойствами, но имеют низкую маслотопливостойкость - после выдержки в топливе в течение 70 ч при температуре 23°С весовое набухание составляет 14-20%.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение маслотопливостойкости композиции на основе фторсилоксанового каучука при сохранении прочностных свойств на уровне прототипа.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предложена композиция на основе фторсилоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, органополисилоксановую жидкость и органическую перекись, которая в качестве фторсилоксанового каучука содержит поли(метил-3,3,3-трифторпропилметилвинил)силоксановый каучук с мол. массой 900-1500 и молярной долей метилвинилсилоксановых звеньев 0,15-0,25 мол.%, в качестве органополисилоксановой жидкости - диорганодиалкоксисилан, и дополнительно она содержит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поли(метил-3,3,3 -трифторпропилметилвинил)
силоксановый каучук	100
Кремнеземный наполнитель	25-35
Диорганодиалкоксисилан	5-10
Органическая перекись	0,5-2,0
Оксид железа	5-10

В качестве диорганодиалкоксисилана композиция содержит метилфенилдиметоксисилан или метилфенилдиэтоксисилан.

Заявляемая композиция имеет повышенную маслотопливостойкость.

Авторами установлено, что применение в композиции фторсилоксанового полимера с указанной регулярной структурой приводит к повышению маслотопливостойкости ее вулканизатов.

В предлагаемом изобретении был использован поли(метил-3,3,3-трифторпропилметилвинил)силоксановый каучук с мол. массой 900-1500 и молярной долей метилвинилсилоксановых звеньев 0,15-0,25 мол.% по ТУ 2294-096-00151963-2003, получаемый методом анионной сополимеризации триметилтрис(3,3,3-трифторпропил)циклотрисилоксана с винилсодержащими циклотрисилоксанами при температуре 80-100°С.

В качестве органической перекиси могут быть использованы различные соединения этого класса, но наиболее предпочтительно использовать перекись дикумила по ТУ 3840230-80 или перекись 2,4-дихлорбензоила по ГОСТ 14888-62.

В качестве диорганодиалкоксисилана могут быть использованы соединения с различными алкоксизаместителями, но наилучший технический результат достигается при использовании метилфенилдиметоксисилана или метилфенилдиэтоксисилана по ТУ 6-02-966-79.

В качестве кремнеземного наполнителя предпочтительно использовать аэросил по ГОСТ 14922-77 или белую сажу по ТУ 6-18-184-74.

В качестве термостабилизатора в предлагаемом изобретении использован оксид железа по ТУ 6-10-1618-77.

Примеры осуществления

Пример 1

Композицию по изобретению изготавливали на вальцах при температуре валков 20-35°С следующим образом: смешивали 100 мас.ч. каучука с 25 мас.ч. аэросила и 5 мас.ч. метилфенилдиметоксисилана, затем вводили 5 мас.ч. окиси железа и 0,5 мас.ч. перекиси дикумила.

Полученную композицию вулканизовали в гидравлическом прессе при температуре 151±3°С в течение 20 минут при удельном давлении не менее 35 кгс/см² и термостатировали в воздушной среде при 200±5°С в течение 6-24 часов.

Технология приготовления композиций по примерам 2 и 3 аналогична примеру 1. Составы композиций по изобретению и прототипу приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.

Таблица 1
Наименование компонентов	Состав, мас.ч., по примерам	Прототип
1	2	3
Фторсилоксановый каучук	100	100	100	100
Кремнеземный наполнитель	25	35	30	5-100
Метилфенилдиметоксисилан	8	-	10	-
Метилфенилдиэтоксисилан	-	5	-	-
Органическая перекись	0,5	1,0	2,0	0,1-5
Окись железа	5	7	10	-
Полиметилсилоксановая жидкость	-	-	-	5-20
Таблица 2
Композиции по примерам	Условная прочность при растяжении, Р, МПа	Относит. удлинение при разрыве, L,%	Весовое набухание в топливе, %, после выдержки при температуре 23°С в течение 72 час.
1	8,5	240	6,1
2	9,1	230	6,4
3	8,7	235	6,2
прототип	8,3	236	18,4

Как видно из таблицы 2, предлагаемая композиция имеет лучшую маслотопливостойкость - показатель весового набухания в топливе в 3 раза ниже по сравнению с композицией-прототипом при сохранении высокого уровня прочностных характеристик.

Использование предлагаемой композиции для изготовления резинотехнических деталей позволит значительно увеличить ресурс их работы в неподвижных и ограниченно подвижных соединениях в среде воздуха, топлив и масел.

1. Композиция на основе фторсилоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, органополисилоксановую жидкость и органическую перекись, отличающаяся тем, что в качестве фторсилоксанового каучука она содержит поли(метил-3,3,3-трифторпропилметилвинил)силоксановый каучук с мол.массой 900-1500 и молярной долей метилвинилсилоксановых звеньев 0,15-0,25 мол.%, в качестве органополисилоксановой жидкости -диорганодиалкоксисилан и дополнительно она содержит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поли(метил-3,3,3-трифторпропилметилвинил)силоксановый каучук	100
Кремнеземный наполнитель	25-35
Диорганодиалкоксисилан	5-10
Органическая перекись	0,5-0,2
Оксид железа	5-10

2. Композиция на основе фторсилоксанового каучука по п.1, отличающаяся тем, что в качестве диорганодиалкоксисилана она содержит метилфенилдиметоксисилан или метилфенилдиэтоксисилан.

3. Композиция на основе фторсилоксанового каучука по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она имеет повышенную маслотопливостойкость.