Резиновая смесь
Патент 2485147
Авторы
- Иссакова Светлана Анатольевна (RU)
- Кольцов Николай Иванович (RU)
- Ушмарин Николай Филиппович (RU)
- Чернова Надежда Андреевна (RU)
Правообладатели
Классы МПК
- C08K3/04 - углерод
- C08K3/06 - сера
- C08K3/22 - металлов
- C08K5/06 - простые эфиры; ацетали; кетали; сложные ортоэфиры
- C08K5/09 - карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды
- C08K5/18 - с ароматически связанными аминогруппами
- C08L9/02 - сополимеры с акрилонитрилом
- C08L91/02 - вулканизированные масла, например фактис
Резиновая смесь
Изобретение относится к морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной и резинотехнической промышленности для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов, эксплуатирующихся в условиях низких температур. Резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН, бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ30, тиурам Д, нафтам-2, фактис, оксанол ЦС-100, технический углерод П 803, технический углерод Т 900, технический углерод 324, оксид цинка, серу, стеарин, воск ЗВП, карбосил, цинколет ВВ 222, трихлорэтилфосфат. Изобретение позволяет улучшить технические характеристики резины - температурный предел хрупкости и относительное удлинение при разрыве. 2 табл.
Реферат
Изобретение относится к морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной и резинотехнической промышленности, для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Известна резиновая смесь, содержащая натуральный каучук, белила цинковые, крошку, изготовленную из коры пробкового дуба, углерода технического марки П-514, углерода технического марки П-701, серы технической, ацетонанила Р, сульфенамида Ц, диафена ФП, стеарина. RU 2386650 МПК C08L 7/00, C08L 79/04, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/18, C08K 5/441, опубл. 20.04.2010.
Однако использование коры дуба значительно удорожает резиновую смесь, а также резина на ее основе обладает недостаточной стойкостью к действию специфических сред.
Известна резиновая смесь, которая включает бутадиен-нитрильный каучук, серу, ускоритель вулканизации, оксид цинка, технический углерод, пластификатор, противостаритель и неорганический наполнитель - шлак феррохромовый саморассыпающийся. Варианты резиновой смеси могут включать смесь бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков, изопреновый, бутадиен-стирольный и смесь изопренового и бутадиенового каучуков, также различные пластификаторы, добавки и регенерат резиновых шин. RU 2149165 МПК7 C08L 9/00, C08L 9/02, C08L 9/06, C08K 13/02, C08K 13/02, C08K 3:04, C08K 3:06, C08K 3:10, C08K 3:22, C08K 3:36, C08K 5:01, C08K 5:40, C08K 5:44, опубл. 20.05.2000.
Недостатком данной резиновой смеси является невысокий температурный предел хрупкости.
Известна резиновая смесь, содержащая парафинатный бутадиен-нитрильный каучук в сочетании с высоконасыщенным гидрированным (степень гидрирования от 93 до 99%) бутадиен-нитрильным каучуком с содержанием нитрила акриловой кислоты 18% - 0,30 масс.ч. Дополнительно резиновая смесь содержит: серу, оксид магния, оксид цинка, технический углерод П-803, технический углерод П-514, дибутилсебацинат, пероксимон F, диафен ФП, ацетонанил. RU 2284337 МПК C08L 9/02, C08K 3/22, C08K 3/06, C08K 3/04, опубл. 27.09.2006.
Недостатками данной резиновой смеси являются невысокие показатели относительного удлинения и температуры хрупкости.
Известна резиновая смесь, включающая каучук бутадиен-нитрильный марки БНКС-40АМ, БНКС-40АМН, каучук бутадиен-нитрильный гидрированный марки БНКВ 4030, марки Тербан, серу, сульфенамид, альтакс, стеариновую кислоту, канифоль, дибутоксиэтиладипинат, белую сажу, белила цинковые, диафен ФП, технический углерод П-803, технический углерод П-245, модификатор РУ-Д, арамидное или полиамидное волокно. RU 2309962 МПК C08L 9/02, C08K 13/02, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 3/36, C08K 5/0, C08K 5/17, C08K 5/18 C08K 7/02 опубл. 10.11.2007.
Недостатками данной резиновой смеси являются невысокие показатели относительного удлинения и температуры хрупкости.
Известна цеолитсодержащая морозостойкая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука и минерального наполнителя - цеолита, которая включает серу, оксид цинка, N,N-дифенилгуанидин, технический углерод П803. В резиновую смесь дополнительно вводят полимерную композицию сверхвысокомолекулярного полиэтилена с природным цеолитом при их массовом соотношении 10-30:0,5-2,0 в количестве 10,5-32,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Природный цеолит подвергают предварительно механической активации. RU 2326903 МПК C08L 9/02, C08L 23/06, C08K 3/36, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/10, C08K 5/18, C08K 5/31 20.06.2008.
Однако минеральный наполнитель вводят в смесь в виде предварительно приготовленной полимерной композиции, что усложняет изготовление резиновой смеси. Также недостатком данной резиновой смеси является низкий показатель относительного удлинения.
Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая серу, N,N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, оксид цинка, альдоль-α-нафтиламина, N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м2/г, стеариновую кислоту, дибутилфталат, дисульфид молибдена, β-сиалон общей формулы Si6-xAlxOxN8-х. RU 2125068 МПК6 C08L 9/02, C08K 13/02 C08K 13/02, C08K 3:06, C08K 3:04, C08K 3:22, C08K 3:30, C08K 3:28
Однако известная резиновая смесь имеет недостаточные показатели по температурному пределу хрупкости и относительному удлинению при разрыве.
Задачей изобретения является создание морозостойкой резиновой смеси с повышенными техническими характеристиками, расширяющей ассортимент средств данного назначения.
Технический результат - улучшение технических характеристик, а именно температурного предела хрупкости и относительного удлинения при разрыве.
Поставленный технический результат достигается тем, что резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, серу, технический углерод, стеаринсодержащий компонент, оксид цинка и минеральный наполнитель, согласно изобретению дополнительно содержит технологические добавки: тиурам Д, нафтам-2, фактис, оксанол ЦС-100, воск ЗВП, цинколет ВВ 222 и пластификатор трихлорэтилфосфат, а в качестве бутадиен-нитрильного каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН и бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ 30, в качестве технического углерода - технический углерод П-803, технический углерод - Т-900, технический углерод - Т-324; в качестве стеаринсодержащего компонента - стеарин и в качестве минерального наполнителя - карбосил, при следующих соотношениях компонентов в масс.ч
| Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН | 75,00 |
| Бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ 30 | 25,00 |
| Тиурам Д | 3,00-4,00 |
| Нафтам-2 | 2,00-3,00 |
| Фактис | 4,00-5,00 |
| Оксанол ЦС-100 | 4,00-5,00 |
| Технический углерод П 803 | 70,00-80,00 |
| Технический углерод Т 900 | 30,00-40,00 |
| Технический углерод 324 | 10,00-20,00 |
| Оксид цинка | 3,00-4,00 |
| Сера | 0,3-0,5 |
| Стеарин | 1,00-2,00 |
| Воск ЗВП | 3,00-4,00 |
| Карбосил | 50,00-60,00 |
| Цинколет ВВ 222 | 1,5-2,5 |
| Трихлорэтилфосфат | 40,00-50,00 |
Отличием заявляемого решения является новое сочетание известных компонентов, используемых в различных резиновых смесях, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить технический результат, выраженный в увеличении температурного предела хрупкости и относительного удлинения при разрыве, и тем самым расширить ассортимент смесей данного назначения. Применение разных марок каучука и технического углерода удешевляют резиновую смесь и делают ее более технологичной.
Резиновую смесь изготавливали смешением каучуков и других компонентов на вальцах ЛБ 320/150/150 по режимам, принятым для смеси 1352 по ТУ 38005204-84 на основе бутадиен-нитрильного каучука.
Примеры конкретного выполнения (составы резиновых смесей) приведены в табл.1. Технические характеристики приведены в табл.2
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы:
Бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-18 АМН - ТУ 38.30313-98; бутадиен-нитрильный каучук марки СКН-18 ПВХ 30 - ТУ 38.40397-93; тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид) - ГОСТ 740-76; нафтам-2 (фенил-2-нафтиламин) - ГОСТ 39-79; углерод технический- ГОСТ 7885-86; цинковые белила (оксид цинка) - ГОСТ 202-92; сера техническая - ГОСТ 127.1-93; стеарин - ГОСТ 6484-84; воск ЗВП - ТУ 381011290-90; оксанол ЦС-100 - ТУ 6-36-1029-90; фактис - ТР 81-13-2002; карбосил - ТУ 57-16-201-10968286-2006; ТХЭФ (трихлорэтилфосфат) - ТУ 6-06-241-92; Цинколет ВВ 222 - фирма «Dunlop».
Синтетический бутадиен-нитрильный каучук, наполненный поливинилхлоридом (ПВХ) марки СКН-18 ПВХ-30 (ТУ 38.103213-2006), получается при совместной коагуляции бутадиен-нитрильного латекса с латексом поливинилхлорида. Брикеты от светло-желтого до темно-коричневого цвета.
Воск ЗВП (ТУ 381011290-90) - стабилизатор физического действия для резин общего и специального назначения. Представляет собой смесь продуктов переработки нефти - высших углеводородов с добавлением парафина. Т плавления - 65°С.
Оксанол ЦС-100 (ТУ-6-3 6-1029-90) - поверхностно-активное вещество, получают оксиэтилированием первичных спиртов фракции C16-С20, получаемых алюмоорганическим синтезом. CnH2n+2O(CH2CH2O)mH, где n=19÷20, m=100. Внешний вид: твердые белые чешуйки. Водный раствор с массовой долей препарата 10% - прозрачная, почти бесцветная жидкость.
Карбосил КС-20. ТУ 5716-201-10968286-2006, выступает в композициях в роли полуактивного наполнителя. Высокодисперсный порошок черного цвета. Плотность 2,25-2,35 г/см3. Применение наполнителя карбосила повышает пластичность смесей, что позволяет снизить долю пластификаторов.
Цинколет ВВ 222 представляет собой смесь высокомолекулярных алифатических эфиров жирных кислот. Применение: используется в полимерной химии как технологическая добавка, при переработке полимеров. Представляет собой хлопья белого или бледно-кремового цвета.
Имеет следующие свойства, температура размягчения 55+/-5°С; зола - (2 часа при 850°С) - 0,2 макс.%; удельный вес - 0,97 кг/м3.
| Таблица 1 | ||||
| Компоненты | Составы резиновых смесей (в масс. частях) | |||
| 1 | 2 | 3 | прототип | |
| Бутадиен-нитрильный каучук БНКС- | 75,00 | 75,00 | 75,00 | - |
| 18АМН | ||||
| Бутадиен-нитрильный каучук, СКН-18 | 25,00 | 25,00 | 25,00 | - |
| ПВХЗО | ||||
| Бутадиен-нитрильный каучук с | - | - | - | 100,00 |
| содержанием нитрила акриловой | ||||
| кислоты 17-23 мас. | ||||
| ТиурамД | 3,00 | 3,50 | 4,00 | - |
| Сера | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 2,45-2,65 |
| Стеарин | 1,00 | 1,50 | 2,00 | 0,8-1,20 |
| Оксид цинка | 3,00 | 3,50 | 4,00 | 7,40-7,60 |
| Технический углерод марки П 803 | 70,00 | 75,00 | 80,00 | 128-132 |
| Технический углерод марки Т 900 | 30,00 | 35,00 | 40,00 | - |
| Технический углерод марки 324 | 10,00 | 15,00 | 20,00 | - |
| Нафтам-2 | 2,00 | 2,50 | 3,00 | - |
| Воск ЗВП | 3,00 | 3,50 | 4,00 | - |
| Оксанол ЦС-100 | 4,00 | 4,50 | 5,00 | - |
| Фактис | 4,00 | 4,50 | 5,00 | - |
| Карбосил | 50,00 | 55,00 | 60,00 | - |
| Цинколет ВВ 222 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | - |
| Трихлорэтилфосфат | 40,00 | 45,00 | 50,00 | - |
| N,N'-Дифенилгуанидин | - | - | - | 0,20-0,30 |
| Ди(2-бензотиазолил)дисульфид | - | - | - | 2,60-2,80 |
| Альдоль - нафталамин | - | - | - | 3,80-4,20 |
| N-(4-Гидроксифенил)нафтиламин-2 | - | - | - | 0,90-1,10 |
| N-(1,3-Диметилбутил)-N'- | - | - | - | 0,80-1,20 |
| фенилендиамин-1,4 | ||||
| Дибутилфталат | - | - | - | 18,0-22,0 |
| Дисульфид молибдена | - | - | - | 0,50-1,00 |
| Сиалон | - | - | - | 0,50-2,00 |
| Фторопласт-4МБ | - | - | - | 15,0-30,0 |
| Таблица 2 | |||||
| Свойства резиновой смеси | Резиновая смесь по ТУ 380005204-84 | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | |||
| Прочность при растяжении, МПа | н/м* 6,0 | 7,2 | 7,5 | 7,4 | 12-13,8 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | н/м 300 | 350 | 350 | 350 | 140-235 |
| Твердость, ед. Шора | 50-60 | 55 | 57 | 60 | - |
| Температурный предел хрупкости | н/в** -55 | -57 | -58 | -57 | -46--55 |
| * - н/м - не менее** - н/в - не выше |
Из таблицы 1 следует, что сочетание компонентов в заявляемой резиновой смеси приводит к улучшению показателя относительного удлинения при разрыве и температурного предела хрупкости, что расширяет ассортимент смесей данного назначения.
Резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, серу, технический углерод, стеаринсодержащий компонент, оксид цинка и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технологические добавки: тиурам Д, нафтам-2, фактис, оксанол ЦС-100, воск ЗВП, цинколет ВВ 222, и пластификатор - трихлорэтилфосфат, а в качестве бутадиен-нитрильного каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18АМН и бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ 30, в качестве технического углерода - технический углерод П-803, технический углерод - Т-900, технический углерод - Т-324, в качестве стеаринсодержащего компонента - стеарин и в качестве минерального наполнителя - карбосил при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН | 75,0 |
| бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ 30 | 25,0 |
| тиурам Д | 3,0-4,0 |
| нафтам-2 | 2,0-3,0 |
| фактис | 4,0-5,0 |
| оксанол ЦС-100 | 4,0-5,0 |
| технический углерод П-803 | 70,0-80,0 |
| технический углерод Т-900 | 30,0-40,0 |
| технический углерод Т-324 | 10,0-20,0 |
| оксид цинка | 3,0-4,0 |
| сера | 0,3-0,5 |
| воск ЗВП | 3,0-4,0 |
| карбосил | 50,0-60,0 |
| цинколет ВВ 222 | 1,5-2,5 |
| трихлорэтилфосфат | 40,0-50,0 |