Огнестойкая резиновая смесь

Огнестойкая резиновая смесь

Реферат

Изобретение относится к области получения огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и горнодобывающей промышленности.

Известна резиновая смесь на основе композиции из бутадиен (метил) стирольного каучука, поливинилхлорида и модифицирующей добавки - 2,6-дитрет-бутил-4-метиламинодиметилфенол (I) или поли- (N-3,5-дитрет-бутил-4-окситолил) этиленимин, включающая также вулканизующий агент, оксид металла и органический активатор вулканизации (Патент RU №2010814 1994 г.).

Недостатком данной резиновой смеси являются низкие показатели по маслобензостойкости и упругопрочностным свойствам, недостаточно высокая огнестойкость.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-40 AM, (АМН) -100,0, включающая, масс, ч: тиурам Д - 1,5; N,N'-дитиодиморфолин - 2,0; сульфенамид «Ц» - 2,0; нафтам-2 - 1,5; диафен ФП- 1,0; белила цинковые - 5,0, канифоль - 5,0, мел ММОР, ММС-1 - 30,0, технический углерод П 701-55,0; технический углерод П 514 - 20,0, дибутилфталат - 15,0, описанная в патенте на изобретение RU №2232171 2002 г., которая по числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога-прототипа предложенной смеси. Вулканизаты из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК) характеризуются высокой стойкостью к воздействию различных агрессивных сред (масла, смазки, нефть). Благодаря этим свойствам они широко используются для изготовления уплотнителей, прокладок, манжет, рукавов, пыльников и других резинотехнических изделий. Однако одним из существенных недостатков указанных резин является низкая огнестойкость.

Задачей изобретения является повышение огнестойкости резиновой смеси при воздействии искр и открытого огня, улучшение физико-механических показателей с сохранением стойкости к действию агрессивных сред.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение огнестойкой резины с высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и с повышенными упругопрочностными свойствами.

Поставленная задача достигается подбором антипиренов и оптимизацией в определенном соотношении количества горючих ингредиентов в составе резины. Резиновая смесь состоит, масс. ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук	100,0
Тиурам Д	1,3-1,6
N,N'-дитиодиморфолин	1,8-2,1
Сульфенамид Ц	1,8-2,1
Нафтам-2	1,3-1,6
Диафен ФП	0,8-1,2
Стеарин	0,8-1,2
Канифоль	4,0-6,0
N-нитрозодифениламин	0,5-1,0
Мел	20,0-30,0
Технический углерод П 701	45,0-55,0
Технический углерод П 514	15,0-25,0
Оксид цинка	3,0-5,0
Трехокись сурьмы	3,0-5,0
Хлорпарафин ХП-1100	17,0-22,0
Трихлорэтилфосфат (ТХЭФ)	12,0-18,0
Борат бария	4,0-6,0

Введение ингредиентов выше или ниже предельных значений приводит к ухудшению выходных характеристик резин. Новым является сочетание в определенном соотношении известных антипиренов, используемых в резиновой промышленности и использование трихлорэтилфосфата в качестве пластификатора, что позволяет получить технический результат.

По мнению заявителя, данный состав резиновой смеси неизвестен и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности по новизне.

Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменение количественной меры результата, а именно повышение огнестойкости, улучшение физико-механических показателей резины по сравнению с известной резиной, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Получение заявляемой резиновой смеси проводят в промышленных условиях на смесительных вальцах.

Резиновая смесь получена путем смешения каучука БНКС-40 АМН с ингредиентами на лабораторных вальцах в течение 35-40 мин. При этом порядок ввода ингредиентов следующий:

1. Роспуск и пластификация каучука БНКС-40 АМН в течение 5 мин при зазоре между валками 1-2 мм;

2. Ввод стеарина, сульфенамида Ц, нафтама - 2, N-нитрозодифениламина, оксида цинка, диафена ФП в течение 3 мин, увеличение зазора между валками до 5-6 мм;

3. Ввод мела, бората бария, триоксида сурьмы, канифоли в течение 2 мин;

4. Ввод технического углерода П 701, хлорпарафина ХП-1100 в течение 8 мин;

5. Вод технического углерода П 514, трихлорэтилфосфата в течение 10 мин;

6. Ввод тиурама N,N'-дитиодиморфолина в течение 4 мин, уменьшение зазора до 1-2 мм;

7. Пропуск через зазор между валками 1-2 мм в течение 3 минут. Охлаждение смеси проточной водой до температуры не более 20°С.

Образцы для определения физико-механических показателей и огнестойкости резиновой смеси приготовлены согласно принятым в резиновой промышленности стандартам.

Для получения резиновой смеси использованы следующие материалы: бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-40 АМН - ТУ 38.30313-2006; ускорители вулканизации - тиурам Д (тетрометилтиурамидсульфид) - ГОСТ 740-76, сульфенамид Ц (N-циклогексилбензотиазосульфенамид-2) - ТУ 113-00-057616376-02-95; вулканизующий агент - N,N'-дитиодиморфолин - ТУ 6-14-321-79; наполнители - технические углероды П 701 и П 514 - ГОСТ 7885-86; мел - ГОСТ 12085-88; активатор вулканизации - оксид цинка (цинковые белила) - ГОСТ 202-84; технологическая добавка - стеарин - ГОСТ 6484-96; противостарители - нафтам-2 (фенил-2-нафтиламин) - ГОСТ 39-79, диафен ФП (N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин) - ТУ6-14-817-81; антискорчинг - N-нитрозодифениламин - ТУ 6-14-907-88; пластификаторы трихлорэтилфосфат - ТУ 2493-319-05763441-2000, канифоль - ГОСТ 19113-84; антипирены трехокись сурьмы ТУ 48-14-1-88; хлорпарафин ХП-1100 - ТУ 2493-211-05763458-97; борат бария - ТУ 113-07-014-91.

В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Составы резиновых смесей приведены в табл.1.

Таблица 1
	Содержание ингредиентов, мас.ч.
Ингредиенты	Резиновая смесь по изобретению	Прототип
Бутадиен-нитрильный каучук	100,0	100,0
Тиурам Д	1,5	1,5
N,N'-дитиодиморфолин	2,0	2,0
Сульфенамид Ц	2,0	2,0
Нафтам-2	1,5	1,5
Диафен ФП	1,0	1,0
Стеарин	1,0	-
Канифоль	5,0	5,0
N-нитрозодифениламин	1,0	-
Дибутилфталат	-	15,0
Мел	30,0	30,0
Технический углерод П 701	55,0	55,0
Технический углерод П 514	20,0	20,0
Оксид цинка	5,0	5,0
Трехокись сурьмы	4,0	-
Хлорпарафин ХП-1100	20,0	-
Трихлорэтилфосфат	15,0	-
Борат бария	5,0	-

Сравнительные технические характеристики новой рецептуры резиновой смеси по заявке на изобретение и резиновой смеси - прототипа приведены в таблице 2.

Таблица 2
№ п/п	Наименование показателей	Резиновая смесь по изобретению	Прототип	Методы контроля
1	Условная прочность при растяжении, МПа, не менее	10,0	12,0	ГОСТ 270-75
2	Относительное удлинение при разрыве, %	400	300	ГОСТ 270-75
3	Твердость по Шор А, ед. Шор А	70-75	60-75	ГОСТ 263-75
4	Огнестойкость (время горения образца), сек	1-2	Более 20
5	Кислородный индекс, г/м3	28,2	-	ГОСТ 12.1.044- 89
6	Изменение показателей в И+Т(7:3) при 23°С, в течении 24 ч, %	+10	+10	ГОСТ 9.030 -74

Из таблицы 2 следует, что резиновая смесь по изобретению на основе бутадиен-нитрильного каучука обладает повышенными упругопрочностными свойствами по сравнению с прототипом, более высокой огнестойкостью (меньшим временем горения образца), а также высоким значением кислородного индекса, то есть относится к трудногорючим материалам.

Учитывая вышеизложенное, по мнению заявителя, изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Огнестойкая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая тиурам Д, N,N'-дитиодиморфолин, сульфенамид Ц, нафтам-2, диафен ФП, канифоль, мел, технический углерод П 701, технический углерод П 514, оксид цинка, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит стеарин, N-нитрозодифениламин, трехокись сурьмы, хлорпарафин ХП-1100, трихлорэтилфосфат, борат бария при следующем соотношении ингредиентов, масс.ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук	100,0
Тиурам Д	1,3-1,6
N,N'-дитиодиморфолин	1,8-2,1
Сульфенамид Ц	1,8-2,1
Нафтам-2	1,3-1,6
Диафен ФП	0,8-1,2
Стеарин	0,8-1,2
Канифоль	4,0-6,0
N-нитрозодифениламин	0,5-1,0
Мел	20,0-30,0
Технический углерод П 701	45,0-55,0
Технический углерод П 514	15,0-25,0
Оксид цинка	3,0-5,0
Трехокись сурьмы	3,0-5,0
Хлорпарафин ХП-1100	17,0-22,0
Трихлорэтилфосфат	12,0-18,0
Борат бария	4,0-6,0