Огнестойкая резиновая смесь
Патент 2522627
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
- C08L9 - Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями
- C08K3/04 - углерод
- C08K3/06 - сера
- C08K13/02 - органические и неорганические компоненты
- C08L13/02 - латекс
- C08L23/06 - полиэтен
- C09K21/02 - неорганические материалы
- C09K21/06 - органические материалы
Огнестойкая резиновая смесь
Изобретение относится к огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, горнодобывающей и резинотехнической промышленности. Огнестойкая резиновая смесь содержит изопреновый и бутадиеновый каучуки, серу, сульфенамид Ц, оксид цинка, оксид магния, парафин, нафтам-2, диафен ФП, технический углерод, N-нитрозодифениламин, хлорпарафин, триоксид сурьмы, гидроксид алюминия. Технический результат - улучшение огнестойкости и физико-механических свойств, а именно, прочности при растяжении, эластичности по отскоку. 2 табл.
Реферат
Изобретение относится к огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, горнодобывающей и резинотехнической промышленности.
Известна резиновая смесь на основе этилен-пропиленового каучука, включающая оксид цинка, органическую перекись - α,α′-бис-(третбутилперокси)-1,4-диизопропилбензол, стеариновую кислоту, парафин, огнестойкую добавку - тригидрат оксида алюминия, модифицированный 0,5-2,0 мас.% метакриловой кислоты, кремнийорганическую добавку - этоксисилоксан и серу. SU 1549975 МПК 7 C08L 23/16, С08К 13/06, С09К 21/14, С08К 3:22, С08К 5:01, С08К 5:09, С08К 5:14, С08К 5:5419, С08К 9:04, С08К 13/06,15.03.1990.
Недостатком данной резиновой смеси является недостаточно высокая прочность при растяжении и относительное удлинение.
Известна резиновая смесь на основе композиции из бутадиен (метил) стирольного каучука, поливинилхлорида и модифицирующей добавки - 2,6-дитрет-бутил-4-метиламинодиметилфенол или поли-(N-3,5-дитрет-бутил-4-окситолил)этиленимин, включающая также вулканизующий агент, оксид металла и органический активатор вулканизации. RU 2010814 МПК 5 C08L 9/06 С08К 13/02, C08L 9/06, C08L 27:06, C08L 79:00, С08К 13/02, С08К 3:22, С08К 5:18, 15.04.1994.
Наиболее близкой по технической сущности является огнестойкая полимерная композиция, включающая хлоропреновый каучук - найрит, серу, альтакс, стеарин, диафен ФП, ацетонанил Р, хлорпарафин, трехокись сурьмы, дибутилфталат, техуглерод П-803, сантогард PVI и комбинацию активных наполнителей, мас.ч. на 100 мас.ч. каучука - оксид цинка - 3-8, оксид магния - 3-10, оксид титана - 15-30 и белую сажу БС-120 - 20-30. RU 2333226 МПК C08L 11/00, С08К 13/02, С08К 3/20, С08К 3/22, С08К 5/02, 10.09.2008.
Недостатком данной резиновой смеси является недостаточно высокая огнестойкость, прочность, эластичность по отскоку.
Задачей изобретения является создание огнестойкой резиновой смеси с улучшенными физико-механическими свойствами, расширяющей ассортимент средств данного назначения.
Технический результат - улучшение физико-механических свойств, а именно огнестойкости, прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве.
Поставленный технический результат достигается тем, что огнестойкая резиновая смесь, содержащая синтетический каучук, серу, диафен ФП, хлорпарафин, трехокись сурьмы, технический углерод, оксид цинка, оксид магния, согласно изобретению она дополнительно содержит сульфенамид, нафтам-2, парафин, N-нитрозодифениламин, гидроксид алюминия, а в качестве синтетического каучука содержит изопреновый каучук СКИ-3 и бутадиеновый каучук СКД в следующих соотношениях исходных компонентов в мас.ч.:
| Изопреновый каучук СКИ-3 | 80,0 |
| Бутадиеновый каучук СКД | 20,0 |
| Сера | 2,3-2,8 |
| Сульфенамид Ц | 1,3-1,8 |
| Диафен ФП | 0,5-1,5 |
| Нафтам-2 | 0,5-1,5 |
| Парафин | 3,0-5,0 |
| Технический углерод П-324 | 25,0-15,0 |
| N-нитрозодифениламин | 0,8-1,2 |
| Оксид цинка | 2,0-4,0 |
| Оксид магния | 2,0-4,0 |
| Хлорпарафин | 35,0-25,0 |
| Трехокись сурьмы | 11,0-9,0 |
| Гидроксид алюминия | 35,0-45,0 |
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 прочность при растяжении, эластичность по отскоку и огнестойкость, что позволяет расширить ассортимент составов для производства резин.
Пример 1.
Резиновую смесь изготавливали путем смешения каучуков СКИ-3 и СКД с ингредиентами на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в течение 30 минут. При этом порядок ввода ингредиентов был следующим:
1. Роспуск каучуков СКИ-3 и СКД в течение 8 мин;
2. Ввод сульфенамида Ц, нафтама-2, N-нитрозодифениламина, оксида цинка, оксида магния, диафена ФП в течение 3 мин;
3. Ввод парафина, гидроксида алюминия, триоксида сурьмы в течение 7 мин;
4. Ввод техуглерода П-324, хлорпарафина в течение 8 мин;
5. Ввод серы в течение 4 мин;
6. Снять листом 2-2,5 мм.
Охлаждение смеси производили на металлическом столе.
Образцы для определения физико-механических показателей и огнестойкости из резиновой смеси готовили согласно принятым для резиновой промышленности стандартам.
На 80 мас. частей изопренового каучука добавляли 20,0 мас. частей бутадиенового каучука, 0.5 мас. часть противостарителя (стабилизатора) нафтама-2, 0,5 мас. часть противостарителя (стабилизатора) диафена ФП, 0,8 мас. часть замедлителя вулканизации N-нитрозодифениламин N-НДФА, 3,0 мас. части пластификатора парафина, 25,0 мас. частей наполнителя технического углерода П-324. В качестве вулканизующей системы использовали 2.3 мас. части вулканизующего агента серы, 1,3 мас. части ускорителя вулканизации сульфенамида Ц, 2,0 мас. части активатора вулканизации оксида цинка и 2,0 мас. части активатора вулканизации оксида магния. В качестве антипиренов применяли 35.0 мас. частей хлорпарафина (антипирен-пластификатор), 11.0 мас. частей трехокиси сурьмы и 35,0 мас. частей гидроксида алюминия (антипирен-наполнитель).
Огнестойкость и физико-механические свойства резиновых смесей приведены таблице 2. Огнестойкость определяли по времени горения стандартных образцов после их выдержки в течение 20 секунд в пламени горелки.
Составы резиновых смесей приведены в табл.1.
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы: изопреновый каучук СКИ-3 - ГОСТ 14925-79, бутадиеновый каучук СКД - ГОСТ 14924-75; сера техническая - ГОСТ 127.1-93; сульфенамид Ц (N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид) - ТУ 6-14-868-72; цинковые белила (оксид цинка) - ГОСТ 202-92; магнезия жженая техническая (оксид магния) - ГОСТ 844-73; нафтам-2 (фенил-2-нафтнламин) - ГОСТ 39-79; диафен ФП (N-фенил-N′-изопропилпарафенилендиамин) - ТУ 5-14-817-94; углерод технический - ГОСТ 7885-86; парафин - ГОСТ 16960-71; N-НДФА (N-нитрозодифениламин) - ТУ 6-14-907-88; триоксид сурьмы ТУ 48-14-1-82; хлорпарафин ХП-1100 - ТУ 6-01-597-9; Гидроксид алюминия марки «Скар-Лет-315» ТУ 2322-007-50898710-2005 Производитель: ООО «НПФ «Скар-Лет» (195197. г. Санкт-Петербург. Лабораторный пр., 23. офис 419) Скар-Лет-315, Al(OH)3 - белый порошок (массовая доля частиц сферической формы размером менее 20 мкм не менее 99%), может действовать как антипирен и как присадка. подавляющая дымовыделение за счет высвобождения кристаллизационной воды при термическом разложении.
Все указанные компоненты являются общеизвестными и производятся предприятиями химической промышленности в соответствии с требованиями государственных стандартов.
| Таблица 1 | |||
| Состав резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука с применением антипиренов | |||
| Компоненты | Составы | ||
| 1 | 2 | 3 (прототип) | |
| Изопреновый каучук СКИ-3 | 80,0 | 80,0 | - |
| Бутадиеновый каучук СКД | 20,0 | 20,0 | - |
| Хлоропреновый каучук - наирит | - | - | 100 |
| Сера | 2,3 | 2,8 | 0,9 |
| Сульфенамид Ц | 1,3 | 1,8 | - |
| Альтакс | - | - | 0,5 |
| Стеарин | - | 0,6 | |
| Диафен ФП | 0,5 | 1,5 | 2,0 |
| Нафтам-2 | 0,5 | 1,5 | - |
| Ацетонанил Р | - | - | 2,0 |
| Парафин | 3,0 | 5,0 | - |
| Дибутилфталат | - | - | 20,0 |
| Технический углерод П-324 | 25,0 | 15,0 | - |
| Технический углерод П-803 | - | - | 40,0 |
| N-нитрозодифениламин | 0,8 | 1,2 | - |
| Сантогард PVI | - | - | 0,5 |
| Оксид цинка | 2,0 | 4,0 | 5,0 |
| Оксид магния | 2,0 | 4,0 | 7,0 |
| Хлорпарафин | 35,0 | 25,0 | 10,0 |
| Трехокись сурьмы | 11,0 | 9,0 | 20,0 |
| Гидроксид алюминия | 35,0 | 45,0 | - |
| Оксид титана | - | - | 20,0 |
| Белая сажа БС-120 | - | - | 20,0 |
| Таблица 2 | |||
| Свойства резиновой смеси | Варианты | ||
| 1 | 2 | 3 (прототип) | |
| Прочность при растяжении, МПа | 14,8 | 14,8 | 12,7 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 480 | 480 | 580 |
| Твердость по Шору, усл. ед. | 69 | 69 | 62 |
| Эластичность по отскоку, % | 43 | 43 | 38 |
| Огнестойкость (время горения образца), с | 1 | 1 | 3 |
Из таблицы 2 следует, что исследованные варианты резиновой смеси на основе изопренового и бутадиенового каучуков обладают меньшим временем горения, т.е. более высокой огнестойкостью, по сравнению с прототипом, а также повышенной прочностью при растяжении, эластичностью по отскоку. Улучшение огнестойкости происходит за счет подбора и оптимизации состава антипиренов, а повышение физико-механических свойств - за счет улучшения гомогенизации компонентов и наполнителей в матрице каучука.
Огнестойкая резиновая смесь, содержащая синтетический каучук, серу, диафен ФП, хлорпарафин, трехокись сурьмы, технический углерод, оксид цинка, оксид магния, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сульфенамид, нафтам-2, парафин, N-нитрозодифениламин, гидроксид алюминия, а в качестве синтетического каучука содержит изопреновый каучук СКИ-3 и бутадиеновый каучук СКД в следующих соотношениях исходных компонентов в мас.ч.:
| Изопреновый каучук СКИ-3 | 80,0 |
| Бутадиеновый каучук СКД | 20,0 |
| Сера | 2,3-2,8 |
| Сульфенамид Ц | 1,3-1,8 |
| Диафен ФП | 0,5-1,5 |
| Нафтам-2 | 0,5-1,5 |
| Парафин | 3,0-5,0 |
| Технический углерод П-324 | 25,0-15,0 |
| N-нитрозодифениламин | 0,8-1,2 |
| Оксид цинка | 2,0-4,0 |
| Оксид магния | 2,0-4,0 |
| Хлорпарафин | 35,0-25,0 |
| Трехокись сурьмы | 11,0-9,0 |
| Гидроксид алюминия | 35,0-45,0 |