Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к производству резиновых смесей, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий.

Существует патент РФ №2355719 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Клейменова Наталья Леонидовна, опубл. 20.05.2009], где предполагается использование фуллеренов и их композиций для полимерной композиции, состоящей из бутадиенового каучука, немаслонаполненного бутадиенстирольного каучука, изопренового каучука, белилцинковых кремнекислоты, кислоты стеариновой, серы полимерной, дифенилгуанидина, тетраметилтиурамсульфида и фуллеренсодержащего технического углерода с дисперсностью 100 мкм в количестве 0,79-2,96 мас. %.

Известны патенты РФ №2482142 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Акатов Евгений Сергеевич, опубл. 20.05.2013] и №2446190 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Гудков Максим Андреевич, опубл. 27.03.2012]. Изобретения относятся к химической промышленности, в частности к производству озоностойких резиновых смесей, предназначенных для цветных или белых боковин легковых и велошин, а также для защитных и декоративных элементов боковины шин грузового и легкогрузового ассортимента шин. В этих полимерных композициях используется смесь фуллеренов фракции С50-С92.

Известен также патент РФ №2476458 [Губжев Тимур Аскарбиевич, Тхакахов Эльдар Русланович, Каширгов Аскер Арсенович, Тхакахов Руслан Баширович, Карамурзов Барасби Сулейманович, опубл. 27.02.2013]. Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе синтетического бутадиенового каучука и может быть использовано в кабельной и обувной промышленности. В полимерной композиции используется каучук бутадиеновый СКД-35 - 80, полиэтилен высокого давления - 20, сера - 1,6, оксид цинка - 2,4, сантокюр - 0,72, стеарин - 0,8, технический углерод - 0,1-5,37 масс. ч.

Недостатками указанных полимерных композиций является относительно невысокая стойкость к топливам, маслам и агрессивным средам вулканизатов, полученных на их основе, и невысокая усталостная выносливость при динамическом нагружении.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка рецептуры резиновой смеси для изготовления резинотехнических изделий специального назначения, обладающих высоким сопротивлением трению, с улучшенными физико-механическими характеристиками и возможностью работы в агрессивных средах.

В качестве аналога был выбран патент РФ №2519402 [Игуменова Татьяна Ивановна, Попов Геннадий Васильевич, Клейменова Наталья Леонидовна, опубл. 10.06.2014]. Полимерная композиция может использоваться как для изготовления резиновых изделий различного хозяйственного назначения, работающих в контакте с агрессивными средами, при повышенных температурах, так и для создания конструкционных изделий вместе с резинами на основе каучуков общего назначения.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что при изготовлении полимерной композиции используют: каучук СКИ-3, каучук СКД, каучук СКС30АРКП, окись цинка, серу техническую, сульфенамид Ц, кислоту стеариновую, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6 и битум нефтяной щелочной при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости к воздействию агрессивных сред, повышении сопротивления к истиранию и улучшении технологических свойств полимерной композиции.

Способ приготовления полимерной композиции осуществляется следующим образом. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На предварительно подогретых до 50±5°С вальцах вальцуют каучуки СКИ-3, СКД, СКС30АРКП, затем последовательно добавляют ингредиенты: окись цинка, сера техническая, сульфенамид Ц, кислота стеариновая, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллереновая фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6, битум нефтяной щелочной; смесь готовят в течение 20 минут и снимают в виде листа при температуре не выше 100°С; полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Полимерную композицию готовят при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Синтетический каучук изопреновый	18,7-24,021
Синтетический каучук бутадиеновый	6,005-7,547
Синтетический каучук бутадиенстирольный	18,02-18,87
Окись цинка	1,802-1,887
Сера техническая	0,601-0,943
Сульфенамид Ц	0,300-1,132
Кислота стеариновая	1,201-1,132
Углерод технический П234	6,005-7,547
Углерод технический П514	22,64-24,02
Стекло молотое фракции 50-100 мкм	5,660-6,005
Смесь фуллереновая фракции С50-С92	0,001-0,015
Ацетонанил Н	1,132-1,201
Воск ЗВП	1,802-1,887
Масло нефтяное ПН6	3,003-3,019
Битум нефтяной щелочной	6,005-7,547

Использование в рецептуре смеси фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂ позволяет получить полимерную композицию с высокими физико-механическими показателями вулканизатов, кроме того, указанное сочетание компонентов обуславливает повышение устойчивости полимерной композиции к воздействию агрессивных сред.

Разработанная полимерная композиция обладает хорошими технологическими свойствами, легко перерабатывается на существующем оборудовании, готовые изделия будут отличаться высокой стойкостью к кислородному старению, улучшенными физико-механическими показателями, стойкостью к агрессивным средам.

Полимерные композиции, изготовленные по предлагаемой рецептуре, могут применяться для изготовления резинотехнических изделий специального назначения, работающих в контакте с агрессивными средами, испытывающих повышенный износ в результате фрикционной нагрузки.

Способ поясняется следующими примерами

Пример 1.

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,24021 кг (24,021 мас. %) каучук СКИ-3; 0,06005 кг (6,005 мас. %) каучук СКД; 0,1802 кг (18,02 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01802 кг (1,802 мас. %) окись цинка; 0,00601 кг (0,601 мас. %) сера техническая; 0,00300 кг (0,300 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01201 кг (1,201 мас. %) кислота стеариновая; 0,06005 кг (6,005 мас. %) углерод технический П234; 0,2402 кг (24,02 мас. %) углерод технический П514; 0,06005 кг (6,005 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00009 кг (0,009 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01201 кг (1,201 мас.%) ацетонанил Н; 0,01802 кг (1,802 мас. %) воск ЗВП; 0,03003 кг (3,003 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,06005 кг (6,005 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.

Пример 2.

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,20880 кг (20,880 мас. %) каучук СКИ-3; 0,06960 кг (6,960 мас. %) каучук СКД; 0,18560 кг (18,560 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01856 кг (1,856 мас. %) окись цинка; 0,00813 кг (0,813 мас. %) сера техническая; 0,00812 кг (0,812 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01160 кг (1,160 мас. %) кислота стеариновая; 0,06960 кг (6,960 мас. %) углерод технический П234; 0,23200 кг (23,200 мас. %) углерод технический П514; 0,05799 кг (5,799 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00008 кг (0,008 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01160 кг (1,160 мас. %) ацетонанил Н; 0,01856 кг (1,856 мас. %) воск ЗВП; 0,03016 кг (3,016 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,06960 кг (6,960 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученную резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.

Пример 3.

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,18866 кг (18,866 мас. %) каучук СКИ-3; 0,07547 кг (7,547 мас. %) каучук СКД; 0,18867 кг (18,867 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01887 кг (1,887 мас. %) окись цинка; 0,00943 кг (0,943 мас. %) сера техническая; 0,01132 кг (1,132 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01132 кг (1,132 мас. %) кислота стеариновая; 0,07547 кг (7,547 мас. %) углерод технический П234; 0,22827 кг (22,827 мас. %) углерод технический П514; 0,05660 кг (5,660 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00007 кг (0,007 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01132 кг (1,132 мас. %) ацетонанил Н; 0,01887 кг (1,887 мас. %) воск ЗВП; 0,03019 кг (3,019 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,07547 кг (7,547 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученную резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, полимерная композиция, изготовленная согласно рецептуре по примеру 2, имеет наилучшие показатели и позволяет: улучшить физико-механические свойства резин, обеспечить устойчивость полимерной композиции к воздействию агрессивных сред.

Полимерная композиция для изготовления резинотехнических изделий, включающая синтетический изопреновый каучук, синтетический бутадиеновый каучук, синтетический бутадиенстирольный каучук, окись цинка, серу техническую, сульфенамид Ц, стеариновую кислоту, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6, битум нефтяной щелочной при следующем соотношении, мас. %:

синтетический каучук изопреновый	18,7-24,021
синтетический каучук бутадиеновый	6,005-7,547
синтетический каучук бутадиенстирольный	18,02-18,87
окись цинка	1,802-1,88;
сера техническая	0,601-0,943
сульфенамид Ц	0,300-1,132
кислота стеариновая	1,201-1,132
углерод технический П234	6,005-7,547
углерод технический П514	22,64-24,02
стекло молотое фракции 50-100 мкм	5,660-6,005
смесь фуллеренов фракции С50-С92	0,001-0,015
ацетонанил Н	1,132-1,201
воск ЗВП	1,802-1,887
масло нефтяное ПН6	3,003-3,019
битум нефтяной щелочной	6,005-7,547