РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ХЛОРОПРЕНОВОГО КАУЧУКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЛАНГОВЫХ ОБОЛОЧЕК КАБЕЛЯ Российский патент 1996 года по МПК H01B3/28 

Данное изобретение относится к кабельной промышленности, в частности, к разработке резиновой смеси на основе полихлоропренового каучука для изготовления шланговых оболочек судовых и шахтных кабелей.

Известны резиновые смеси на основе хлорсульфированного полиэтилена, используемые, в частности, и для изготовления шланговых оболочек, содержащие в качестве ускорителя вулканизации этилентиомочевину /1/. Вулканизаты, полученные из этих смесей, имеют неудовлетворительные физико-механические показатели.

Известна резиновая смесь на основе хлоропренового каучука для изготовления шланговых оболочек кабелей, включающая оксид цинка, оксид магния, ускоритель вулканизации каптакс, противоиспаритель, пластификатор, минеральный и органический наполнители /2/. Однако, известная резиновая смесь содержит импортный ускоритель вулканизации этилентиомочевину (роданин С-62), который не выпускается отечественной промышленностью, и кроме того, в настоящее время этот ускоритель вулканизации не рекомендуется применять в промышленности из-за высокой токсичности и канцерогенности /3/.Также же резиновая смесь имеет повышенную усадку и низкую скорость шприцевания при плохом качестве поверхности при экструзии и недостаточно высокую стойкость к набуханию в масле один из основных показателей для оценки качества данных оболочек. Поставленная задача состояла в создании резиновой смеси для изготовления шланговой оболочки для судовых и шахтных кабелей, обладающей высокой стойкостью к набуханию в среде масла в сочетании со снижением токсичности резиновой смеси при ее изготовлении.

Согласно изобретению, резиновая смесь на основе хлоропренового каучука, включающая оксид цинка, оксид магния, ускоритель вулканизации, противостаритель, пластификатор, минеральные и органический наполнители, в качестве ускорителя вулканизации содержит 5-циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-2-тион(триазинтион) при следующем соотношении компонентов, масс.ч.

хлоропреновый каучук 100,0
оксид цинка 3,0 10,0
оксид магния 3,0 10,0
5-циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-2-тион 0,1 2,0
противостаритель 0,5 1,5
пластификатор 5 20,0
минеральный наполнитель 20,0 100,0
органический наполнитель 20,0 60,0
В качестве хлоропреновых каучуков используют каучуки меркаптанового регулирования (МР ТУ-6-04-161-63).

В качестве вулканизующей системы используют металлооксидную систему, состоящую из оксида цинка и оксида магния.

Оксид цинка (ГОСТ 202-62) порошок белого цвета (T_пл. 1800^oC, размер частиц 0,11 0,30 мк, чистота 99,8% d 5,47 5,66.

Оксид магния (ГОСТ 844 41) тонкий или сверхтонкий порошок (T_пл.^oC), d 3,13 3,65. В качестве противоиспарителя используют соединения аминного типа, в частности фенил-β-нафтиламин (Неозон Д, ГОСТ 39 66) порошок от светло-коричневого до серого цвета (T_пл. 104 108^oC), d 1,23.

В качестве пластификаторов используют углеводородные соединения, такие как стеариновая кислота и парафин, ароматические сложноэфирные, например, дибутилфталат.

Парафин (ГОСТ 784 53) в резиновой промышленности применяют очищенные технические парафины.

Стеариновая кислота (стеарин технический, ГОСТ 6484 53) продукт гидролиза глицеридов.

Дибутилфосфат (ГОСТ 8728 66) сложный эфир н бутилового спирта и ортофталевой кислоты.

2-Меркаптобензтиазол (каптакс, ГОСТ 739 41 порошок желтого цвета, T_пл. 172 174^oC, выполняющий одновременно роль ускорителя вулканизации и химического пластификатора. Этилентиомочевина (роданин C 62, продукт ЧССР) кристаллический порошок белого или желтоватого цвета, T_пл. 383^oC со слабым запахом амина, d 1,42 1,43.

В качестве наполнителей используют минеральные (мел, каолин) и органические (технический углерод) наполнители.

Мел природный обогащенный ГОСТ 12085 66.

Каолин (ГОСТ 3314 63) размер частиц ≈5 мк, pH 7 8.

Технический углерод марки П-803 (ГОСТ 7885 68). 5-циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-2-тион имеет структурную формулу порошок белого цвета, T_пл. 168 170^oC. Продукт получают согласно известным методам, описанным в литературе /4/. Основной метод синтеза замещенных гексагидро-1,3,5-триазин-2-тионов заключается в конденсации тиомочевины или мочевины с альдегидами и аммиаком или первичными алифатическими аминами.

Элементный состав приведен в табл.1
Изобретение иллюстрируют примеры.

На лабораторных вальцах готовят резиновые смеси, состав которого приведен в таблице 2. Для сравнения изготавливают известную резиновую смесь, состав которой также приведен в таблице 2. Образцы резиновых смесей готовят по режиму, принятому на кабельных заводах при изготовлении резиновой смеси марки ШН-40 (РД 16.168-84). Технические свойства резиновых смесей и физико-химические свойства вулканизатов на их основе проверяют в соответствии с действующими ГОСТ: 10722-76, 12585-84, 270 75, 408 78. Результаты испытаний смесей и резин из них приведены в таблице 3. Как следует из данных таблицы 3 при содержании в смеси 5-циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-тиона в количестве 0,1 2,0 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука технологические свойства резиновой смеси значительно улучшаются по сравнению с известной смесью. Так, вязкость по Муни после 5 минут пластификации на вальцах составляет 47 35 условных ед. Муни вместо 50 для известной смеси. Шприцуемость указанных образцов увеличивается до 2,2 3,0 см³/сек вместо 2,1 см³/сек для известной смеси. При снижении содержания триазинтиона ниже 0,25 масс.ч. наблюдается снижение прочностных свойство вулканизатов по сравнению с известной смесью при сохранении технологических свойств на уровне известной смеси.

Следует отметить, что при содержании триазинтиона в пределах 0,25 2,0 масс.ч. наблюдается уменьшение усадки на 8 10% по сравнению с известной смесью и улучшение качества поверхности экструдера ("гладкая" у всех образцов, содержащих триазинтион по сравнению со "слегка шероховатой" у известной), а теплостойкость вулканизатов из предлагаемой смеси сохраняется на уровне вулканизата из известной смеси (см.табл.3).

Важно отметить, что при содержании триазинтиона 0,5 2,0 масс.ч. уменьшается оптимальное время вулканизации резиновых смесей по сравнению с известной смесью и значительно возрастает максимальная скорость вулканизации.

По сравнению с резиной из известной смеси, резина с триазинтионом имеет маслостойкость (меньшее снижение показателей условной прочности при растяжении и относительного удлинения после набухания в машинном масле).

При содержании триазинтиона в количестве 0,5 2,0 масс.ч. увеличивается морозостойкость резин по сравнению с резиной из известной смеси.

Использование: изобретение относится к резиновым смесям, применяемым при изготовлении шланговых оболочек кабелей. Сущность изобретения: резиновые смеси содержат /мас.части/: хлоронепрницаемый каучук 100,0; оксид цинка 3,0 - 10,0; оксид магния 3,0 - 10,0; 5-циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-2-тион 0,1 - 2,0; противостаритель 0,5 - 1,5; пластификатор 5 - 0,20; минеральный наполнитель 20,0 - 100,0, органический наполнитель 20,0 - 60,0. Изобретение позволяет получить оболочки кабелей, обладающих высокой стойкостью к набуханию в среде масла, в сочетании со снижением токсичности при изготовлении смеси. 3 табл.

Резиновая смесь на основе хлоропренового каучука для изготовления шланговых оболочек кабелей, содержащая оксид цинка, оксид магния, ускоритель вулканизации, противостаритель, пластификатор, минеральный и органический наполнители, отличающаяся тем, что она содержит в качестве ускорителя вулканизации 5-циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-2-тион, в качестве противостарителя аминный противостаритель при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Хлоропреновый каучук 100
Оксид цинка 3 10
Оксид магния 3 10
5-Циклогексилгексагидро-1,3,5-триазин-2-тион 0,1 2,0
Аминный противостаритель 0,5 1,5
Пластификатор 5 20
Минеральный наполнитель 20 100
Органический наполнитель 20 60