РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C08L15/02 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/22 C08K3/36 

Изобретение относится к резиновым смесям на основе хлорсодержащего каучука и может быть использовано для производства изделий, подвергающихся знакопеременным нагрузкам, например, клиновых ремней для автомобильного, сельскохозяйственного транспорта и других машин и механизмов, требующих передачи усилий.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе хлорсодержащего каучука хлоропренового наирита ДСР, содержащая оксид магния, оксид цинка, техуглерод, дибутилфталат, синтетическую жирную кислоту фракции C₁₇-C₂₀, битум, противостаритель, используемая для изготовления слоев сжатия и растяжения клиновых ремней [1]
Недостатком известной резиновой смеси является недостаточно высокое сопротивление раздиру и невысокая стойкость к топливам и маслам вулканизатов на ее основе.

Предлагаемое техническое решение позволяет получать вулканизаты с повышенными эксплуатационными характеристиками и работающие в условиях топлив и масел.

Это достигается путем использования резиновой смеси на основе хлорсодержащего каучука, включающей оксид металла, наполнитель технический углерод, противостаритель, пластификатор, технологические добавки, которая в качестве хлорсодержащего каучука содержит композиционно-однородный терполимер бутадиена, акрилонитрила, винилиденхлорида с содержанием звеньев бутадиена - 64-70% акрилонитрила 14-16% винилиденхлорида 14-20% дополнительно -кремнекислотный наполнитель, серу и ускоритель вулканизации при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Указанный терполимер 100
Оксид металла 3-10
Сера 0,3-1,0
Технический углерод 80-100
Кремнекислотный наполнитель 10-15
Ускоритель вулканизации 0,3-1,5
Потивостаритель 1,5-6,0
Пластификатор 10-15
Технологические добавки 6-8
Применение резиновой смеси на основе композиционнооднородного терполимера бутадиена, акрилотнитрила и винилиденхлорида для изготовления вулканизатов с повышенными показателями сопротивления раздиру, набуханию в топливах и маслах и работающих в условиях воздействия топлив и масел в литературе не описано.

Использование терполимера с содержанием бутадиена менее 64% или более 70% акрилонитрила менее 14% и более 16% винилиденхлорида менее 14% и более 20% приводит к ухудшению достигаемых результатов.

Повышение содержания акрилонитрила и винилиденхлорида в терполимере приводит к снижению динамической выносливости при повышении масло-бензостойкости вулканизатов на его основе. Увеличение содержания бутадиена в терполимере приводит к снижению сопротивления раздиру и масло-бензостойкости при повышении динамической выносливости вулканизатов на его основе.

Композиционно-однородный терполимер бутадиена, акрилонитрила и винилиденхлорида с содержанием звеньев 64-70 мас. 14-16 мас. и 14-20 мас. соответственно, получают радикальной сополимеризацией мономеров в присутствии эмульгатора (алкилсульфоната натрия, или щелочных мыл диспропорционированной канифоли, или смеси щелочных мыл канифоли и синтетических жирных кислот), радикального инициатора (гидроперекиси изопропилциклогексилбензола), железотрилонового комплекса и ронгалита, регулятора молекулярной массы (третичного додецилмеркаптана) при температуре 5±2^oC с дробной подачей акрилонитрила по ходу процесса сополимеризации (56-85 мас. в начале процесса, 10-33 мас. при конверсии мономеров 20-30 мас. и 5-11 мас. при конверсии мономеров 40-55 мас.), чем достигается композиционная однородность терполимера однородность по составу и микроструктуре.

Сополимеризацию ведут до конверсии мономеров 65-70 мас. затем подают стоппер диметилдитиокарбамат натрия в виде 1%-ного водного раствора.

Незаполимеризовавшиеся мономеры удаляют из латекса отгонкой под вакуумом с водяным паром.

Латекс после заправки стабилизатором (агидолом-2) коагулируют раствором хлористого кальция, каучук промывают водой при температуре 40-60^oC для отмывки примесей, отжимают в экспеллере до содержания остаточной влаги 5-7 мас. и сушат при температуре 80-100^oC.

В качестве вулканизующего агента целесообразно применение серы; оксидов металлов оксида цинка и оксида магния; ускорителя вулканизации - тетраметилтиурамдисульфида, дифенилгуанидина, N-циклогексилсульфенамида, 2,2¹-дибензтиазолдисульфида и др. пластификатора дибутилфталата, дибутилсебацината, диоктилфталата, эфира Л-3-7 и др. технологических добавок стеариновой кислоты, синтетических жирных кислот фракции C₁₇-C₂₀, битума, резорцина, N-нитрозодифениламина и др. кремнекислотного наполнителя белой сажи марок ВС-50, ВС-100, аэросила А-175 и др. противостарителя фенил-бета-нафтиламина, N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамина, агидола-2 и др. а также эпоксидной смолы типа ЭД-2; наполнителя технического углерода марок Т900, П701, П514, П324 и др.

В табл. 1 приведен состав резиновых смесей для изготовления клиновых ремней на основе композиционно-однородного терполимера бутадиена, акрилонитрила и винилиденхлорида. Для сравнения приведен состав резиновых смесей на основе хлоропренового каучука наирита ДСР (прототип).

В табл. 2 приведены свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе известной и предлагаемой смеси по примерам.

Резиновые смеси готовят по традиционной технологии резиновой промышленности при 35±5^oC в течение 30±2 мин. Технологические показатели резиновых смесей и физико-механические показатели вулканизатов определяют по действующим ГОСТам [1,2]
Как видно из приведенных в табл. 2 данных, преимуществом предлагаемой резиновой смеси является повышенное сопротивление раздиру, набуханию в агрессивной стандартной жидкости СЖР-2, используемой для оценки масло-бензостойкости резин. Предлагаемая резиновая смесь обеспечивает некоторое повышение стойкости к сопротивлению образованию трещин и снижению температуры на поверхности резин. По другим показателям предлагаемые резиновые смеси находятся примерно на одном уровне с известной.

Достигнутые результаты ведут к повышению эксплуатационных свойств клиновых ремней и увеличению срока их службы.

Использование: производство изделий, подвергающихся знакопеременным нагрузкам, в клиновых ремнях для автомобильного, сельскохозяйственного транспорта и других механизмов, требующих передачи усилий. Техническая сущность: готовят резиновую смесь по традиционной технологии. Смешивают компоненты, мас. ч. : композиционно-однородный терполимер 64-70 мас.% бутадиена, 14-16 мас. % акрилонитрила и 14-20 мас.% винилиденхлорида - 100, оксид металла - 3-10, серу - 0,3-1,0, технический углерод - 80-100, кремнекислотный наполнитель - 10-15, ускоритель вулканизации - 0,3-1,5, противостаритель - 1,5-6,0, пластификатор - 10-15, технологические добавки - 6-8. Термополимер получают радикальной сополимеризацией с дробной подачей акрилонитрила по ходу процесса. Характеристика смеси и вулканизатов: вязкость по Муни при 100^oC - 50-70 усл. ед, условная прочность при растяжении - 10,7-12,4 МПа, относительное удлинение - 460-690%, сопротивление раздиру - 60-67 кН/м, изменение массы вулканизата после набухания в стандартной жидкости СЖР-2 при 100^oC, 24 ч - 0,8-1,8%, температура поверхности образца резины - 88-103^oC, сопротивление образованию трещин, метод A-2,0•10⁵-3,9•10⁵ - 3,84•10⁵-4,6•10⁵ циклов, разрастание трещин до 6-й степени - 10⁶ циклов, прочность связи - 29-32 кгс/см³, ходимость ремней (14х10-937) - 50-83 ч. 2 табл.

Резиновая смесь на основе хлорсодержащего каучука, включающая оксид металла, технический углерод, противостаритель, пластификатор, технологические добавки, отличающаяся тем, что смесь содержит в качестве хлорсодержащего каучука композиционно-однородный терполимер бутадиена, акрилонитрила и винилиденхлорида с содержанием звеньев 64 70, 14 16 и 14 20 мас. соответственно и дополнительно кремнекислотный наполнитель, серу и ускоритель вулканизации при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Указанный терполимер 100
Оксид металла 3 10
Сера 0,3 1,0
Технический углерод 80 100
Кремнекислотный наполнитель 10 15
Ускоритель вулканизации 0,3 1,5
Противостаритель 1,5 6,0
Пластификатор 10 15
Технологические добавки 6 8.