КАУЧУКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗИНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1999 года по МПК C08L7/00 C08K13/02 C08L7/00 C08L9/00 C08L9/06 C08L23/08 

Изобретение относится к каучуковой смеси для изготовления резиновых изделий (вулканизаторов) с возможностью их использования при низких температурах, а именно даже в экстремальных климатических условиях, с маслостойкостью, ограниченной подверженностью к кристаллизации и высокой динамической предельной допускаемой нагрузкой на основе натурального каучука, в частности натурального каучука, содержащего стабилизатор вязкости, и обычных ингредиентов смеси, таких, как наполнители, умягчители, противостарители, "сшивающие" средства, окись цинка, а также при необходимости другие добавки.

При поставке пассажирских вагонов дальнего следования в бывший СССР заказчики требуют, чтобы каждый второй вагон был оснащен 32 kw - устройством генерирования электроэнергии (ток для кондиционирования холодного воздуха). Каждое такое устройство генерирований электроэнергии включает в себя осевой механизм (с двумя резиновыми соединительными муфтами, так называемыми резиновыми центрирующими конусными муфтами), карданный вал, высокоупругую добавочную муфту и генератор. Резиновая добавочная соединительная муфта соединяет карданный вал с генератором. Пассажирские вагоны дальнего следования с вышеназванным устройством генерирования электроэнергии и вместе с тем также резиновые соединительные муфты должны быть функционально способными даже при наружной температуре, равной -60^oC.

Резиновые материалы, из которых сделаны муфты, должны как можно меньше кристаллизоваться. Наряду с таким сильным воздействием холода резиновые муфты подвергаются воздействию масла, которое, однако, не следует считать постоянным. Для выполнения одновременно всех требований, а именно: возможности использования при низких температурах, маслостойкости, ограниченной подверженности кристаллизации и высокой динамической предельной допускаемой нагрузки - до сих пор не было подходящих резиновых материалов.

При получении каучуковой смеси из различных типов эластомеров необходимо учитывать их совместимость в полимерных смесях. Если невозможно добиться желаемых свойств вулканизата с помощью одного эластомера, очень важно приготовить термодинамически совместимую смесь эластомеров, которая оптимально обладала бы всеми необходимыми свойствами. Использование такой каучуковой смеси представляет собой компромиссное решение. Кроме того, такая смесь полимеров должна быть способна к "сшиванию".

Способная к "сшиванию" каучуковая смесь на основе натурального каучука известна. , например, из следующих источников: US-A-3 342 660; BE-A-698 519; GB-A-2 004 286; Chemical Patents Index, Dokumentation Abstracts Journal (Section Ch. , Week 9128, 11 September 1991, Derwent Publications Ltd, London, GB; Class A, Page 412, AN 91-203 142).

Известные до сих пор каучуковые смеси на основе натурального каучука не удовлетворяют, однако, вышеназванной совокупности требований. Так, например, в последнем из указанных источников. Chemical Patents Index, представлена каучуковая смесь, которая содержит эпоксидированный натуральный каучук и подходит для применения в области низких температур, однако не удовлетворяет всем требованиям.

Каучуковая смесь согласно изобретению на основе натурального каучука, в частности натурального каучука, содержащего стабилизатор вязкости в сочетании с дополнительными полимерными материалами согласно отличительным признакам п. 1 формулы (вариант смеси N 1) или п. 2 (вариант смеси N 2) представляется теперь в распоряжении как смесь полимеров, которая удовлетворяет вышеназванным требованиям или условиям.

Относительно этих двух вариантов смеси целесообразно применять следующие параметры:
Вариант смеси N 1:
1,4-полибутадиен
Количество - 10-15 вес.%
цис-часть - более 90%
Эпоксидированный натуральный каучук
Количество - 10-15 вес.%
Степень эпоксидирования - около 50%
Вариант смеси N 2:
Бутадиен-стирольный каучук
Количество - 5-10 вес.%
Этилен-акрилатный каучук
Количество - 10-15 вес.%
Каучуковые смеси согласно изобретению применяют, в основном, для изготовления формованных изделий из резины или комбинированных изделий из резины и металла и/или пластмассы, в частности, соединительных муфт для рельсового подвижного состава.

В последующей экспериментальной части описания представлены рецептура (табл.1) и результаты опытов (табл. 2). При этом А представляет условную рецептуру, В (смесь N 1) и С (смесь N 2) - заявленную рецептуру.

Идеально, если Gr₁₄ = 1,0, т.е. никакой жесткости после 14-дневного содержания муфты при температуре -25^oC. На практике этого, однако, не бывает, т. к. все материалы (резина) при нахождении на морозе более или менее сильно кристаллизуются. По опыту следует указать значения, равные приблизительно 3,0, в качестве ограниченных кристаллизационных свойств. Проверка известных до сих пор соединительных муфт, которые были названы как "устойчивые к сильным морозам", выявила значение Gr₁₄ равное приблизительно 8, т.е. соединительная муфта является непригодной для дальнейшей службы.

Описывается каучуковая смесь для получения резиновых изделий, обладающая возможностью использования при низких температурах, маслостойкостью, незначительной склонностью к кристаллизации и высокой динамической предельной допускаемой нагрузкой, на основе натурального каучука, содержащего стабилизатор вязкости, включающая наполнители, мягчители (пластификаторы), противостарители, средства сшивки, окись цинка и другие добавки, а также 1,4-полибутадиен, с цис-частью более 90% и эпоксидированный натуральный каучук при следующем соотношении компонентов, мас. %: натуральный каучук, содержащий стабилизатор вязкости, наполнители, мягчители (пластификаторы), противостарители, средства сшивки, окись цинка и другие добавки 40-90; 1,4-полибутадиен с цис-частью более 90% 5-30; эпоксидированный натуральный каучук 5-30. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Каучуковая смесь для получения резиновых изделий, обладающая возможностью использования при низких температурах, маслостойкостью, незначительной склонностью к кристаллизации и высокой динамической предельной допускаемой нагрузкой, на основе натурального каучука, содержащего стабилизатор вязкости, включающая наполнители, мягчители (пластификаторы), противостарители, средства сшивки, окись цинка и другие добавки, а также 1,4-полибутадиен с цис-частью более 90% и эпоксидированный натуральный каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Натуральный каучук, содержащий стабилизатор вязкости, наполнители, мягчители (пластификаторы), противостарители, средства сшивки, окись цинка и другие добавки - 40 - 90
1,4-Полибутадиен с цис-частью более 90% - 5 - 30
Эпоксидированный натуральный каучук - 5 - 30
2. Каучуковая смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит 10 - 15 мас.% 1,4-полибутадиена и 10 - 15 мас.% эпоксидированного натурального каучука. 3. Каучуковая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в эпоксидированном натуральном каучуке эпоксидированы примерно 50% двойных связей. 4. Каучуковая смесь для изготовления резиновых изделий, обладающая возможностью их использования при низких температурах, маслостойкостью, незначительной склонностью к кристаллизации и высокой динамической предельной допускаемой нагрузкой на основе натурального каучука, содержащего стабилизатор вязкости, включающая наполнители, мягчители (пластификаторы), противостарители, средства сшивки, окись цинка и другие добавки, а также бутадиен-стирольный каучук и этилен-акрилатный каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Натуральный каучук, содержащий стабилизатор вязкости, наполнители, мягчители (пластификаторы), противостарители, средства сшивки, окись цинка и другие добавки - 50 - 90
Бутадиен-стирольный каучук - 5 - 20
Этилен-акрилатный каучук - 5 - 30
5. Каучуковая смесь по п.4, отличающаяся тем, что она содержит 5 - 10 мас.% бутадиенстирольного каучука. 6. Каучуковая смесь по п.4, отличающаяся тем, что она содержит 10 - 15 мас.% этиленакрилатного каучука. 7. Каучуковая смесь по пп.1 - 6, отличающаяся тем, что она предназначена для изготовления формованных резиновых изделий или комбинированных изделий из резины и металла и/или пластмассы, в особенности для рельсового подвижного состава.

Приоритет по пунктам:
05.11.91 - по пп.1 - 7;
28.04.92 - по пп.1 - 4, 6.