СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН Российский патент 1999 года по МПК C08J7/12 C08J7/12 C08L9/00 

Описание патента на изобретение RU2129130C1

Изобретение относится к способам поверхностного модифицирования резин, может быть использовано при изготовлении уплотнительных узлов трения и позволяет уменьшить коэффициент трения и повысить износостойкость резин при трении по металлам.

Наиболее близким является способ модификации вулканизатов на основе ненасыщенных полярных (хлоропреновых) каучуков растворами пирогаллола или пирокатехина в органическом растворителе в соотношении 1:9-19 в течение 1-10 ч с последующей сушкой для удаления растворителя и термообработкой при 100-150oC в течение 1-4 ч. Способ позволяет регулировать поверхностную прочность (твердость) резин в широких пределах (а. с. SU N 1047926, C 08 J 7/12, 1983).

Недостатком данного технического решения является невозможность его использования при работе с другими каучуками и незначительное уменьшение коэффициента трения.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа поверхностного модифицирования резин, позволяющего получать резины с меньшим коэффициентом трения по металлам для использования в уплотнительных узлах трения.

Техническим результатом является увеличение износостойкости резин.

Представленный технический результат достигается способом поверхностного модифицирования резины на основе карбоцепных каучуков, включающим обработку резины раствором реакционноспособного вещества в органическом растворителе в течение 5-7 ч с последующей сушкой до удаления растворителя и термообработкой, причем в качестве реакционноспособного вещества используют 2- меркаптобензтиазол и серу в сочетании с ультрадисперсным порошком твердых смазочных материалов, выбранных из группы: диселенид вольфрама, диселенид молибдена, дисульфид вольфрама и дисульфид молибдена, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Органический растворитель - 100
2-меркаптобензтиазол - 4-5
Сера - 1-2
Указанный ультрадисперсный порошок твердых смазочных материалов - 8-10
при этом термообработку проводят при температуре вулканизации в течение 40-60 мин.

В качестве твердых смазочных материалов использовали ультрадисперсные порошки, выбранные из группы: диселенид вольфрама WSe2, диселенид молибдена MoSe2, дисульфид вольфрама WS2 и дисульфид молибдена MoS2 с размерами частиц от 0,01 до 0,1 мкм, как наиболее эффективные для достижения поставленной цели.

Использование ультррадисперсного порошка, способного образовывать устойчивые ультродисперсии в органическом растворителе, приводит к дополнительному уменьшению коэффициента трения резин по металлу и повышению износостойкости за счет того, что в процессе набухания в растворе реакционноспособного вещества создаются условия для диффузии твердых ультрадисперсных частиц, находящихся во взвешенном состоянии, с поверхности резины в объем за счет транспортировки микрочастиц молекулами дифундирующего растворителя. Последующая сушка приводит к диффундированию на поверхность и испарению растворителя, в то время как молекулы вулканизующей группы и большая часть твердых ультрадисперсных частиц твердых смазочных материалов остаются в поверхностном слое. Последующая термообработка при температуре вулканизации в пределах плато приводит к закреплению ультрадисперсных частиц. Уменьшение коэффициента трения и повышение износостойкости обусловлены тем, что при трении резины по несмазанной металлической поверхности микрочастицы неорганических добавок "вырываются" из резины и образуют "смазку" на границе трения, что, в свою очередь, снижает коэффициент трения и увеличивает износостойкость резины.

Органический растворитель внедряется между макромолекулами вулканизационной сетки и доставляет ультрадисперсный порошок на заданную глубину.

2-меркаптобензтиазол и сера способствуют закреплению ультрадисперсных частиц твердых смазочных материалов в модифицированном слое при последующей сушке резины с выводом растворителя и термообработке при температуре вулканизации в пределах плато.

Способ осуществляется следующем образом.

Приготовление реакционноспособного вещества производится следующим образом: сначала в растворитель добавляют 2-меркаптобензтиазол и серу до полного растворения, а затем при интенсивном перемешивании - ультрадисперсный порошок твердых смазочных материалов до получения устойчивой суспензии.

Обработку резиновых образцов или изделий ведут в растворе реакционноспособного вещества в течение 5-7 часов, что обеспечивает толщину модифицированного слоя. После этого осуществляется сушка до полного удаления растворителя. Далее проводится термообработка при температуре вулканизации (в пределах плато) в течение 40-60 минут. Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами.

Пример 1. В качестве объекта используют вулканизаты резиновой смеси на основе комбинации бутадиен-нитрильных каучуков, используемой для изготовления масло-бензостойких изделий для буровой техники, следующего состава: (мас. ч. на 100 мас. ч. каучука):
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-40М - 80,0
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-18М - 20,0
Тиурам - 2,5
Альтакс - 4,0
Оксид цинка - 5,0
Кумарониденовая смола - 2,0
Неозон "Д" - 2,0
Масло ПН-6 - 4,0
Технический углерод П 803 - 20,0
Технический углерод П 324 - 55,0
Температура вулканизации - 150oC.

Применяется раствор реакционноспособного вещества следующего состава, мас.ч.:
Диоксан - 100,0
2-меркаптобензтиазол - 4,0
Сера - 2,0
Ультрадисперсный порошок твердых смазочных материалов - 8,0
Приготовленным раствором обрабатывают поверхность резиновых образцов в течение 5-7 ч. После этого осуществляют сушку в воздушном термостате при 60-70oC до полного удаления растворителя (постоянной массы). Далее проводят термообработку при 150oC в течение 40-60 мин.

Износостойкость определяют по массовой интенсивности износа
Jg = g/Sn•i,
где g - потеря массы образца при фактической площади контакта Sn на пути трения i.

Коэффициент трения по стали определяют на машине трения типа СМГ-1 по стандартным методикам.

Полученные данные приведены в таблице 1.

Пример 2. Вулканизаты резиновой смеси на основе изопренового, дивинилового и бутадиен-стирольного каучуков для массовых РТИ состава (мас.ч. на 100 мас.ч. каучука):
Изопреновый каучук СКИ-3 - 33,0
Дивиниловый каучук СКД - 33,0
Бутадиен-стирольный каучук СКМС-ЗОАРКМ - 34,0
Сера - 2,0
Сульфенамид Ц - 1,5
Оксид цинка - 3,0
Канифоль - 2,0
Стеарин - 1,0
Смола стирольноиденовая - 3,0
Масло ПН-6Ш - 12,0
Микровоск - 2,0
N-нитрозодифениламин - 0,7
Продукт 4010 A - 1,0
Химол ЭД - 2,0
Техуглерод П 234 - 60,0
Температура вулканизации - 143oC.

Раствор реакционноспособного вещества состава, мас.ч.:
Бензол - 100,0
2-меркаптобензтиазол - 5,0
Сера - 1,0
Ультрадисперсный порошок твердых смазочных материалов - 10,0
Приготовление раствора и режимы обработки аналогичны примеру 1, только температура термообработки 143oC.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый способ поверхностного модифицирования резины обеспечивает наименьший коэффициент трения и минимальный износ при сухом трении по металлам.

Похожие патенты RU2129130C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН 2005
  • Анцупов Юрий Абрамович
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Поляков Павел Владимирович
RU2307842C2
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН 1997
  • Анцупов Ю.А.
  • Лукасик В.А.
  • Поляков П.В.
  • Огрель А.М.
  • Дьяченко М.Н.
RU2129129C1
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН 1997
  • Анцупов Ю.А.
  • Лукасик В.А.
  • Огрель А.М.
  • Жирнов А.Г.
  • Поляков П.В.
  • Дьяченко М.Н.
RU2129128C1
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН 2000
  • Лукасик В.А.
  • Анцупов Ю.А.
  • Огрель А.М.
  • Дьяченко М.Н.
  • Рыжков А.А.
RU2202566C2
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН 1999
  • Анцупов Ю.А.
  • Голованчиков А.Б.
  • Дьяченко М.Н.
  • Жирнов А.Г.
  • Лукасик В.А.
  • Огрель А.М.
  • Семерня Е.П.
RU2169159C2
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ С ИНГРЕДИЕНТАМИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ 2001
  • Комаров С.А.
  • Кокин Н.С.
  • Пухлов Ростислав Николаевич
RU2216555C2
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИНЫ 1986
  • Анцупов Ю.А.
  • Пындак В.И.
  • Лукасик В.А.
  • Поляков П.В.
  • Блох И.М.
  • Тепляков Ю.П.
SU1445159A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ФТОРКАУЧУКА 2002
  • Чапуркин В.В.
  • Кокорина С.В.
RU2232780C2
СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ РЕЗИН 2002
  • Пятов И.С.
  • Назаров В.Г.
RU2230077C2
ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2002
  • Пучков А.Ф.
  • Спиридонова М.П.
  • Рева С.В.
RU2236423C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 129 130 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЗИН

Изобретение относится к способам поверхностного модифицирования резин на основе карбоцепных каучуков, может быть использовано при изготовлении уплотнительных узлов трения и позволяет уменьшить коэффициент трения по металлам и повысить износостойкость резин. Способ заключается в обработке резин раствором реакционноспособных веществ в органическом растворителе с последующей обработкой при температуре вулканизации в течение 40-60 мин, причем в качестве реакционноспособных веществ используют 2-меркаптобензтиазол и серу в сочетании с ультрадисперсным порошком твердых смазочных материалов при концентрации 4-5, 1-2 и 8-10 мас.ч. соответственно и обработку резины осуществляют в течение 5-7 ч. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 129 130 C1

Способ поверхностного модифицирования резины на основе карбоцепных каучуков, включающий обработку резины раствором реакционноспособного вещества в органическом растворителе в течение 5 - 7 ч с последующей сушкой до удаления растворителя и термообработкой, отличающийся тем, что в качестве реакционноспособного вещества используют 2-меркаптобензтиазол и серу в сочетании с ультрадисперсным порошком твердых смазочных материалов, выбранных из группы: диселенид вольфрама, диселенид молибдена, дисульфид вольфрама и дисульфид молибдена, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Органический растворитель - 100
2-Меркаптобензтиазол - 4 - 5
Сера - 1 - 2
Указанный ультрадисперсный порошок твердых смазочных материалов - 8 - 10
при этом термообработку проводят при температуре вулканизации в течение 40 - 60 мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2129130C1

Способ модификации вулканизаторов 1981
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Огрель Адольф Михайлович
  • Анцупов Юрий Абрамович
  • Букалов Валентин Павлович
  • Гальчук Татьяна Николаевна
SU1047926A1
Способ модификации поверхности резиновых изделий 1989
  • Москвичев Александр Николаевич
  • Тумаков Сергей Федорович
  • Воронин Сергей Александрович
  • Дудкина Светлана Юрьевна
  • Чуваткин Николай Николаевич
  • Богуславская Людмила Соломоновна
  • Карташов Александр Викторович
SU1700015A1
Картографический столик 1984
  • Крутских Константин Степанович
SU1449844A1
ПОГРУЖНАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА 2003
  • Брот А.Р.
  • Виноградов Д.Г.
RU2247264C2

RU 2 129 130 C1

Авторы

Анцупов Ю.А.

Лукасик В.А.

Поляков П.В.

Огрель А.М.

Дьяченко М.Н.

Даты

1999-04-20Публикация

1997-03-12Подача