КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНОВОГО СОПОЛИМЕРА Российский патент 2005 года по МПК C08L23/16 

Изобретение относится к химии полимеров, а конкретнее к полимерным композициям на основе этиленпропиленового сополимера, и может найти применение в производстве кабелей для погружных нефтенасосов, в химическом и электронном машиностроении, в бытовой технике, при производстве резинотехнических изделий в качестве прокладочных материалов и в других областях народного хозяйства.

Известна композиция на основе этиленпропиленового сополимера, вулканизующего агента (серы), серосодержащего ускорителя (ТМТД), наполнителя, мягчителя, оксида цинка, 1,4-бис(2'-меркаптометиленбензтиазолил)-пиперазина и кремнийсодержащей добавки - олигофенилэтоксисилоксана [авт. свид. СССР 84931, кл.³ 01 В 3/28, 1979].

Такая композиция содержит в своем составе серу и серосодержащий ускоритель вулканизации и не может быть использована в качестве изоляции металлической жилы, так как вызывает ее коррозию.

Кроме того, один из компонентов композиции - 1,4-бис(2-меркапто-метиленбензтиазолил)-пиперазин имеет высокую температуру плавления и поэтому неравномерно распределяется в композиции при ее изготовлении. В промышленности в настоящее время этот продукт не производится. Указанная композиция не обладает маслостойкостью.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции на основе этиленпропиленового сополимера является композиция, содержащая оксид цинка, серу, педикумил пероксид, дегидратированный каолин, олигоорганоциклодисидазан [авт. свид. СССР 992531, кл.³ С 08 L 9/00, 1981].

Недостатками такой композиции является то, что она не обладает маслостойкостью, а олигоорганоциклодисилазан является высокотоксичным продуктом, гидролитически нестабилен, в настоящее время в промышленности не выпускается.

Поставленная задача состояла в разработке композиции, обладающей одновременно следующим комплексом свойств: высокой прочностью, хорошими диэлектрическими характеристиками (в случае изоляционной резины) и, что особенно важно, высокой маслостойкостью.

Для решения поставленной задачи была разработана композиция на основе этиленпропиленового сополимера, оксида цинка, органического пероксида, наполнителя, кремнийсодержащей добавки.

При этом композиция дополнительно содержит соагент вулканизации, выбранный из группы, включающей низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80% (НМПБ), триметилол-пропан-триметакрилат (ТПТМ), хинондиоксим-1,4 (ХДО), триаллилцианурат (ТАЦ); в качестве органического пероксида используется дикумил (ПДК), пероксида, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол (Луперокс F-40) или 1,1-ди-третбутилперокси 3,3,5 триметилциклогексан (Луперокс 231); в качестве кремнийсодержащей добавки винилтри(метокси-этокси)силан (продукт А-172) или полифенилэтоксиси-локсан (ПФЭС) и наполнитель, выбранный из группы, включающей дегидратированный каолин, мел, микротальк, двуокись кремния, техуглерод при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

Этиленпропиленовый сополимер100,0Оксид цинка5,0-20,0Органический пероксид3,0-15,0Соагент вулканизации2,0-20,0Наполнитель100,0-200,0Стеарин0,5-2,0Парафин2,0-10,0Кремнийсодержащая добавка0,5-2,0

Композиция может также содержать 0,5-10,0 мас.ч. парафина и/или

стеарина.

В качестве сополимера может быть использован как двойной этиленпропиленовый сополимер (СКЭП), так и тройной этиленпропилендиеновый каучук (СКЭПТ).

Все компоненты, входящие в состав композиции, являются продуктами, выпускаемыми в промышленности или закупаемыми за рубежом.

Изготовление и переработка композиций проводится на стандартном оборудовании и не вызывает трудностей.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример

Резиновые смеси составов, приведенных в табл.1 (смеси 1-7), готовят следующим образом.

На вальцах при температуре валков 60±5°С развальцовывают этиленпропиленовый сополимер в течение 2 минут, добавляют соагент вулканизации и перемешивают 4 мин. Затем в композицию добавляют продукт А-172 или ПФЭС и перемешивают 2 мин, оксид цинка и стеарин с дальнейшим перемешиванием в течение 3 мин, после чего добавляют наполнитель и парафин. Смесь перемешивают еще 15 мин, после чего добавляют пероксид и перемешивают 2 мин, а затем термостатируют под давлением 100 атм в электропрессе при температуре 163°С в течение 40 мин.

Таблица 1
Состав композицийКомпоненты композицииКоличество, мас.ч1234567ИзвестныйСКЭПТ100100100100100100 100СКЭП      100 Оксид цинка5,05,05,010,20,05,05,06,0НМПБ с содержанием 1,2-зв. 80%15,0       НМПБ с содержанием 1,2-зв. 60% 20,0      НМПБ с содержанием 1,2-зв. 20%  20,0     ТПТМ   2,0  7,0 ТАЦ    8,0   ХДО     10,0  ПДК3,0      3,0Луперокс F-40 10,0 5,0 8,010,0 Луперокс 231  10,0 15,0   Каолин дегидратированный100200   10015090Мел20  80 50  Микротальк  160     Двуокись кремния   20    Техуглерод    100   Стеарин1,51,51,00,51,52,02,0 Парафин2,05,010,02,05,03,02,0 А-1721,01,0  0,5 1,5 ПФЭС  2,01,5 2,0  Сера       0,35Олигоорганоцикло-дисилазан       4,0

Таблица 2
Физико-механические свойства вулканизатовПоказателиКомпозиции1234567ИзвестнаяУсловная прочность при растяжении, МПа9,09,28,37,88,98,010,87,6Относительное удлинение при разрыве, %160150210250110120130500Изменение массы после набухания в индустриальном масле при 100°С 24 ч, %3532405525303085

Таблица 3
Диэлектрические характеристики вулканизатовПоказателиВремя увлажнения при 20°С, суткиКомпозиции123456ИзвестнаяУдельное объемное сопротивление, Ом·мО
73.2.10¹³ 2,3.10¹³4,0.10¹³ 2,5.10¹³3,2.10¹³ 2,7.10¹³3,0.10¹³ 1,0.10¹³3,5.10¹³ 2,7.10¹³3,7.10¹³ 2,0.10¹³3,0.10¹³ 1,0.10¹³Тангенс угла диэлектрических потерь0
70,006 0,0080,006 0,0070,005 0,0070,008
0,0090,007
0,0060,006 0,0070,008 0,009Диэлектрическая проницаемость0
72,5
2,72,4
2,62,4
2,62,6
2,82,4
2,62,4
2,62,6
2,8Электрическая прочность, МВ/м0
732,0
29,532,1
30,831,8
30,529,5
28,733,2
31,631,8
30,229,0
28,2

Из результатов, приведенных в таблицах 2 и 3, следует, что композиции на основе этиленпропиленового сополимера, содержащие в своем составе соагенты вулканизации, выбранные из групп: низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80%, триметалолпропан-триметакрилат, триаллилцианурат, хинондиоксим-1,4; в качестве органического пероксида дикумил пероксид, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол или 1,1-ди-третбутилперокси 3,3,5 триметилциклогексан, наполнители и кремнийорганическую добавку винилтри-(метоксиэтокси)силан или полифенилэтоксисилоксан обладают высокими маслостойкостью и прочностью по сравнению с композицией по прототипу и сохраняют высокие диэлектрические свойства.

Таким образом, предлагаемая композиция обеспечивает получение всего комплекса свойств: высокие физико-механические показатели, диэлектрические свойства и маслостойкость.

Изобретение относится к полимерным композициям и может найти применение в различных областях народного хозяйства, в частности кабельной промышленности. Композиция на основе этиленпропиленового сополимера содержит в качестве органического пероксида дикумил пероксид, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол или 1,1-ди-третбутилперокси 3,3,5 триметилциклогексан, в качестве кремнийорганической добавки - винилтри-(метоксиэтокси)силан или полифенилэтоксисилоксан. Кроме того, композиция дополнительно содержит соагент вулканизации, выбранный из группы, включающей низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80%, триметилолпропан-триметакрилат, триаллилцианурат, хинондиоксим-1,4. Композиция также содержит стеарин, парафин и оксид цинка. Технический результат - высокие физико-механические показатели, маслостойкость и диэлектрические свойства. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Композиция на основе этиленпропиленового сополимера, содержащая оксид цинка, органический пероксид, наполнитель, кремнийорганическую добавку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соагент вулканизации, выбранный из группы, включающей низкомолекулярный полибутадиен с содержанием 1,2-звеньев 20-80%, триметилолпропан-триметакрилат, триаллилцианурат, хинондиоксим-1,4; в качестве органического пероксида дикумил пероксид, бис(третбутил-пероксиизопропил)бензол или 1,1-ди-третбутилперокси-3,3,5-триметилциклогексан, наполнитель, выбран из группы, включающей дегидратированный каолин, мел, микротальк, двуокись кремния, техуглерод, а в качестве кремнийорганической добавки - винилтри(метоксиэтокси)силан или полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Этиленпропиленовый сополимер100,0Оксид цинка5,0-20,0Соагент вулканизации2,0-20,0Органический пероксид3,0-15,0Наполнитель100,0-200,0Стеарин0,5-2,0Парафин2,0-10,0Кремнийорганическая добавка0,5-2,0