ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ АКРИЛАТНОГО КАУЧУКА Российский патент 2006 года по МПК C08L33/08 

Изобретение может быть использовано для производства резиновой смеси на основе акрилатных каучуков, применяемой для изготовления резинотехнических изделий, работоспособных при температурах до 150°С.

Вулканизуемые резиновые смеси на основе акрилатного каучука характеризуются высокой стойкостью к озону, свету и не изменяют своих свойств при длительном хранении. Благодаря высокой стойкости акрилатного каучука к окислению при повышенных температурах и к действию солнечного света и озона, низкой газопроницаемости, высокому сопротивлению разрастанию порезов при изгибах резиновые смеси широко используются для изготовления различных прокладок, уплотнителей, ремней, теплозащитных покрытий.

Вулканизаты на основе акрилатного каучука устойчивы к действию нефтяных растворителей, животных и растительных масел, их отличительная особенность - стойкость к серосодержащим маслам при высоких температурах. После длительного пребывания в автомобильных маслах при температуре 150°С вулканизаты сохраняют свою эластичность.

Известно, что для получения резин с хорошими физико-механическими свойствами используют различные наполнители, в том числе технический углерод и минеральные наполнители, пластификаторы, антиоксиданты и вулканизующие агенты. В качестве последних наиболее широко применяются триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин, триэтилтриметилентриамин, гексаметилендиамин, гексаметилендиаминокарбамат или -ацетат. Триэтилентетрамин и триэтилтриметилентриамин часто применяются в сочетании с серой, при этом сера является ингибитором окислительных процессов [1].

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой смеси является резиновая смесь [2] на основе акрилатного каучука, включающая вулканизующий агент - четвертичное аммониевое основание в количестве не более 4,0 мас.ч., минеральные наполнители в количестве 25-100 мас.ч., углерод технический в количестве не более 80 мас.ч., антиадгезив в количестве 1-3 мас.ч. антиоксидант в количестве не более 4 мас.ч., пластификатор в количестве не более 20 мас.ч.. Дополнительно резиновая смесь содержит в качестве вулканизующего агента дисперсию комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате в количестве 2-10 мас.ч. для улучшения стабильности технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки.

Недостатком известной резиновой смеси, обладающей стабильностью технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, является высокое значение относительной остаточной деформации сжатия.

Задача настоящего изобретения направлена на снижение относительной остаточной деформации сжатия при сохранении стабильности технологических свойств вулканизуемой смеси в процессе хранения и переработки, высокой тепло-, морозо- и агрессивостойкости резиновой смеси, используемой для изготовления уплотнительных изделий, изготавливаемых способом прямого прессования и литьевого формования.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатных каучуков, включающая вулканизующие агенты, минеральный наполнитель, технический углерод, антиадгезив - стеариновую кислоту, антиоксидант - агидол, пластификатор при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

акрилатный каучук100вулканизующий агент - дисперсия комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате0,5-2вулканизующий агент (четвертичное аммониевое основание)4-10стеарат металлов1-6серане более 1оксид магнияне более 3минеральный наполнительне более 80технический углеродне более 80антиадгезив - стеариновая кислота1-3антиоксидант - агидолне более 4пластификаторне более 5

В предлагаемой смеси могут использоваться акрилатные каучуки следующих марок: Ну Temp 4053EP фирмы ZEON Chemicals, Европрен AR фирмы Enichem, Крайнак (Канада), Nipol AR фирмы Nippon Zeon и другие.

В качестве минеральных наполнителей могут использоваться: мел, тальк, каолин, двуокись кремния, титановые и цинковые белила.

С целью усиления резиновых смесей могут быть использованы следующие марки активных наполнителей: технический углерод П-234, П-324, П-514.

Пластификаторы, представляющие собой сложные эфиры различных спиртов и дикарбоновых кислот, вводятся в резиновую смесь для улучшения обработки и снижения уровня набухания в агрессивных средах [3].

В качестве пластификаторов могут использоваться: дибутилфталат (ДБФ), дибутилсебацинат (ДБС), дибутоксиэтиладипинат (ДБЭА).

Резины на основе акрилатных каучуков стойки к атмосферным воздействиям, озону, окислению, свету, многократным деформациям, газонепроницаемы, имеют хорошие адгезионные свойства, масло-, бензостойки, износостойки.

Отличительным признаком предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси является использование стеарата натрия или цинка, серы и ускорителя вулканизации оксида магния.

Процесс смешения резиновых смесей осуществляется на вальцах См 2130 660/660 при последовательном вводе компонентов. При изготовлении смесей следует избегать предварительной пластикации акрилатного каучука, введение наполнителей осуществляется сразу после роспуска каучука. Вулканизующую систему рекомендуется вводить в конце смешения. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 35 до 40 минут. Возможно использование других традиционных методов смешения.

Изобретение поясняется примерами 1-12, составы которых представлены в таблице 1. Физико-механические показатели резиновых смесей на основе акрилатного каучука приведены в таблице 2.

Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 263-93 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 150°С×30 минут с последующим термостатированием в течение 8 часов при температуре 150°С.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь с использованием в качестве вулканизующей системы - дисперсии комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате, четвертичного аммониевого основания, стеарата металла, серы и ускорителя вулканизации оксида магния обеспечивает снижение относительной остаточной деформации сжатия при сохранении стабильности технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, высокую тепло-, морозо- и агрессивостойкость резиновой смеси и применяется для изготовления уплотнительных изделий.

Высокая стойкость резиновой смеси к серосодержащим маслам при высоких температурах позволяет использовать ее в производстве формовых изделий - уплотнителей, прокладок, мембран и других изделий. После длительного пребывания в автомобильных маслах вулканизаты на основе акрилатных каучуков сохраняют свою эластичность.

Источники информации

1. Энциклопедия полимеров. В.А.Каргин. М.: Советская энциклопедия, 1972.

2. Патент 2221822, РФ, 2001, МПК 7: С 08 L 9/02, 33/08, С 08 К 5/17, 5/19, 5/18, 5/56.

3. Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине. М.: Химия, 1989.

Таблица 1
Составы резиновых смесей.№ п/пНаименование материаловПРИМЕРЫ, мас.ч.ИзвестныйПредлагаемые1234567891011121.Акрилатный каучук Ну Temp 4053 ЕР100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,02Вулканизующий агент -               дисперсия комплекса              4,4'-диаминодифенил-4,00,51,02,00,50,70,51,02,01,00,81,01,5 метана с хлоридом               натрия в диоктилфталате             3Вулканизующий агент -              четвертичное аммониевое-6,04,02,04,02,010,04,06,06,04,04,02,0 основание             4Вулканизующий агент:              стеарат цинка-       2,04,06,0   стеарат натрия-4,06,02,05,02,02,04,0   4,05,05Сера----0,51,00,5-0,5---0,56Ускоритель вулканизации--1,0-3,0-1,0-2,0--1,0- - оксид магния             7Минеральный наполнитель:              двуокись кремния60,0--------80,0--60,0 мел              каолин----------60,0--  -----------60,0-8Углерод технический-60,060,080,060,060,040,060,060,0----9Антиадгезив: стеариновая2,02,01,03,01,02,03,02,02,02,02,02,01,0 кислота             10Антиоксидант: агидол---------3,04,02,02,011Пластификатор: ДБФ---3,0 -5,0- ---- ДБС    5,0         ДБЭА        5,0     Общее время смешения,35404045404040354545454545 мин.             

Таблица 2
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ АКРИЛАТНОГО КАУЧУКА№ п/пНаименование показателейИзвестныйПредлагаемые варианты1234567891011121Условная прочность при растяжении, МПа9,011,511,613,210,511,89,811,611,99,59,09,59,22Относительное удлинение при разрыве, %1701401401201301302001501701602102302103Твердость, ед. ШорА655857606063555660504543454Относительная остаточная деформации при сжатии 20% (150°С×24 ч), %65,024,829,127,327,932,435,032,330,545,548,046,145,05Изменение вязкости, ед. Муни:             1 сутки554345455051434549425047523 сутки584545465051444549425148525 сутки5948474951534447,524552495310 сутки595048515353454752485451546Температурный предел хрупкости, °С-30-36-38-35-36-37-37-36-36-30-32-32-307Изменение после воздействия СЖР-2 (150°×72 ч), - объема, %11,310,89,710,510,09,810,710,310,113,412,513,012,4

Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе акрилатных каучуков, используемых для изготовления уплотнительных резинотехнических изделий, работоспособных в контакте с различными автомобильными маслами при температурах до 150°С. Приготавливают резиновую смесь смешиванием акрилатного каучука с компонентами смеси. Последовательно вводят стеарат натрия или цинка, антиадгезив - стеариновую кислоту и вулканизующий агент - дисперсного компонента 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате и четвертичное аммониевое основание и при необходимости минеральный наполнитель, технический углерод, антиоксидант, пластификатор, серу или оксид магния. Технический результат состоит в снижении относительной остаточной деформации сжатия при сохранении стабильности технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, высокой тепло-, морозо- и агрессивостойкости резиновой смеси, 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука, включающая вулканизующей агент - дисперсию комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате и четвертичное аммониевое основание, антиадгезив - стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стеарат натрия или цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук100Дисперсия комплекса 4,4'-диамино- дифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате0,5-2Четвертичное аммониевое основание4-10Стеарат натрия или цинка1-6Антиадгезив - стеариновая кислота1-3