ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ АКРИЛАТНОГО КАУЧУКА ПОВЫШЕННОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ Российский патент 2007 года по МПК C08L33/08 C08L9/02 C08K13/02 C08K3/06 C08K3/20 C08K5/09 C08K5/17 

Изобретение может быть использовано для производства резиновой смеси на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, применяемой для изготовления резинотехнических изделий, работоспособных при температурах до 150°С, повышенной износостойкости.

Вулканизуемые резиновые смеси на основе акрилатного каучука характеризуются комплексом свойств: теплостойкостью, стойкостью к действию различных типов масел и смазок, особенно сульфидных, света и озоностойкостью.

Благодаря комплексу свойств акрилатный каучук используется для изготовления уплотнителей и прокладок коробки передач, трансмиссионных сцеплений, ремней, конвейерных лент, рукавов высокого давления, маслостойких шлангов, теплозащитных покрытий.

Однако акрилатные каучуки, наряду с комплексом уникальных свойств, имеют и некоторые недостатки - относительно низкую износостойкость, прочность при растяжении, морозостойкость, высокую степень набухания в маслах соединений ароматического ряда [1].

Известна резиновая смесь [2] на основе акрилатного каучука, включающая вулканизующий агент - блокированный диамин в количестве 2,0-10,0 мас.ч., минеральный наполнитель в количестве 25,0-100,0 мас.ч., антиадгезив в количестве 1,0-3,0 мас.ч. Дополнительно резиновая смесь может содержать вулканизующий агент - четвертичное аммониевое основание в количестве не более 4,0 мас.ч., или технический углерод в количестве не более 80,0 мас.ч., или пластификатор в количестве не более 20,0 мас.ч., или антиоксидант в количестве не более 4,0 мас.ч. для улучшения стабильности технологических свойств и вулканизатов в процессе хранения и переработки.

Недостатком известной резиновой смеси на основе акрилатного каучука, обладающей стабильностью технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, является высокое значение относительной остаточной деформации сжатия, недостаточный уровень значений показателей: износостойкость, прочность при разрыве, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда.

Задача настоящего изобретения направлена на снижение относительной остаточной деформации сжатия и увеличение уровня значений показателей: износостойкость, прочность при растяжении, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда резиновой смеси, используемой для изготовления изделий, работающих в паре трения: колец, манжет, приводных ремней.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, вулканизующие агенты, активатор вулканизации, ускорители вулканизации, минеральный наполнитель, технический углерод, антиадгезив, антиоксидант, пластификатор, антискорчинг при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

акрилатный каучук50,0-90,0частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук10,0-50,0вулканизующая система акрилатного каучука: четвертичное аммониевое основание2,0-6,0стеарат металлов2,0-8,0вулканизующий агент гидрированного бутадиен - нитрильного каучука: сера0,5-1,5ускорители вулканизации:0,5-2,5активатор вулканизации гидрированного бутадиен -нитрильного каучука: оксид цинка3,0-5,0технический углеродне более 80,0минеральный наполнительне более 80,0пластификаторне более 5,0антиадгезив1,0-3,0антиоксидантне более 4,0антискорчинг0,1-1,0

В предлагаемой смеси могут использоваться акрилатные каучуки марок: Ну Temp 4053EP фирмы ZEON Chemicals, Европрен AR фирмы Enichem, Крайнак (Канада), Nipol AR фирмы Nippon Zeon и частично гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки марок: Terban фирмы Bayer, Торнак фирмы Polysar, Zetpol фирмы Zeon с остаточным содержанием двойных связей от 1,0 до 5,5%.

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

С целью усиления резиновых смесей могут быть использованы следующие марки активных и малоактивных наполнителей: технический углерод П-234, П-324, П-514, П-803.

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

В качестве ускорителей вулканизации могут использоваться: сульфенамид Ц, альтакс, каптакс, тиурам Д [3, 4, 5].

Отличительным признаком предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси является использование частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, стеарата металла, серы, ускорителей вулканизации, активатора вулканизации - оксида цинка и антискорчинга.

Процесс смешения резиновых смесей осуществляется на вальцах См 2130 660/660 при последовательном вводе компонентов. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 35 до 45 минут. Возможно использование других традиционных методов смешения.

Изобретение поясняется примерами 1-8, составы которых представлены в таблице 1. Физико-механические показатели резиновых смесей на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука приведены в таблице 2.

Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 263-93 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 151°С х 30 минут.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь с использованием частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, стеарата металла, серы, ускорителей вулканизации, активатора вулканизации - оксида цинка и антискорчинга обеспечивает снижение относительной остаточной деформации сжатия и увеличение уровня значений показателей: износостойкость, прочность при разрыве, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда резиновой смеси.

Резиновая смесь на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука благодаря высокой износостойкости, прочности, морозостойкости, удовлетворительной стойкости к действию агрессивных сред ароматического ряда используется для изготовления изделий, работающих в паре трения: колец, манжет, приводных ремней.

Источники информации.

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

2. Патент RU 2221822 С2, 20.01.2004, Бюл. № 2.

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

4. Тематический обзор. Гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки. Свойства. Рецептуростроение. Применение. М., 1991.

5. Аналитическая обзорная информация. Современное состояние и приоритеты развития мирового производства неформовых и формовых РТИ. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1999.

Таблица 1.Составы резиновых смесей№ п/пНаименование материаловПримеры, мас.ч.ИзвестныйПредлагаемые123456781Акрилатный каучук Ну Temp 4053 ЕР100,090,080,070,050,090,070,050,080,02Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук Terban С3446-10,020,030,050,010,030,050,020,03Вулканизующий агент - дисперсия комплекса 4,4'-диаминофенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате2,0--------4Вулканизующий агент - четвертичное аммониевое основание4,06,06,04,02,06,04,06.06,05Вулканизующий агент - стеарат натрия-8,06,04,02,06,06,02,04,06Сера-0,50,51,01,51,50,51,00,57Ускорители вулканизации:          - тиурам-0,51,01,00,10,51,01,50,5 -сульфенамид--1,01,00,1-1,01,0- - альтакс---0,5----- - каптакс----0,5----8Активатор вулканизации: оксид цинка 3,03,05,05,03,05,05,03,09Углерод технический-60,040,040,040,0-60,080,0-10Минеральный наполнитель: двуокись кремния60,0----60,0--80,011Пластификатор: дибутилфталат --5,03,0----12Антиадгезив:          - стеариновая кислота2,03,02,01,01,02,01,02,02,013Антиоксидант:агидол---2,02,04,0-4,0-14Антискорчинг:дуслин Р-1,00,50,50,10,50,50,51,0 Общее время смешения, мин404035354540404545

Таблица 2.Физико-механические показатели резиновых смесей на основе акрилатного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука№ п/пНаименование показателейИзвестныйПредлагаемые варианты123456781Условная прочность при растяжении, МПа10,212,012,913,515,510,713,813,510,92Относительное удлинение при разрыве, %1401702002502502202001501703Твердость по Шору А, усл.ед.6270657068507880654Сопротивление истиранию, Дж/мм³3,64,56,77,810,55,39,111,35,55Температурный предел хрупкости, °С-30-42-45-46-48-42-46-47-436Изменение после воздействия изооктан + толуол (70:30), %          - массы40,236,934,833,730,537,233,931,533,7 - объема65,449,948,746,541,051,347,143,447,97Относительная остаточная деформация
Сжатия (150°х24чх20%), %          65,045,551,453,555,652,748,454,855,3          

Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе акрилатного и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков, используемой для изготовления изделий, работоспособных при температурах до 150°С, повышенной износостойкости, и может использоваться в производстве резинотехнических изделий - колец, манжет, приводных ремней, работающих в паре трения при повышенных температурах. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости включает минеральный наполнитель, технический углерод, антиоксидант, пластификатор, частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, четвертичное аммониевое основание, стеарат металла, серу, ускорители вулканизации, оксид цинка, антиадгезив, антискорчинг. Резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости позволяет увеличить уровень значений показателей: износостойкость, прочность при растяжении, морозостойкость, стойкость к действию агрессивных сред ароматического ряда. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука повышенной износостойкости, включающая четвертичное аммониевое основание, антиадгезив, частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с остаточным содержанием двойных связей 1,0-5,5%, стеарат металлла, серу, ускорители вулканизации, активатор вулканизации - оксид цинка, антискорчинг, минеральный наполнитель или технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук70,0-90,0Частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с остаточным содержанием двойных связей 1,0-5,5%10,0-30,0Четвертичное аммониевое основание4,0-6,0Стеарат металла4,0-8,0Сера0,5Ускорители вулканизации0,5-2,0Активатор вулканизации - оксид цинка3,0-5,0Антиадгезив1,0-3,0Антискорчинг0,1-1,0Технический углерод40,0-60,0или Минеральный наполнитель80,02

Акрилатный каучук50,0-70,0Частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с остаточным содержание двойных связей 1,0-5,5%30,0-50,0Четвертичное аммониевое основание2,0-4,0Стеарат металла2,0-4,0Сера1,0-1,5Ускорители вулканизации2,5Активатор вулканизации - оксид цинка5,0Антиадгезив1,0Антискорчинг0,5-1,0Пластификатор3,0-5,0Антиоксидант2,0Технический углерод40,0

Акрилатный каучук50,0-90,0Частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с остаточным содержание двойных связей 1,0-5,5%10,0-50,0Четвертичное аммониевое основание6,0Стеарат металла2,0-6,0Сера1,0-1,5Ускорители вулканизации0,5-2,5Активатор вулканизации - оксид цинка3,0-5,0Антиадгезив2,0Антискорчинг0,5Технический углерод80,0или Минеральный наполнитель60,0Антиоксидант4,0