НЕВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ПОЛИИЗОБУТИЛЕНА Российский патент 2008 года по МПК C08L9/00 C08L23/18 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/34 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к составу невулканизуемой резиновой смеси на основе полиизобутилена марки П-200, и может быть использовано для изготовления прокладочных материалов с высокой стойкостью к действию кислот, щелочей и окислителей, а также листовых антикоррозионных и гидроизоляционных материалов для химического оборудования и строительных сооружений.

Известна невулканизуемая резиновая смесь марки ПСГ на основе полиизобутилена марки П-200 - 100 мас.ч., включающая полуактивный технический углерод марки ДГ-100 - 100 мас.ч. и графит - 100 мас.ч. [см. Справочник резинщика. Материалы резинового производства. М.: Химия, 1971. с.185-186], выбранная в качестве прототипа. В данной резиновой смеси отсутствует каучук СКД-2.

Перед разработчиками была поставлена задача: создать резиновую смесь, обладающую уменьшенной адгезией к рабочим поверхностям резиноперерабатывающего оборудования, повышенными физико-механическими характеристиками по сравнению с прототипом, имеющую более низкую стоимость и обеспечивающую стойкость к действию агрессивным средам не хуже прототипа. В качестве добавок необходимо использовать доступные ингредиенты резиновых смесей.

Задача решается использованием невулканизуемой резиновой смеси на основе полиизобутилена марки П-200, включающей неактивный неорганический наполнитель, отличающейся тем, что дополнительно содержит каучук СКД-2 и, при необходимости, содержит полуактивный технический углерод марки П-514, а в качестве неактивного неорганического наполнителя содержит тальк, каолин или их комбинацию, при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

Полиизобутилен марки П-200100,0Полуактивный технический углерод П-5140,0-10,0Неактивный неорганический наполнитель250,0-370,0Каучук СКД-210,0-20,0

Введение каучука СКД-2 обеспечивает улучшение технологических и эксплуатационных свойств резиновой смеси при сохранении стойкости к действию агрессивных сред. Улучшение технологических характеристик проявляется в уменьшении адгезии смеси к валкам при обработке на стандартном валковом оборудовании (вальцах, каландре), увеличивает пластичность смеси, что позволяет ввести большие количества неактивного неорганического наполнителя, что в свою очередь приводит к снижению стоимости резиновой смеси. Улучшение эксплуатационных свойств выявлено в повышении когезионной прочности резиновой смеси, увеличении относительного и уменьшении остаточного удлинений. Повышение когезионной прочности смеси обеспечивает более гладкую поверхность каландрованного материала и позволяет избавиться от дефекта в виде пузырей на поверхности.

По предлагаемому решению были изготовлены резиновые смеси на основе полиизобутилена марки П-200, включающие неактивный неорганический наполнитель, каучук СКД-2 и полуактивный технический углерод для придания черного цвета.

В качестве полуактивного технического углерода использовали технический углерод марки П-514 (ГОСТ 7885-86).

В качестве неактивного неорганического наполнителя использовали тальк, каолин или их комбинацию.

Определение физико-механических показателей резиновой смеси проводили на разрывной машине РМИ-250 с маятниковым силоизмерителем согласно ГОСТ 270-75 (СТ СЭВ 2594-80). Образцы изготавливали в соответствии с общими требованиями к проведению физико-механических испытаний ГОСТ 269-66 (СТ СЭВ 983-89).

Приготовление резиновых смесей проводили на смесительных вальцах 1500×600/600 в соответствии со следующим режимом:

Разогрев полиизобутилена марки П-2000-10 минВведение каучука СКД-210-20 минВведение каолина и технического углерода20-40 минВведение талька40-70 минГомогенизация смеси70-80 минСнятие смеси с вальцов80-85 минИтого режим смешения85 мин

Пример 1. На вальцах согласно указанному режиму готовят резиновые смеси на основе полиизобутилена марки П-200. Составы смесей приведены в табл.1, смесь 1 по прототипу, смеси 2-6 по предлагаемому техническому решению.

Таблица 1
Состав невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200ИнгредиентСостав, мас.ч.123456Полиизобутилен марки П-200100,0100,0100,0100,0100,0100,0Технический углерод ДГ-100100,0     Графит100,0     Технический углерод П-514 10,010,010,010,010,0Тальк 300,0300,0300,0300,0300,0Каолин 70,070,070,070,070,0Каучук СКД-2 5,010,015,020,030,0

Свойства невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200 приведены в табл.2.

Таблица 2
Свойства невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200ПоказательСмесь1 (прототип)23456Напряжение при удлинении 100%, МПа3,82,86,26,56,86,0Условная прочность при растяжении, МПа4,74,68,68,99,48,2Относительное удлинение при разрыве, %180220260310210190Остаточное удлинение, %757070504040Клейкость по Тель-Так, кПа413840463838Липкость по Тель-Так, кПа293126241210Химическая стойкость к действию:      азотной кислоты (32%)+++++±серной кислоты (50%)+++++±соляной кислоты (33%)+++++±уксусной кислоты (80%)+++++±фосфорной кислоты (30%)+++++±едкого калия (50%)+++++±едкого натра (50%)+++++±ацетона++++++глицерина++++++этилового спирта++++++озона++++++

По данным табл.2 предлагаемые невулканизуемые резиновые смеси обладают более высокими значениями напряжений при удлинении 100%, условной прочности при растяжении, большими относительными, меньшими остаточным удлинениями и липкостью, не уступают по клейкости прототипу.

Пример 2. На вальцах согласно указанному режиму готовят резиновые смеси на основе полиизобутилена марки П-200. Составы смесей приведены в табл.3, смесь 1 по прототипу, смеси 2-6 по предлагаемому техническому решению.

Таблица 3
Состав невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200ИнгредиентСостав, мас.ч.123456Полиизобутилен марки П-200100,0100,0100,0100,0100,0100,0Технический углерод ДГ-100100,0     Графит100,0     Тальк 200,0200,0200,0200,0200,0Каолин 50,050,050,050,050,0Каучук СКД-2 5,010,015,020,030,0

Свойства невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200 приведены в табл.4.

Таблица 4
Свойства невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200ПоказательСмесь1 (прототип)234561234567Напряжение при удлинении 100%, МПа3,84,14,24,24,03,8Условная прочность при растяжении, МПа4,74,24,44,54,54,0Относительное удлинение при разрыве, %180290220190190180Остаточное удлинение, %75120100909080Клейкость по Тель-Так, кПа414243444139Липкость по Тель-Так, кПа293228262018Химическая стойкость к действию:      азотной кислоты (32%)+++++±серной кислоты (50%)+++++±соляной кислоты (33%)+++++±уксусной кислоты (80%)+++++±фосфорной кислоты (30%)+++++±едкого калия (50%)+++++±едкого натра (50%)+++++±ацетона++++++глицерина++++++этилового спирта++++++озона++++++

По данным табл.4 предлагаемые невулканизуемые резиновые смеси не уступают прототипу по значениям напряжений при удлинении 100%, условной прочности при растяжении, остаточному удлинению, клейкости, обеспечивают большие относительные удлинения, меньшую липкость.

Пример 3. На вальцах согласно указанному режиму готовят резиновые смеси на основе полиизобутилена марки П-200. Составы смесей приведены в табл.5, смесь 1 по прототипу, смеси 2-5 по предлагаемому техническому решению.

Таблица 5
Состав невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200ИнгредиентСостав, мас.ч.12345Полиизобутилен марки П-200100,0100,0100,0100,0100,0Технический углерод ДГ-100100,0    Графит100,0    Технический углерод П-514 10,010,010,010,0Каолин 300,0200,0100,00,0Тальк 0,0100,0200,0300,0Каучук СКД-2 5,010,015,020,0

Свойства невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200 приведены в табл.6.

Таблица 6
Свойства невулканизуемых резиновых смесей на основе полиизобутилена марки П-200ПоказательСмесь1 (прототип)2345Напряжение при удлинении 100%, МПа3,86,15,55,84,9Условная прочность при растяжении, МПа4,77,77,27,76,9Относительное удлинение при разрыве, %180210230260270Остаточное удлинение, %75436170102Клейкость по Тель-Так, кПа4142424345Липкость по Тель-Так, кПа2932293027Химическая стойкость к действию:     азотной кислоты (32%)+++++серной кислоты (50%)+++++соляной кислоты (33%)+++++уксусной кислоты (80%)+++++фосфорной кислоты (30%)+++++едкого калия (50%)+++++едкого натра (50%)+++++ацетона+++++глицерина+++++этилового спирта+++++озона+++++

По данным табл.6 предлагаемые невулканизуемые резиновые смеси не уступают прототипу по значениям напряжений при удлинении 100%, условной прочности при растяжении, остаточному удлинению, клейкости, обеспечивают большие относительные удлинения, меньшую липкость.

Использование в больших дозировках неактивных неорганических наполнителей приводит к существенному снижению стоимости резиновых смесей. Вводить каучук СКД-2 менее 10 мас.ч. на 100 мас.ч. полиизобутилена нецелесообразно, так как для резиновых смесей с меньшей дозировкой каучука СКД-2 наблюдается сильное прилипание резиновой смеси к рабочей поверхности валков при смешении на вальцах и меньший уровень физико-механических показателей. Прилипание к поверхности валков характеризуется показателем «липкость», который уменьшается с повышением дозировок каучука СКД-2. Показатель «клейкость» характеризует аутогезионные свойства резиновых смесей и практически не зависит от состава резиновой смеси. Вводить предлагаемую добавку более 20,0 мас.ч. на 100 мас.ч. полиизобутилена нецелесообразно, так как для резиновых смесей с большей дозировкой предлагаемой добавки наблюдается снижение стойкости к агрессивным средам. Указанные результаты достигаются при использовании в составе невулканизуемой резиновой смеси в качестве неактивного наполнителя каолина, талька или их комбинации.

Таким образом, в решении использован доступный ингредиент резиновых смесей, введение которого в резиновую смесь обеспечивает уменьшение адгезии к рабочим поверхностям резиноперерабатывающего оборудования, повышение физико-механических характеристик по сравнению с прототипом, более низкую стоимость и стойкость к действию агрессивным средам не хуже прототипа.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к составу невулканизуемой резиновой смеси на основе полиизобутилена, и может быть использовано для изготовления прокладочных материалов с высокой стойкостью к действию кислот, щелочей и окислителей, а также листовых антикоррозионных и гидроизоляционных материалов для химического оборудования и строительных сооружений. Невулканизуемая резиновая смесь включает, мас.ч.: полиизобутилен П-200 - 100, при необходимости полуактивный технический углерод П-514 - 0-10, неактивный неорганический наполнитель - тальк, каолин или их комбинацию - 250-370, каучук СКД-2 - 10-20. Технический результат состоит в уменьшении адгезии к рабочим поверхностям резиноперерабатывающего оборудования, повышении физико-механических свойств при сохранении стойкости композиции к агрессивным средам, 6 табл.

Невулканизуемая резиновая смесь на основе полиизобутилена П-200, включающая неактивный неорганический наполнитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит каучук СКД-2 и, при необходимости, содержит полуактивный технический углерод П-514, а в качестве неактивного неорганического наполнителя содержит тальк, каолин или их комбинацию при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

полиизобутилен П-200100полуактивный технический углерод П-5140-10указанный неактивный неорганический наполнитель250-370каучук СКД-210-20