РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2011 года по МПК C08L23/06 C08L23/20 C08K3/04 C08K3/10 C08K3/22 C08K3/24 C08K5/10 C08K5/13 C08K5/19 H01F1/10 

Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе фторкаучука, используемых для изготовления магнитных эластомеров, работающих в агрессивной среде, и может быть использовано в автомобильной промышленности.

Известны разработки эластичных магнитов, содержащих магнитный наполнитель, полимер, пластификатор и добавки, которые получают по технологии переработки термопластов, при этом гомогенизация смеси осуществляется при перемешивании при температуре 50±5°С до достижения вязкости 100-250 пуаз, а полимерная основа получена в процессе изготовления совмещением через пластификатор термопласта поливинилхлорида с полярным каучуком (Пат. 2316073, МПК⁶ H01F 1/113. Эластичный магнит / Гавриленко Г.Я., Лебедев А.В., №2006120900/09; заявлено 13.06.2006 г.; опубликовано 27.01.2008 г.).

Известна композиция, на основе порошка феррита, содержащая термоэластопласт и модифицирующие добавки, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующих добавок содержит эластомерную составляющую и рубракс. Недостатками данного магнитного материала являются сложность технологии и невысокие магнитные свойства (Пат. 2015583, МПК⁵ H01F 1/113. Эластичный магнитный материал / Бодров С.Г., Михалькова Г.П., Ковалев Н.Ф., Цыпкина И.М., Твердев А.И., Зимин Э.В., Маркова И.Б., №4929946/02; заявлено 22.04.1991 г.; опубликовано 30.06.1994 г.).

Известны эластичные магнитные композиции с повышенной теплостойкостью, где в качестве матрицы используют силиконовый каучук, а в качестве наполнителя гексаферрит бария. Но эти магнитные материалы имеют малую степень наполнения и вследствие низких магнитных свойств используются только в медицине.

Известна магнитная композиция, состоящая из натурального каучука в качестве связующего, олигодиенового углеводорода-пластификатора, тиурама-вулканизатора, магнитного наполнителя - феррита бария и других добавок для придания композиционному материалу необходимых физико-механических характеристик. При этом содержание магнитного наполнителя в композиции составляет 82-90 мас.%. Однако этот эластичный материал, обладая достаточно высоким уровнем магнитных свойств, в настоящее время уже не удовлетворяет возросшим требованиям по теплостойкости (А.с. СССР N1274010, опубликовано 1986 г., МКИ⁶ H01F 1/113).

Увеличение требований по теплостойкости достигается использованием фтористых резин (Нудельман З.Н. Фторкаучуки: основы, переработка, применение. М.: ООО ПИФ РИАС, 2007, 364 с.) - прототип. Однако прочность фтористых резин при введении ферритового наполнителя Nd-Fe-B в качестве наполнителя падает.

Техническим результатом изобретения является увеличение прочности фтористой резины при использовании модифицированного γ-аминопропилтриэтоксисиланом (АГМ-9) порошка Nd-Fe-B в качестве наполнителя резины.

Указанный технический результат достигается путем создания резиновых смесей, в которых в качестве наполнителя используется порошок Nd-Fe-B, модифицированный 4,5÷5% раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана в этиловом спирте.

Пример 1. Получение модифицированного порошка Nd-Fe-B

В работе использовался порошок Nd-Fe-B фракции не более 0,28 мм.

Порошок Nd-Fe-B модифицировался 4,5÷5% раствором АГМ-9 в этиловом спирте.

Для решения поставленной задачи предлагается нанесение на поверхность порошка Nd-Fe-B 4,5÷5% спиртового раствора АГМ-9. После чего его высушивают при температуре 20÷25°С в течение 24÷25 ч.

Пример 2. Получение магнитного эластомера на основе фторкаучука

Изготавливалась резиновая смесь на основе фторкаучука, состоящая из (мас.ч. на 100 частей массы каучука): каучука СКФ-26 - 100,0; ускорителя вулканизации октаэтилтетраамидофосфонийбромида - 0,5÷0,6; сшивающего агента дифенилолпропана - 1,6÷1,7; активаторов вулканизации: магнезии жженой технической - 5,0÷6,0, гидроокиси кальция - 5,0÷6,0; мягчителей: дибутилсебацината - 1,0÷1,1, полиэтилена низкомолекулярного - 1,0÷1,1; наполнителей: технического углерода Т-900 - 20,0÷22,0, бария сернокислого - 10,0÷12,0. В указанную резиновую смесь вводился порошок Nd-Fe-B в количестве 50÷500 мас.ч., модифицированный 4,5÷5% спиртовым раствором АГМ-9.

Модифицированный порошок Nd-Fe-B вводился в резиновую смесь на вальцах ПД 320 при нулевом зазоре.

Образцы для испытания вулканизовали в гидравлическом прессе при температуре 175°С в течение 10 мин и давлении 3,5 кПа.

Предполагалось, что АГМ-9 может увеличить адгезию порошка Nd-Fe-В к резине за счет химического взаимодействия между матрицей резины (каучуком) и привитыми силанольными группами, образовавшимися на поверхности порошка Nd-Fe-B после модифицирования его поверхности.

Далее образцы намагничивали на установке импульсного тока при напряженности магнитного поля 1600 кА/м, в течение 5-7 мин.

Пример 3. Анализ резиновых смесей

Для наблюдения за изменениями прочности исходной и предлагаемой резиновой смеси в качестве сравнения использовалась фтористая резиновая смесь без модификации порошка Nd-Fe-B γ-аминопропилтриэтоксисиланом. В табл.1 приведен базовый состав резиновой смеси, близкий по составу к прототипу, с целью наблюдения за изменением свойств при введении порошка в интересах повышения прочности.

Было получено 6 смесей с различным содержанием порошка Nd-Fe-B. Составы исследованных резиновых смесей приведены в табл.1.

Испытывались образцы шириной (25±0,5) мм, толщиной (2,0±0,2) мм и длиной 115 мм. Испытания проводили на разрывной машине Zwick/Roell со скоростью перемещения подвижного захвата 100 мм/мин.

Физико-механические показатели заявляемой резиновой смеси в сравнении с прототипом представлены в табл.2.

Анализ результатов показал возможность применения порошка Nd-Fe-B, модифицированного 4,5÷5% спиртовым (С₂Н₅ОН) раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана. При этом прочность резиновой смеси с модифицированным порошком Nd-Fe-B увеличивается в 1,20÷1,25 раза, по отношению к резиновой смеси с немодифицированным порошком Nd-Fe-B.

В указанную резиновую смесь для достижения технического результата вводился порошок Nd-Fe-B в количестве 50÷500 мас.ч. Использование порошка Nd-Fe-B ниже указанного предела нецелесообразно, т.к. резиновая смесь плохо намагничивается. Использование порошка Nd-Fe-B выше указанного предела приводит к значительному ухудшению физико-механических свойств.

Изобретение относится к получению резиновых смесей на основе фторкаучука, используемых для изготовления магнитных эластомеров, работающих в агрессивной среде, и может быть использовано в автомобильной промышленности. Резиновая смесь включает, мас.ч.: фторкаучук СКФ-26 - 100, магнезию жженую - 5-6, гидроокись кальция - 5-6, углерод технический Т-900 - 20-22, барий сернокислый - 10-12, полиэтилен низкомолекулярный - 1,0-1,1, дибутилсебацинат - 1,0-1,1, дифенилолпропан - 1,6-1,7, октаэтилтетраамидофосфонийбромид - 0,5-0,6, наполнитель магнитный порошок Nd-Fe-B, модифицированный 4,5-5,0% раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана в этиловом спирте - 50-500. Изобретение позволяет увеличить теплостойкость и прочность резины. 2 табл.

Резиновая смесь, включающая фторкаучук СКФ-26, ускоритель вулканизации - октаэтилтетраамидофосфонийбромид, сшивающий агент - дифенилолпропан, активаторы вулканизации - магнезию жженую техническую и гидроокись кальция, наполнители - углерод технический Т-900, барий сернокислый, магнитный порошок Nd-Fe-B, мягчители - полиэтилен низкомолекулярный, дибутилсебацинат, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используется порошок Nd-Fe-B, модифицированный 4,5-5% раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана в этиловом спирте при следующем соотношении компонентов, на 100 мас.ч. каучука:
фторкаучук СКФ-26 100 магнезия жженая техническая 5-6 гидроокись кальция 5-6 барий сернокислый 10-12 углерод технический Т-900 20-22 полиэтилен низкомолекулярный 1,0-1,1 дибутилсебацинат 1,0-1,1 дифенилолпропан 1,6-1,7 октаэтилтетраамидо-фосфонийбромид 05-06 порошок Nd-Fe-В, модифицированный   γ-аминопропилтриэтоксисиланом 50-500