ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ БУТАДЕИН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА Российский патент 2013 года по МПК C08L9/02 C08L33/08 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/22 C08K5/09 C08K5/17 C08K5/18 C08K5/40 C08K5/44 

Изобретение может быть использовано для производства вулканизуемой резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, применяемой для изготовления резиновых уплотнительных деталей для гидравлических и пневматических устройств методом литья под давлением.

Вулканизуемые резиновые смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука характеризуются отличными физико-механическими свойствами, хорошим сопротивлением раздиру, высокой стойкостью к действию различных типов масел и смазок, низким накоплением остаточных деформаций при сжатии.

Благодаря комплексу свойств бутадиен-нитрильный каучук используется для изготовления уплотнителей, работающих в статическом и динамическом режимах. Важным показателем для уплотнительных резин является накопление остаточных деформаций при сжатии в процессе термического старения.

Однако резиновые смеси на основе бутадиен-нитрильных каучуков имеют некоторые недостатки - высокие вязкостные показатели и недостаточную стойкость к тепловому старению [1].

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой смеси является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17÷23 мас.% в количестве 100,0 мас.ч., включающая серу в количестве 2,45÷2,65 мас.ч., оксид цинка в количестве 7,40÷7,60 мас.ч., технический углерод П-803 с удельной поверхностью 12÷18 м²/г в количестве 128,0÷132,0 мас.ч., стеариновую кислоту в количестве 0,80-1,20 мас.ч.. Дополнительно резиновая смесь содержит: N,N'-дифенилгуанидин в количестве 0,20÷0,30 мас.ч., ди-(2-бензтиазолил)-дисульфид в количестве 2,60÷2,80 мас.ч., альдоль-α-нафтиламин в количестве 3,80÷4,20 мас.ч., N-(4-гидроксифе-нил)нафтиламин-2 в количестве 0,90÷1,10 мас.ч., N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4 в количестве 0,80÷1,20 мас.ч., дибутилфталат в количестве 18,0÷22,0 мас.ч., ультрадисперсный алмазосодержащий порошок в количестве 0,10÷1,00 мас.ч. [2].

Недостатком известной резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, обладающей повышенными упругоэластическими характеристиками при сохранении высоких показателей морозостойкости, твердости, является достаточно высокая вязкость, затрудняющая переработку методом литья под давлением, и низкое сопротивление накоплению остаточных деформаций сжатия при повышенных температурах (до 130ºС). При использовании ускорительно-вулканизующей системы известной резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука образуется сетка неустойчивых полисульфидных поперечных связей, что приводит к повышению накопления остаточных деформаций сжатия при высоких температурах. [3]

Задача настоящего изобретения направлена на увеличение сопротивления резин термическому старению при сжатии при сохранении упругоэластических характеристик смеси, снижение вязкостных свойств резиновой смеси, позволяющее изготавливать уплотнительные изделия методом литья под давлением.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая акрилатный каучук, вулканизующие агенты, ускорители вулканизации, активатор вулканизации, наполнители, антиоксиданты, диспергатор, пластификатор, технологические добавки при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

бутадиен-нитрильный каучук 90,0-99,0 акрилатный каучук 10,0-1,0 вулканизующий агент:   сера 0,1-1,0 тетраметилтиурамдисульфид 1,0-4,0 стеарат металла 0,1-2,0 ускорители вулканизации:   четвертичная аммониевая соль 0,1-2,0 N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 1,0-2,0 активатор вулканизации:   оксид цинка 3,0-10,0 технический углерод 60,0-120,0 N-фенил-N′-изопропил-n-фенилендиамин 1,0-1,5 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин 1,0-2,0 стеариновая кислота 0,5-2,0 пластификатор 5,0-20,0 технологическая добавка 0,5-4,0

В предлагаемой смеси могут использоваться бутадиен-нитрильные каучуки марок БНКС с содержанием нитрила акриловой кислоты от 17÷20 до 27÷30 мас.%. Акрилатные каучуки марок: НуТеmр 4051ЕР, НуТеmр 4052ЕР, НуТеmр 4053ЕР фирмы Zeon, представляющие собой продукты полимеризации этилакрилата, или сополимеризации бутилакрилата и этилакрилата, или сополимеризации метоксиэтилакрилата, бутилакрилата и этилакрилата.

В качестве вулканизующего агента используются сера, тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид), стеараты металлов (натрия, цинка).

В качестве ускорителей вулканизации используются: четвертичная аммониевая соль, сульфенамид Ц (N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид).

В качестве активатора вулканизации используется оксид цинка.

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

В качестве антиоксиданта могут использоваться: диафен ФП (N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин), ацетонанил Р (полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин).

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 технологической добавки могут использоваться: олигоэфи-ракрилаты, низкомолекулярный полиэтилен, структол WB 222 (сложные эфиры насыщенных жирных кислот), INT-15 9/4 (цинковые соли жирных кислот) [4, 5].

Отличительным признаком предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука является использование акрилатного каучука, тетраметилтиурамдисульфида, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамида, четвертичной аммониевой соли, стеарата металла, N-фенил-N′-изопропил-n-фенилендиамина, 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолина, дибутилсебацината и технологической добавки.

Процесс смешения резиновых смесей осуществляется на вальцах См 2130660/660 при последовательном вводе компонентов. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 40 до 50 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 бутадиен-нитрильного каучука приведены в таблице 2.

Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 10722-76, ГОСТ 270-75, ГОСТ 9.029-74 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 155ºC×30 минут.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая акрилатный каучук, вулканизующие агенты, ускорители вулканизации, активатор вулканизации, наполнители, антиоксиданты, диспергатор, пластификатор, технологические добавки, обеспечивает увеличение сопротивления резин термическому старению при сжатии при сохранении упругоэластических характеристик смеси, снижение вязкостных свойств резиновой смеси, позволяющее изготавливать уплотнительные изделия методом литья под давлением.

Вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука благодаря невысокой вязкости и низкому накоплению остаточных деформаций при сжатии в процессе термического старения и сохранении упругоэластических характеристик смеси используется для изготовления резиновых уплотнительных деталей для гидравлических и пневматических устройств методом литья под давлением.

Источники информации

1. Аналитическая обзорная информация. Современное состояние мирового производства неформовых и формовых РТИ. Москва, 2005.

2. Патент RU 2129132 C1, 20.04.1999 (прототип).

3. Тематический обзор. Влияние вулканизующих систем на устойчивость резин к высоким температурам вулканизации. Москва, 1972.

4. Корнев А.Е., Буканов A.M., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. М.: НППА «Истек», 2009.

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

Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильных каучуков, перерабатываемой методом литья под давлением для изготовления резиновых уплотнительных деталей для гидравлических и пневматических устройств. Вулканизуемая резиновая смесь включает, мас.ч.: бутадиен-нитрильный каучук - 90-99, акрилатный каучук - 1-10, серу - 0,1-1,0, оксид цинка - 3-10, технический углерод - 60-120, стеариновую кислоту - 0,5-2,0, тетраметилтиурамдисульфид - 1-4, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид - 1-2, четвертичную аммониевую соль - 0,1-2,0, стеарат металла - 0,1-2,0, N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин - 1,0-1,5, 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин - 1-2, пластификатор - 5-20 и технологическую добавку - 0,5-4,0. Резиновая смесь по изобретению позволяет увеличить сопротивление накоплению остаточных деформаций при сжатии в процессе термического старения при сохранении упругоэластических характеристик смеси, снизить вязкость для изготовления уплотнительных деталей методом литья под давлением. 2 табл.

Вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, оксид цинка, технический углерод и стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит акрилатный каучук, тетраметилтиурамдисульфид, N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид, четвертичную аммониевую соль, стеарат металла, N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин, 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин, пластификатор и технологическую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
бутадиен-нитрильный каучук 90,0-99,0 акрилатный каучук 1,0-10,0 вулканизующий агент:   сера 0,1-1,0 тетраметилтиурамдисульфид 1,0-4,0 стеарат металла 0,1-2,0 ускорители вулканизации:   четвертичная аммониевая соль 0,1-2,0 N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 1,0-2,0 активатор вулканизации:   оксид цинка 3,0-10,0 технический углерод 60,0-120,0 N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин 1,0-1,5 2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин 1,0-2,0 стеариновая кислота 0,5-2,0 пластификатор 5,0-20,0 технологическая добавка 0,5-4,0