ОГНЕСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2014 года по МПК C08L9/00 C08K3/04 C08K3/20 C08K5/00 C08K13/02 C09K21/02 C09K21/06 

Изобретение относится к области получения огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и горнодобывающей промышленности.

Известна резиновая смесь на основе композиции из бутадиен (метил) стирольного каучука, поливинилхлорида и модифицирующей добавки - 2,6-дитрет-бутил-4-метиламинодиметилфенол (I) или поли- (N-3,5-дитрет-бутил-4-окситолил) этиленимин, включающая также вулканизующий агент, оксид металла и органический активатор вулканизации (Патент RU №2010814 1994 г.).

Недостатком данной резиновой смеси являются низкие показатели по маслобензостойкости и упругопрочностным свойствам, недостаточно высокая огнестойкость.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-40 AM, (АМН) -100,0, включающая, масс, ч: тиурам Д - 1,5; N,N'-дитиодиморфолин - 2,0; сульфенамид «Ц» - 2,0; нафтам-2 - 1,5; диафен ФП- 1,0; белила цинковые - 5,0, канифоль - 5,0, мел ММОР, ММС-1 - 30,0, технический углерод П 701-55,0; технический углерод П 514 - 20,0, дибутилфталат - 15,0, описанная в патенте на изобретение RU №2232171 2002 г., которая по числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога-прототипа предложенной смеси. Вулканизаты из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК) характеризуются высокой стойкостью к воздействию различных агрессивных сред (масла, смазки, нефть). Благодаря этим свойствам они широко используются для изготовления уплотнителей, прокладок, манжет, рукавов, пыльников и других резинотехнических изделий. Однако одним из существенных недостатков указанных резин является низкая огнестойкость.

Задачей изобретения является повышение огнестойкости резиновой смеси при воздействии искр и открытого огня, улучшение физико-механических показателей с сохранением стойкости к действию агрессивных сред.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение огнестойкой резины с высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и с повышенными упругопрочностными свойствами.

Поставленная задача достигается подбором антипиренов и оптимизацией в определенном соотношении количества горючих ингредиентов в составе резины. Резиновая смесь состоит, масс. ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук 100,0 Тиурам Д 1,3-1,6 N,N'-дитиодиморфолин 1,8-2,1 Сульфенамид Ц 1,8-2,1 Нафтам-2 1,3-1,6 Диафен ФП 0,8-1,2 Стеарин 0,8-1,2 Канифоль 4,0-6,0 N-нитрозодифениламин 0,5-1,0 Мел 20,0-30,0 Технический углерод П 701 45,0-55,0 Технический углерод П 514 15,0-25,0 Оксид цинка 3,0-5,0 Трехокись сурьмы 3,0-5,0 Хлорпарафин ХП-1100 17,0-22,0 Трихлорэтилфосфат (ТХЭФ) 12,0-18,0 Борат бария 4,0-6,0

Введение ингредиентов выше или ниже предельных значений приводит к ухудшению выходных характеристик резин. Новым является сочетание в определенном соотношении известных антипиренов, используемых в резиновой промышленности и использование трихлорэтилфосфата в качестве пластификатора, что позволяет получить технический результат.

По мнению заявителя, данный состав резиновой смеси неизвестен и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности по новизне.

Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменение количественной меры результата, а именно повышение огнестойкости, улучшение физико-механических показателей резины по сравнению с известной резиной, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Получение заявляемой резиновой смеси проводят в промышленных условиях на смесительных вальцах.

Резиновая смесь получена путем смешения каучука БНКС-40 АМН с ингредиентами на лабораторных вальцах в течение 35-40 мин. При этом порядок ввода ингредиентов следующий:

1. Роспуск и пластификация каучука БНКС-40 АМН в течение 5 мин при зазоре между валками 1-2 мм;

2. Ввод стеарина, сульфенамида Ц, нафтама - 2, N-нитрозодифениламина, оксида цинка, диафена ФП в течение 3 мин, увеличение зазора между валками до 5-6 мм;

3. Ввод мела, бората бария, триоксида сурьмы, канифоли в течение 2 мин;

4. Ввод технического углерода П 701, хлорпарафина ХП-1100 в течение 8 мин;

5. Вод технического углерода П 514, трихлорэтилфосфата в течение 10 мин;

6. Ввод тиурама N,N'-дитиодиморфолина в течение 4 мин, уменьшение зазора до 1-2 мм;

7. Пропуск через зазор между валками 1-2 мм в течение 3 минут. Охлаждение смеси проточной водой до температуры не более 20°С.

Образцы для определения физико-механических показателей и огнестойкости резиновой смеси приготовлены согласно принятым в резиновой промышленности стандартам.

Для получения резиновой смеси использованы следующие материалы: бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-40 АМН - ТУ 38.30313-2006; ускорители вулканизации - тиурам Д (тетрометилтиурамидсульфид) - ГОСТ 740-76, сульфенамид Ц (N-циклогексилбензотиазосульфенамид-2) - ТУ 113-00-057616376-02-95; вулканизующий агент - N,N'-дитиодиморфолин - ТУ 6-14-321-79; наполнители - технические углероды П 701 и П 514 - ГОСТ 7885-86; мел - ГОСТ 12085-88; активатор вулканизации - оксид цинка (цинковые белила) - ГОСТ 202-84; технологическая добавка - стеарин - ГОСТ 6484-96; противостарители - нафтам-2 (фенил-2-нафтиламин) - ГОСТ 39-79, диафен ФП (N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин) - ТУ6-14-817-81; антискорчинг - N-нитрозодифениламин - ТУ 6-14-907-88; пластификаторы трихлорэтилфосфат - ТУ 2493-319-05763441-2000, канифоль - ГОСТ 19113-84; антипирены трехокись сурьмы ТУ 48-14-1-88; хлорпарафин ХП-1100 - ТУ 2493-211-05763458-97; борат бария - ТУ 113-07-014-91.

В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Составы резиновых смесей приведены в табл.1.

Таблица 1   Содержание ингредиентов, мас.ч. Ингредиенты Резиновая смесь по изобретению Прототип Бутадиен-нитрильный каучук 100,0 100,0 Тиурам Д 1,5 1,5 N,N'-дитиодиморфолин 2,0 2,0 Сульфенамид Ц 2,0 2,0 Нафтам-2 1,5 1,5 Диафен ФП 1,0 1,0 Стеарин 1,0 - Канифоль 5,0 5,0 N-нитрозодифениламин 1,0 - Дибутилфталат - 15,0 Мел 30,0 30,0 Технический углерод П 701 55,0 55,0 Технический углерод П 514 20,0 20,0 Оксид цинка 5,0 5,0 Трехокись сурьмы 4,0 - Хлорпарафин ХП-1100 20,0 - Трихлорэтилфосфат 15,0 - Борат бария 5,0 -

Сравнительные технические характеристики новой рецептуры резиновой смеси по заявке на изобретение и резиновой смеси - прототипа приведены в таблице 2.

Таблица 2 № п/п Наименование показателей Резиновая смесь по изобретению Прототип Методы контроля 1 Условная прочность при растяжении, МПа, не менее 10,0 12,0 ГОСТ 270-75 2 Относительное удлинение при разрыве, % 400 300 ГОСТ 270-75 3 Твердость по Шор А, ед. Шор А 70-75 60-75 ГОСТ 263-75 4 Огнестойкость (время горения образца), сек 1-2 Более 20   5 Кислородный индекс, г/м³ 28,2 - ГОСТ 12.1.044- 89 6 Изменение показателей в И+Т(7:3) при 23°С, в течении 24 ч, % +10 +10 ГОСТ 9.030 -74

Из таблицы 2 следует, что резиновая смесь по изобретению на основе бутадиен-нитрильного каучука обладает повышенными упругопрочностными свойствами по сравнению с прототипом, более высокой огнестойкостью (меньшим временем горения образца), а также высоким значением кислородного индекса, то есть относится к трудногорючим материалам.

Учитывая вышеизложенное, по мнению заявителя, изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к области получения огнестойкой резиновой смеси и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и горнодобывающей промышленности. Резиновая смесь включает следующие ингредиенты, масс.ч. (на 100,00 масс.ч. каучука): каучук бутадиен-нитрильный - 100,00; тиурам Д - 1,5; N,N'-дитиодиморфолин - 2,0; сульфенамид Ц - 2,0; нафтам-2 - 1,5; диафен ФП - 1,0; стеарин - 1,0; канифоль - 5,0; N-нитрозодифениламин - 1,0; мел - 30,0; технический углерод П 701 - 55,0; технический углерод П 514 - 20,0; оксид цинка - 5,0; трехокись сурьмы - 4,0; хлорпарафин ХП-1100 - 20,0; трихлорэтилфосфат - 15,0; борат бария - 5,0. Техническим результатом является получение огнестойкой резиновой смеси с высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и с повышенными упругопрочностными свойствами. 2 табл.

Огнестойкая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая тиурам Д, N,N'-дитиодиморфолин, сульфенамид Ц, нафтам-2, диафен ФП, канифоль, мел, технический углерод П 701, технический углерод П 514, оксид цинка, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит стеарин, N-нитрозодифениламин, трехокись сурьмы, хлорпарафин ХП-1100, трихлорэтилфосфат, борат бария при следующем соотношении ингредиентов, масс.ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук 100,0 Тиурам Д 1,3-1,6 N,N'-дитиодиморфолин 1,8-2,1 Сульфенамид Ц 1,8-2,1 Нафтам-2 1,3-1,6 Диафен ФП 0,8-1,2 Стеарин 0,8-1,2 Канифоль 4,0-6,0 N-нитрозодифениламин 0,5-1,0 Мел 20,0-30,0 Технический углерод П 701 45,0-55,0 Технический углерод П 514 15,0-25,0 Оксид цинка 3,0-5,0 Трехокись сурьмы 3,0-5,0 Хлорпарафин ХП-1100 17,0-22,0 Трихлорэтилфосфат 12,0-18,0 Борат бария 4,0-6,0