Изобретение относится к области химической технологии, в частности к созданию резиновых смесей на основе силоксановых каучуков, и может быть использовано для изготовления электроизоляционных трубок и изоляционных оболочек кабеля, полимерных изоляторов высоковольтных линий, резинотехнических изделий и материалов, применяемых в электротехнической, авиационной, судостроительной, машиностроительной и нефтегазодобывающей отраслях промышленности, работающих в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами.
Известна в широком ассортименте резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука, аэросила, полуусиливающих наполнителей (оксидов цинка, титана), пылевидного кварца, антиструктурирующего агента - кремнийорганического соединения, вулканизующего агента - органической перекиси, выпускаемые промышленностью [см. Химия и технология кремнийорганических эластомеров. / Под редакцией В.О. Рейхсфельда. Л.: Химия, 1973 г. стр.141-153], являющаяся наиболее близкой к изобретению.
Однако вулканизаты данной резиновой смеси не устойчивы к действию топлив, масел, органических растворителей. Все это ограничивает их практическое применение в ряде областей техники, где требуется повышенная маслобензостойкость.
Из ТУ 2257-001-68189339-2011 ЗАО «Центр-Синтез» известна каучуковая композиция «Силотерм ЭП-6» на основе низкомлекулярного силоксанового каучука, содержащая низкомолекулярный силан, микронизированную аммонийную соль полифосфорной кислоты, пентаэритрит, катализатор аминопропилтриметоксисилан и дибутилдиацетат олова при определенных соотношениях компонентов композиции.
Силиконовое огнезащитное покрытие «Силотерм ЭП-6» предназначено для:
- противопожарной защиты кабельного хозяйства, в том числе на АЗС и ТЭС;
- повышение предела огнестойкости несущих конструкций;
- повышение предела огнестойкости вентиляционных коробов, в том числе на АЭС и ТЭС;
- отделки огнестойких конструкций промышленных и строительных объектов, в целях повышения влагозащиты в системах СПО-3 при транспортировке и хранении.
Однако данная композиция не предназначена для получения композиционных материалов, таких как резинотехнические изделия, а используется только в качестве огнезащитного покрытия. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату с заявленным изобретением является известная резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука, включающую аэросил, пылевидный кварц, органическую перекись и антиструктурирующий агент - кремнийорганическое соединение, дополнительно вводят низкомолекулярный метилвинилсилоксановый каучук формулы:
НО[(СН3)2SiO]m(СН3)(СН2СН)SiO]nH,
где m, n - мольное содержание звеньев, причем m+n=100 (моль.%), n=98,5-99,85 (мол.%), n=0,15-1,5 (мол.%); с молекулярной массой 20-70 тыс. ед., а также и в качестве антиструктурирующего агента - α, ω-дигидроксиполидиметилсилоксан повышенное количество пылевидного кварца при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:
Высокомолекулярный метилвинилсилоксановый каучук 70-80
Низкомолекулярный метилвинилсилоксановый каучук 20-30
Аэросил 40-50
Пылевидный кварц 170-200
Антиструктурирующий агент - α, ω-дигидроксиполидиметилсилоксан (продукт НД-8) 8-10
Органическая перекись 1,5-2,0
Согласно изобретению в качестве вулканизующего агента используют перекиси, такие как Пероксим F-40 и перекись 2,4-ДХБ(2,4-дихлорбензоил), но в основном (согласно примерам), предпочтительно используют 2,4-дихлорбензоил (см. пример конкретного получения резиновой смеси), (RU 2224774, 27.02.2004). Получают резиновую смесь, изделия из которой стойки в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами. Технической задачей заявленной резиновой смеси для получения композиционных материалов (различных резинотехнических изделий) является повышение работоспособности получаемых резинотехнических изделий при рабочей температуре окружающей среды от минус 60 градусов С до плюс 130 градусов С и относительной влажностью воздуха 98% при температуре до 35 градусов, повышение огнестойкости и пожаробезопасности их, а также снижение дымообразования, а обеспечение стойкости их к воздействию плеснивых грибов, к воздействию смазочных масел, воздействию озона и солнечной радиации, и в итоге к повышению срока службы резинотехнических изделий Поставленная техническая задача и достигаемый технический результат достигается новой резиновой смесью для получения резинотехнических изделий (композиционных материалов), включающей смесь высокомолекулярного диметилвинилсилоксинового каучука, полученного полимеризацией в присутствии щелочного катализатора, и диметилсилоксанового каучука при соотношении их 50:50, аэросил, кварцевый наполнитель порошкообразный с размером частиц от 1,0 до 5,0 мкм, перекисный вулканизующий агент Периксимон F-40- (бис-(трет-бутилпероксиизопропилбензол), добавку в виде красной кровяной соли-гексацианоферрата (III) калия при следующем соотношении компонентов в масс.ч.дение в рецептуру их к резиновой смеси дополнительно в качестве полимерной основы низкомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука приводит к формированию в мас.ч:
Использование в заявленной резиновой смеси высокомолекулярного диметилвинилового каучука в сочетании с диметилсилоксановым каучуком в соотношении их 50:50, а также использование кварцевого порошкообразного наполнителя с размером частиц 1,0-5,0 мкм. в меньшем количестве, а также сочетание их с аэросилом и гексацианоферратом(III)калия (красной кровяной соли) именно Периксимона F-40 (бис(трет-бутилпероксиизопропилбензол) приводит к формированию более плотной вулканизационной сетке. Сочетание данных компонентов, взятых в указанных количественных соотношениях приводит к получению композиционных материалов (резинотехнических изделий) из заявленной резиновой смеси способствует повышению срока службы их с улучшенными свойствами (морозостойкостью, теплостойкостью, огнестойкостью снижению дымообразованию, стойкостью к плесневым грибам, стойкостью к смазочным маслам, воздействию озона и солнечной радиации). В качестве высокомолекулярного диметилвинилсилоксанового каучука, получаемого полимеризацией в присутствие щелочного катализатора, используют каучуки марок СКТВ (СКТВ - 1 щел.), в качестве диметилсилоксанового каучука используют каучуки марок СКТ (Энциклопедия полимеров, т.1, 1972, Москва, Сов. энциклопедия, с.1150-1156).
В качестве целевой добавки используют красную кровяную кровь (гексацианоферрат(III) калия; железосинеродистый калий, ферроцианид калия).
В качестве аэросила резиновая смесь содержит, например аэросил А-300, А-175.
Резиновую смесь готовят следующим образом. В смесителе типа М-1 с Z-образной формой рабочих лопастей и числом оборотов 20-28 в минуту или другого типа, обеспечивающим получение гомогенной смеси при температуре 20-30°C, смешивают диметилвинилсилоксановый каучук с аэросилом и предварительно перемешанным до получения гомогенной массы диметилсилоксановым каучуком с порошкообразным и красной кровяной солью. После получения гомогенной массы резиновую смесь прогревают при температуре 160-180°C в течение 25-30 минут. Затем в охлажденную до комнатной температуры резиновую смесь на вальцах вводят вулканизующий агент - органическую перекись (Пероксимон F-40).
Полученную смесь вулканизуют в одну стадию в экструдере при температуре 127-132°C.
Свойства вулканизатов резиновых смесей определялись с использованием тестированных методик:
ГОСТ 269-66 - Резина. Общие требования к проведению физико-механических испытаний.
ГОСТ 270-75 - Резина. Метод определения упруго-прочностных свойств.
ГОСТ 263-75 - Резина. Метод определения твердости по Шору А.
ГОСТ 9030-74ЕСЭКС - Резина. Метод испытания на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред.
Качество ингредиентов, используемых для приготовления резиновых смесей, соответствует требованиям, заложенным в следующей технической документации: В таблице 1 приведены примеры составов резиновой смеси по изобретению. В таблице 2 приведены некоторые свойства материалов (композиционных материалов), изготовленных из резиновой смеси по изобретению.
Примеры составов резиновой смеси по изобретению.
Композиционные материалы, например силовые кабели с оболочкой и изоляцией из резиновой смеси по изобретению обладают следующими свойствами:
- могут эксплуатироваться при рабочей температуреокружающей среды от минус 60°C до плюс 130°C и относительной влажности воздуха до 98°C при температуре до 35°C;
- кабели являются гибкими и огнестойкими: не распространяют горения при групповой прокладки по категории А;
- огнестойкость кабелей в условиях воздействия открытого пламени огня с температурой (750±50°С) составляет не менее 180-240 мин.;
- дымообразование при горении и тлении кабелей не приводит к снижению светопроницаемости в испытательной камере более, чем на 40-50%;
- кабели стойки к воздействию смены температур от минус 60°C до плюс 155°C (при отсутствии токовых нагрузок);
- стойки к воздействию смазочных масел;
- стойки к воздействию озона и солнечной радиации;
- стойки к воздействию плесневых грибов;
Все указанные свойства позволяют увеличить качество их и срок их эксплуатации:
- минимальный срок службы 20-30 лет.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2013 |
|
RU2516500C1 |
ОГНЕСТОЙКИЙ ГИБКИЙ САМОГАСЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ | 2013 |
|
RU2548565C2 |
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ | 2004 |
|
RU2285703C2 |
ОГНЕСТОЙКИЙ САМОГАСЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ ИЛИ ПРОВОД | 2004 |
|
RU2285306C2 |
ОГНЕСТОЙКИЙ ТЕПЛОЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ | 2014 |
|
RU2559499C1 |
Резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука | 2002 |
|
RU2224774C1 |
ОГНЕСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ | 2011 |
|
RU2472821C1 |
КЕРАМООБРАЗУЮЩАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ (ВАРИАНТЫ) | 2012 |
|
RU2519379C2 |
ОГНЕСТОЙКАЯ ПОЛИСИЛОКСАНОВАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ | 2019 |
|
RU2731623C1 |
ОГНЕСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ | 2012 |
|
RU2540597C2 |
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к созданию резиновых смесей на основе силоксановых каучуков, и может быть использовано для изготовления электроизоляционных трубок и изоляционных оболочек кабеля, полимерных изоляторов высоковольтных линий, резинотехнических изделий и материалов, работающих в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами. Резиновая смесь содержит смесь высокомолекулярного диметилвинилсилоксанового каучука, полученного полимеризацией в присутствии щелочного катализатора, и диметилсилоксанового каучука в соотношении их 50:50, аэросил, порошкообразный кварцевый наполнитель с размером частиц 1-5 мкм, красную кровяную соль и перекисный вулканизующий агент Пероксимон F-40. Вулканизаты резиновой смеси по изобретению в виде композиционных материалов обладают повышенной гибкостью, огнестойкостью, стойкостью к действию плесневых грибов, озоностойкостью, стойкостью к действию солнечной радиации, а также работоспособностью в интервале температур от минус 60°C до плюс 155°. 2 табл.
Резиновая смесь для получения резинотехнических изделий, включающая смесь высокомолекулярного диметилвинилсилоксанового каучука, полученного полимеризацией в присутствии щелочного катализатора, и диметилсилоксанового каучука при соотношении их 50:50, аэросил, кварцевый наполнитель порошкообразный с размером частиц от 1,0 до 5,0 мкм, перекисный вулканизующий агент Пероксимон F-40-(бис-(трет-бутилпероксиизопропилбензол), добавку в виде красной кровяной соли-гексацианоферрата (III) калия при следующем соотношении компонентов, масс.ч:
Под редакцией В.О | |||
РЕЙХСФЕЛЬДА, Химия и технология кремнийорганических эластомеров, Л., Химия, 1973, с.141-153 | |||
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2186804C2 |
Приспособление к ленточным машинам для гофрирования ленты | 1940 |
|
SU65389A1 |
Кремнийорганическая композиция | 1973 |
|
SU477181A1 |
US 8153724 B2, 10.04.2012 | |||
US 20120232202 A1, 13.09.2012 |
Авторы
Даты
2015-01-20—Публикация
2013-05-23—Подача