РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2015 года по МПК C08L83/04 C08K3/24 C08K3/34 C08K3/36 C08K5/14 

Описание патента на изобретение RU2539661C1

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:

указанная смесь силоксановых каучуков - 100,0 аэросил - 1,9-2,1 указанный кварцевый порошкообразный наполнитель - 98,0-102,0 указанный перекисный вулканизующий агент - 1.0-5,0 гексацианоферрат(III)калия - 1.0-2,0

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.

Таблица 1 Компоненты Содержание компонентов, масс.ч. Резиновой смеси 1 2 3 1. Высокомалекулярный Диметилвинилсилоксановый 50 50 50 каучук СКТВ-1 (щелочн.) 2. Диметилсилоксановый 50 50 50

каучук СКТ 3. Аэросил А-300 1,9 2,0 2,1 4. Порошкообразный кварцевый порошок с размером частиц 3 мкм 98,0 100,0 102,0 5. Гексацианоферрат(III) калия 1,0 2,0 1,5 6. Вулканизующий перегисный агент Периксимон F-40 1,0 2,0 5,0

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.

Таблица 2 Показатели Прототип* 1 2 3 4 5 6 7 8 Твердость по Шору А, ед. Изменение массы образца, %, после выдержки его в течение 72 ч. а) в масле марки М8Г3К при 150°С -7,8 -1,8 -3 -2,3 -2,5 -1,4 -1,5 -5,0 - б) в изооктанотолуольной смеси (7:3) при (25±5)°С 123 40,1 38,2 37,4 47,2 44,8 44,2 74 - Изменение показателей после воздействия масла М8Г3К в течении 72 часов при 150°С а) твердость по Щору А, ед. -14 -3 -3,5 -2,5 -4,5 -3,6 -39 -14 - б) прочность, % -20 -13 -14 -15 -14 -13 -14 -18 - в) положительного удлинения, % -25 -16 -12 -14 -17 -18 -35 -20 -

Похожие патенты RU2539661C1

название год авторы номер документа
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 2013
  • Салихов Наиф Хасанович
  • Гатиятуллин Мухаммат Хабибулович
RU2516500C1
ОГНЕСТОЙКИЙ ГИБКИЙ САМОГАСЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ 2013
  • Салихов Наиф Хасанович
  • Гатиятуллин Мухаммат Хабибулович
RU2548565C2
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 2004
  • Салихов Риф Наифович
  • Салихов Наиф Хасанович
  • Габайдуллин Раис Насыбуллович
  • Салихов Раиф Наифович
  • Габайдуллин Марат Раисович
RU2285703C2
ОГНЕСТОЙКИЙ САМОГАСЯЩИЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ ИЛИ ПРОВОД 2004
  • Салихов Риф Наифович
  • Салихов Наиф Хасанович
  • Габайдуллин Раис Насыбуллович
  • Салихов Раиф Наифович
  • Габайдуллин Марат Раисович
RU2285306C2
ОГНЕСТОЙКИЙ ТЕПЛОЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ 2014
  • Хакимуллин Юрий Нуриевич
  • Гадельшин Раиль Наилевич
  • Фатхутдинов Равиль Хилалович
  • Уваев Вильдан Валерьевич
  • Карасева Ирина Павловна
  • Пухачева Элеонора Николаевна
  • Саляхова Миляуша Акрамовна
  • Зарипова Валерия Маратовна
RU2559499C1
Резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука 2002
  • Салихов Н.Х.
  • Лебедев Е.П.
  • Бабурина В.А.
  • Калмыкова В.Я.
  • Хакимуллин Ю.Н.
  • Ишкаев Р.К.
  • Закиров Р.Р.
  • Садыков И.И.
  • Рахматуллин А.Ш.
  • Габайдуллин Р.Н.
RU2224774C1
ОГНЕСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2011
  • Михайлова Галина Анатольевна
  • Шумилова Наталья Викторовна
RU2472821C1
КЕРАМООБРАЗУЮЩАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Михайлова Галина Анатольевна
  • Шумилова Наталья Викторовна
RU2519379C2
ОГНЕСТОЙКАЯ ПОЛИСИЛОКСАНОВАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2019
  • Хакимуллин Юрий Нуриевич
  • Вольфсон Светослав Исаакович
  • Гадельшин Раиль Наилевич
  • Закирова Лариса Юрьевна
  • Пономарев Павел Владимирович
RU2731623C1
ОГНЕСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2012
  • Михайлова Галина Анатольевна
  • Шумилова Наталья Викторовна
RU2540597C2

Реферат патента 2015 года РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

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.

Формула изобретения RU 2 539 661 C1

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:
указанная смесь силоксановых каучуков 100,0 аэросил 1,9-2,1 указанный кварцевый порошкообразный наполнитель 98,0-102,0 указанный перекисный вулканизующий агент 1,0-5,0 гексацианоферрат(III)калия 1,0-2,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2539661C1

Под редакцией В.О
РЕЙХСФЕЛЬДА, Химия и технология кремнийорганических эластомеров, Л., Химия, 1973, с.141-153
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ 1999
  • Гусейнов Гасан Абдулали Оглы
  • Гусейнов Чингиз Гасан Оглы
  • Тилипкин О.Н.
RU2186804C2
Приспособление к ленточным машинам для гофрирования ленты 1940
  • Виноградова Т.В.
SU65389A1
Кремнийорганическая композиция 1973
  • Северный Вадим Владимирович
  • Арро Иво Хейнрихович
  • Луцковская Наталья Львовна
  • Минскер Елизавета Ильинична
  • Моор Лууле Вилемовна
  • Мещерякова Надежда Александровна
  • Ашкинази Герман Анатольевич
  • Соо Генриетта Альбертовна
  • Витол Майя Петровна
SU477181A1
US 8153724 B2, 10.04.2012
US 20120232202 A1, 13.09.2012

RU 2 539 661 C1

Авторы

Салихов Наиф Хасанович

Гатиятуллин Мухаммат Хабибулович

Даты

2015-01-20Публикация

2013-05-23Подача