МАСЛОБЕНЗОСТОЙКАЯ МОРОЗОСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ С ПОВЫШЕННОЙ ТЕРМОСТОЙКОСТЬЮ Российский патент 2020 года по МПК C08L9/02 C08L23/06 C08K3/04 C08K3/06 C08K5/14 C08K5/375 C08K5/44 

Изобретение относится к резинотехническому производству, в частности к резиновым смесям для изготовления морозостойких и маслобензостойких резинотехнических изделий с высокими физико-механическими свойствами и стойкостью к термическому старению, используемых в автомобильной, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Известна резиновая смесь [1. Соколова М.Д., Ларионова М.Л., Биклибаева Р.Ф., Попов С.Н., Морова Л.Я., Адрианова О.А. Цеолитосодержащая морозостойкая резиновая смесь // Патент РФ №2326903 от 20.06.2008 г. Бюл. №17] на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18 (100 мас. ч.), серы (2,45-2,65 мас. ч.), N,N'-дифенилгуанидина (0,2-0,3 мас. ч.), ди-(2-бензотиазолил) дисульфида (2,60-2,80 мас. ч.), оксида цинка (7,40-7,60 мас. ч.), стеариновой кислоты (0,80-1,20 мас. ч.), альдоль-α-нафтиламина (3,80-4,20 мас. ч.), N-(4-гидроксифенила) нафтиламина-2 (0,90-1,10 мас. ч.), N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамина-1,4 (0,80-1,20 мас. ч.), технического углерода П803 (128,0-132,0 мас. ч.), дибутилфталата (18,0-22,0) с добавлением полимерной композиции сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) (10,5-32,0 мас. ч.) с механоактивированным природным цеолитом при их массовом соотношении 10,0-30,0:0,5-2,0. К недостаткам данной резиновой смеси следует отнести разброс по показателям в виду того, что используется минеральный наполнитель, свойства которого зависят от месторождения и состава. Кроме того, для достижения наибольшей активности, частицы цеолита сначала для удаления влаги прокаливаются, затем подвергаются механической активации, что заметно усложняет технологическую схему изготовления вулканизатов в конечном итоге.

Наиболее близкой по технической сущности является [2. Соколова М.Д., Шадринов Н.В., Давыдова М.Л., Христофорова А.А., Попов С.Н., Морова Л.Я. Резиновая смесь модифицированная композицией сверхвысокомолекулярного полиэтилена и наношпинели магния // Патент РФ №2425851 от 10.08.2011, бюл. №22], где представлена резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18 (100 мас. ч.), серы (2,45-2,65 мас. ч.), N,N'-дифенилгуанидина (0,2-0,3 мас. ч.), ди-(2-бензотиазолил)дисульфида (2,60-2,80 мас. ч.), оксида цинка (7,40-7,60 мас. ч.), стеариновой кислоты (0,80-1,20 мас. ч.), альдоль-α-нафтиламина (3,80-4,20 мас. ч.), N-(4-гидроксифенила) нафтиламина-2 (0,90-1,10 мас. ч.), N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамина-1,4 (0,80-1,20 мас. ч.), технического углерода П803 (128,0-132,0 мас. ч.), дибутилфталата (18,0-22,0), СВМПЭ (10,0 мас. ч.) и синтетической шпинелью магния (2,0-5,0 мас. ч.). Недостатком данного технического решения является использование дорогостоящего материала в виде наношпинели магния, а также наличие большого количества серы (до 2,65 мас. ч.), что неблагоприятно отражается на стойкости к термическому воздействию.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании резиновой смеси для изготовления резинотехнических изделий обладающих сочетанием повышенной стойкости к термическому старению в углеводородной среде и в воздухе с высокими физико-механическими показателями, морозостойкостью и износостойкостью.

Поставленная задача решается использованием в качестве основы резиновой смеси бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-18 АМН и порошкообразного СВМПЭ при следующем соотношении входящих в смесь компонентов, мас. ч.:

БНКС-18 АМН 100,0 СВМПЭ 5,0-15,0 Технический углерод марки N550 80,0 Дибутилсебацинат 20,0 Оксид цинка 5,0 6PPD 1,0 4010 1,0 Антиоксидант D 4,0 Стеариновая кислота 1,75 Альтакс 1,5 CZ 1,5 Дикумилпероксид 2,0 Сера 1,0

Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы: бутадиен-нитрильный каучук с содержанием акрилонитрильной группы 17-23% (БНКС-18АМН) имеющий хорошую стойкостью к алифатическим углеводородам и температуру стеклования -55°C (ТУ 38.30313-2006); сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) производства Германии с торговой маркой GUR-4113 с молекулярной массой 3,9×10⁶ г/моль; технический углерод марки N550; дибутилсебацинат (CAS 109-43-3); оксид цинка (CAS 1314-13-2); 6PPD (CAS 793-24-8, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин); 4010 (CAS 101-72-4, N-изопропил-N'-фенил-п-фенилен); антиоксидант D (CAS 135-88-6, N-(2-нафтил) анилин); стеариновая кислота (CAS 57-11-4); альтакс (CAS 120-78-5); CZ (CAS 95-33-0, N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид); дикумилпероксид (CAS 80-43-3); сера (CAS 7704-34-9).

Сущность изобретения и его осуществимость иллюстрируется следующим примером выполнения. Заявляемую и известные (прототип 1, 2) резиновые композиции изготавливали смешением на лабораторных вальцах и вулканизовали при температуре 155°С в течение 20 минут. Полученные вулканизаты подвергались следующим испытаниям: определение физико-механических свойств (ГОСТ 270-75), определение твердости по Шору А (ГОСТ 263-75), определение коэффициента морозостойкости при растяжении (ГОСТ 408-78), определение сопротивления истиранию (ГОСТ 23509-79), определение стойкости к термическому старению (ГОСТ 9.024-74). Результаты исследований вулканизатов на основе различных резиновых смесей, используемых для изготовления маслобензостойких и морозостойких резинотехнических изделий, приведены в табл. 1.

Из таблицы видно, что по физико-механическим показателям, морозостойкости и износостойкости, вулканизаты на основе предлагаемой резиновой смеси, превосходят промышленно выпускаемую резину В-14 (ТУ 22.19.20-111-75233153-2018) и ближайший аналог (Патент РФ №2425851). Твердость по Шору А у предлагаемой резины остается на уровне резины В-14. Изменения условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве после старения в среде СЖР-3 и в воздухе, у вулканизатов на основе предлагаемой резиновой смеси происходят существенно ниже.

Изобретение относится к резинотехническому производству, в частности к резиновым смесям для изготовления морозостойких и маслобензостойких резинотехнических изделий с высокими физико-механическими свойствами и стойкостью к термическому старению, используемых в автомобильной, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Резиновая смесь включает, мас. ч.: каучук БНКС-18АМН - 100,0, СВМПЭ - 5,0-15,0, технический углерод марки N550 - 80,0, дибутилсебацинат - 20,0, оксид цинка - 5,0, 6PPD - 1,0, 4010 - 1,0, антиоксидант D - 4,0, стеариновую кислоту - 1,75, альтакс - 1,5, CZ - 1,5, дикумилпероксид - 2,0 и серу 1,0. Изобретение позволяет повысить стойкость к термическому старению в углеводородной среде и в воздухе, повысить физико-механические показатели, морозостойкость и износостойкость. 1 табл.

Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18АМН и свехвысокомолекулярного полиэтилена СВМПЭ, включающая технический углерод марки N550, дибутилсебацинат, оксид цинка, N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-п-фенилендиамин -6PPD, N-(изопропил-N-фенил-п-фенилен) - 4010, N-(2-нафтил)анилин - антиоксидант D, стеариновую кислоту, альтакс, N-циклогексил-2-бензотиазолсульфенамид-CZ, дикумилпероксид и серу, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. ч.:

БНКС-18АМН 100,0 СВМПЭ 5,0-15,0 Технический углерод марки N550 80,0 Дибутилсебацинат 20,0 Оксид цинка 5,0 6PPD 1,0 4010 1,0 Антиоксидант D 4,0 Стеариновая кислота 1,75 Альткас 1,5 CZ 1,5 Дикумилпероксид 2,0 Сера 1,0