ВУЛКАНИЗАТЫ СОПОЛИМЕРОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КОНТАКТЕ СО СРЕДОЙ, СОДЕРЖАЩЕЙ ОКСИМЕТИЛЕНОВЫЙ ЭФИР Российский патент 2022 года по МПК B60K15/06 C08L21/00 C08J3/24 C10L1/10 C10L10/00 

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к (галогенированным) вулканизатам сополимеров и к их применению в устройствах, таких как уплотняющие прокладки, внутренние облицовки резервуаров, уплотнительные кольца или шланги, которые находятся в контакте с жидкой средой, содержащей оксиметиленовый эфир.

Технический уровень

Двигатели внутреннего сгорания подвергаются критике из-за загрязнения окружающей среды. Будущие технологии силовой передачи будут оцениваться с учетом нейтральности CO₂, безопасности и эмиссии выхлопных газов, которые представляют собой законодательные требования, которые имеют приоритет и лежат в основе безопасности. Для достижения таких целей были разработаны технические процессы, использующие электрическую энергию, для синтеза жидкого топлива («Энергия в топливо» «Power-to-liquid»). Один из подходов состоит в использовании CO или CO₂ и устойчиво производимого H₂ для синтеза нетоксичных или жидких видов топлива (например, бензина, дизельного топлива или керосина), которые являются CO₂-нейтральными и экологически безопасными (так называемая «голубая нефть»).

Топливо на основе простых эфиров с C₁-строительными блоками, которые не содержат C-C связей, таких как оксиметиленовый эфир (например, OME1), является особенно эффективным средством минимизирования эмиссии с менее сложным выхлопом после обработки. OME1 получают из метанола в промышленном масштабе, он имеет высокую энергетическую плотность и имеет цетановое число (ЦЧ (CN)) приблизительно 38. Он может быть смешан с добавками для получения дизельного топлива OME1a (ЦЧ 48).

Использование синтетического оксигенированного продукта в качестве заменителя газойля в дизельных двигателях с некоторых пор известно (EP-A-1422285 (2003)). Содержание 20% масс. OME в дизельном топливе приводит к уменьшению образования сажи более чем на 60% и к уменьшению выброса NO_x на 25%.

Композиции, содержащие дизельное топливо (ДТ (DF)) и диалкиловый эфир полиоксиметилена, раскрыты в документе WO-A-08/074704.

Выработка сажи уменьшается до 0%, если чистый OME используют в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Такие виды топлива имеют потенциал для продления срока службы двигателей внутреннего сгорания с высоким к.п.д.

Однако такие виды оксигенированного топлива имеют другие химические свойства в сравнении со стандартными видами углеводородного топлива, что приводит к новым проблемам для компонентов и устройств, которые контактируют с оксигенированным топливом. Обычно несколько изделий и приспособлений из вулканизированного каучука на основе синтетического каучука находятся в контакте с топливом в двигателе внутреннего сгорания, например, уплотнительные кольца, уплотняющие прокладки, транспортные линии или шланги.

К сожалению, не каждый вулканизированный синтетический каучук, который пригоден для применения в качестве изделий, находящихся в контакте с дизельным топливом, может быть также использован в контакте с оксиметиленовым эфиром, так как оксигенированное топливо часто приводит к огромному набуханию каучукового вулканизата, что делает их применение нецелесообразным. Например, полярность дизельного топлива слишком похожа на неполярные каучуки типа бутадиенового каучука (BR) или этилен-пропилен-диенового каучука (EPDM).

Сборник тезисов докладов 5-ой Международной конференции группы передового опыта «Tailor-Made Fuels from Biomass» (Специально полученные виды топлива из биомассы) раскрывает на стр. 101-104 опыты по набуханию с разнообразными синтетическими каучуками в дизельном топливе и в OME. Обычные синтетические каучуки для уплотнений, такие как бутадиен-нитрильный каучук (NBR) или фторуглеродный каучук (FKM), показывают сильное набухание в OEM. Подходящие синтетические каучуки, такие как эластомерный перфторкаучук (FFKM) или тетрафторэтилен-пропиленовый каучук (FEPM), которые проявляют низкое набухание, являются неэкономичными.

Степень набухания каучука в жидкой среде предсказать трудно. Набухание полимеров, как правило, соотносится с принципом «подобное растворяется в подобном» и может быть выражено параметром растворимости обоих материалов, чтобы оценить, будет ли набухание в каучуке. Теоретически, каучук с параметром растворимости, который близок к параметру растворимости среды, должен набухать больше всего («similia similibus solvuntur»).

Наиболее простой оксиметиленовый эфир представляет собой диметиловый эфир (DME) и имеет параметр растворимости 17,1 МПа^1/2. OME1 (диметоксиметан, метилаль) с одной оксиметиленовой группой имеет параметр растворимости по литературным данным 17,4 МПа^1/2. Ожидалось, что гидрированный нитрильный каучук (HNBR) с содержанием акрилонитрила 34% масс. с параметром растворимости 20,7 МПа^1/2 имеет хорошее соответствие и будет набухать мало. Однако неожиданно имеет место высокое набухание.

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в создании эластичных вулканизированных каучуковых продуктов (вулканизатов), таких как уплотнения, уплотняющие прокладки или шланги, которые имеют низкую степень набухания при контакте с оксиметиленовым эфиром или средой, содержащей оксиметиленовый эфир.

Сущность изобретения

В настоящее время неожиданно установлено, что вопреки предсказанным параметрам растворимости вулканизаты, содержащие сополимер, имеют низкую степень набухания в оксиметиленовом эфире и, следовательно, являются предпочтительно приемлемыми для использования в качестве вулканизата и приспособлений, которые находятся в контакте с оксиметиленовым эфиром или средой, содержащей оксиметиленовый эфир.

Таким образом, изобретение описывает устройства, содержащие (i) вулканизат, содержащий сополимер, и (ii) среду, содержащую оксиметиленовый эфир, где вулканизат (i) находится в контакте со средой (ii).

Подробное описание изобретения

Изобретение также описано в следующих вариантах осуществления.

Изобретение также охватывает все комбинации предпочтительных вариантов осуществления, интервалы параметров, раскрытых далее, либо друг с другом либо с наиболее широко раскрытым интервалом или параметром.

Если прямо не указано иное, «масс.ч./100 масс.ч. каучука» относятся к массовым частям на сто массовых частей каучука.

Как используется в данном случае, термин вулканизат сополимера означает вулканизат, полученный путем отверждения компаунда, содержащего, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер.

(a) (Галогенированный) сополимер

Как используется в данном случае, термин сополимер охватывает любой полимер, который содержит, по меньшей мере, структурные звенья, полученные, по меньшей мере, из одного изоолефина, и структурные звенья, полученные, по меньшей мере, из одного сопряженного мультиолефина.

Термин галогенированный сополимер означает сополимер, который был галогенирован и, следовательно, содержит атомы галогена. Термин (галогенированный) сополимер означает сополимер и галогенированный сополимер, которые определены выше.

Предпочтительные (галогенированные) сополимеры включают (галогенированные) сополимеры, содержащие структурные звенья, полученные, по меньшей мере, из одного изоолефина и, по меньшей мере, одного сопряженного мультиолефина, при этом для галогенированных сополимеров структурные звенья, полученные, по меньшей мере, из одного сопряженного мультиолефина являются, по меньшей мере, частично галогенированными.

Примеры подходящих изоолефинов включают изоолефиновые мономеры, имеющие от 4 до 16 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 7 атомов углерода, такие как изобутен, 2-метил-1-бутен, 3-метил-1-бутен, 2-метил-2-бутен. Предпочтительным изоолефином является изобутен.

Примеры подходящих сопряженных мультиолефинов включают изопрен, бутадиен, 2-метилбутадиен, 2,4-диметилбутадиен, пиперилин, 3-метил-1,3-пентадиен, 2,4-гексадиен, 2-неопентил-бутадиен, 2-метил-1,5-гексадиен, 2,5-диметил-2,4-гексадиен, 2-метил-1,4-пентадиен, 4-бутил-1,3-пентадиен, 2,3-диметил-1,3-пентадиен, 2,3-дибутил-1,3-пентадиен, 2-этил-1,3-пентадиен, 2-этил-1,3-бутадиен, 2-метил-1,6-гептадиен, циклопентадиен, метил-циклопентадиен, циклогексадиен и 1-винилциклогексадиен.

Предпочтительными сопряженными мультиолефинами являются изопрен и бутадиен. Изопрен особенно предпочтителен.

(Галогенированные) сополимеры могут содержать или могут не содержать дополнительно структурные звенья, полученные из других олефинов, которые не являются ни изоолефинами, ни сопряженными мультиолефинами.

Примерами таких подходящих олефинов включают пинен, стирол, дивинилбензол, диизопропенилбензол, о-, м- и п-метилстирол.

Содержание структурных звеньев, полученных их сопряженных мультиолефинов, (галогенированных) сополимеров составляет, как правило, 0,1% мол. или больше, предпочтительно от 0,1 до 15% мол., в другом варианте осуществления 0,5% мол. или больше, предпочтительно от 0,5 до 10% мол., в другом варианте осуществления 0,7% мол. или больше, предпочтительно от 0,7 до 8,5% мол. особенно от 0,8 до 1,5 или от 1,5 до 2.5% мол. или от 2,5 до 4,5% мол. или от 4,5 до 8,5% мол., особенно когда используют изобутен и изопрен.

В случае галогенированного сополимера уровень галогена составляет, например, от 0,1 до 5% масс., предпочтительно от 0,5 до 3,0% масс. относительно галогенированного сополимера.

Галогенированный сополимер может представлять собой бромированный сополимер или хлорированный сополимер, которые также называют бромбутил-каучук и хлорбутил-каучук.

В одном варианте осуществления изобретения сополимер представляет собой изобутилен-изопреновый каучук (IIR, бутил-каучук), бромбутил-каучук (BIIR) или хлорбутил-каучук (CIIR).

Термин «содержание», указанное в % мол., означает мольное количество структурных звеньев, полученных из соответствующего мономера, относительно всех структурных звеньев (галогенированного) сополимера.

В одном варианте осуществления средневесовая молекулярная масса (галогенированного) сополимера находится в интервале от 10 до 2000 кг/моль, предпочтительно в интервале от 20 до 1000 кг/моль, более предпочтительно в интервале от 50 до 1000 кг/моль, даже более предпочтительно в интервале от 200 до 800 кг/моль, еще более предпочтительно в интервале от 375 to 550 кг/моль, и наиболее предпочтительно в интервале от 400 до 500 кг/моль. Молекулярные массы определяют с помощью гельпроникающей хроматографии в тетрагидрофурановом (ТГФ) растворе с использованием стандартов молекулярной массы полистирола, если не указано иное.

В одном варианте осуществления полидисперсность (галогенированного) сополимера находится в интервале от 1,5 до 4,5, как измерено по отношению средневесовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе, определенных гельпроникающей хроматографией.

(Галогенированный) сополимер, например, и, как правило, имеет вязкость по Муни, по меньшей мере, 10 (ML 1+8 при 125°C, ASTM D 1646), предпочтительно от 10 до 80, более предпочтительно от 20 до 80 и даже более предпочтительно от 25 до 60 (ML 1+8 при 125°C, ASTM D 1646).

Особое значение в качестве сополимеров имеют изобутилен-изопреновые каучуки (IIR) и их галогенированные производные хлорбутил-каучук (CIIR) и бромбутил-каучук (BIIR).

(Галогенированный) сополимер может присутствовать в компаунде в количестве от 1 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука, или от 10 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука, или от 25 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука, или от 50 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука, или от 70 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука, или от 85 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука из расчета на общую массу каучука в компаунде (масс.ч./100 масс.ч. каучука).

Компаунд, содержащий, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, может содержать или может не содержать дополнительно, по меньшей мере, один вторичный каучук, отличный от (галогенированных) сополимеров, и который предпочтительно выбирают из группы, включающей натуральный каучук (NR), эпоксидированный натуральный каучук (ENR), полиизопреновый каучук, поли(стирол-со-бутадиеновый) каучук (SBR), хлорпреновый каучук (CR), полибутадиеновый каучук (BR), (галогенированный) перфторсополимер (FFKM/FFPM), этиленвинил-ацетатный (EVA) каучук, этиленакрилатный каучук, полисульфидный каучук (TR), этилен-пропиленовый каучук (EPR), этилен-пропилен-диеновый каучук M-класса (EPDM), полифениленсульфид, бутадиен-нитрильный каучук (NBR), галогенированный бутадиен-нитрильный каучук (HNBR), пропиленоксидные полимеры, полиизобутиленовый каучук, звездообразно-разветвленный полиизобутиленовый каучук, поли(изобутилен-со-п-метилстирол) и галогенированный поли(изобутилен-со-п-метилстирол).

Вторичный каучук может присутствовать в компаунде в количестве от 0 до 99 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 0 до 90 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 0 до 75 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 0 до 50 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 0 до 30 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 0 до 15 масс.ч/100 масс.ч. каучука из расчета на общую массу каучука в компаунде (масс.ч/100 масс.ч. каучука).

Компаунд, содержащий, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, также может содержать один или несколько наполнителей. Наполнители могут представлять собой неминеральные наполнители, минеральные наполнители или их смеси. Неминеральные наполнители предпочтительны в некоторых вариантах осуществления и включают, например, углеродные сажи, каучуковые гели и их смеси. Подходящие углеродные сажи предпочтительно получают с помощью процессов получения ламповой сажи, печной сажи или газовой сажи. Углеродные сажи предпочтительно имеют удельные площади поверхности по методу БЭТ от 20 до 200 м²/г. Некоторые конкретные примеры углеродных саж представляют собой углеродные сажи SAF, ISAF, HAF, FEF и GPF. Подходящие минеральные наполнители включают, например, диоксид кремния, силикаты, глину, бентонит, вермикулит, нонтронит, бейделлит, волконскоит, гекторит, сапонит, лапонит, сустонит, магадиит, кениаит, ледикит, гипс, оксид алюминия, тальк, стекло, оксиды металлов (например, диоксид титана, оксид цинка, оксид магния, оксид алюминия), карбонаты металлов (например, карбонат магния, карбонат кальция, карбонат цинка), гидроксиды металлов (например, гидроксид алюминия, гидроксид магния) или их смеси. Частицы высушенного аморфного диоксида кремния, приемлемые для использования в качестве минеральных наполнителей, могут иметь средний размер частиц агломерата в интервале от 1 до 100 микрон, или от 10 до 50 микрон, или от 10 до 25 микрон. В одном варианте осуществления меньше чем 10% об. частиц агломерата может быть ниже 5 микрон. В одном варианте осуществления меньше чем 10% об. частиц агломерата может быть свыше 50 микрон по размеру.

Подходящий аморфный высушенный диоксид кремния может иметь, например, площадь поверхности по БЭТ, измеренную в соответствии со стандартом DIN (Deutsche Industrie Norm) 66131, между 50 и 450 м²/г. Абсорбция ДБФ (дибутилфталат, DBP), измеренная в соответствии со стандартом DIN 53601, может иметь значение между 150 и 400 граммами на 100 грамм диоксида кремния. Потери при сушке, измеренные в соответствии со стандартом DIN ISO 787/11, могут составлять от 0 до 10% масс.

Подходящие наполнители на основе диоксида кремния продаются на рынке под названиями HiSil™210, HiSil™233 и HiSil™243 и доступны от компании PPG Industries Inc. Также подходящими являются Vulkasil™S и Vulkasil™ N, коммерчески доступные от компании LANXESS Deutschland GmbH.

Наполнители с высоким аспектовым отношением, полезные в настоящем изобретении, могут включать глины, тальки, слюду и др., с аспектовым отношением, по меньшей мере, 1:3. Наполнители могут включать игольчатые неизометрические материалы с пластинчатой или иглоподобной структурой. Аспектовое отношение определяют, как отношение среднего диаметра круга такой же площади, как и поверхности пластины, к средней толщине пластины. Аспектовое отношение для наполнителей игольчатой и волокнистой формы представляет собой отношение длины к диаметру. Наполнители с высоким аспектовым отношением могут иметь отношение, по меньшей мере, 1:5, или, по меньшей мере, 1:7, или может находиться в интервале от 1:7 до 1:200. Наполнители с высоким аспектовым отношением могут иметь, например, средний размер частиц в интервале от 0,001 до 100 микрон, или от 0,005 до 50 микрон, или от 0,01 до 10 микрон. Подходящие наполнители с высоким аспектовым отношением могут иметь площадь поверхности по БЭТ, измеренную в соответствии со стандартом DIN (Deutsche Industrie Norm) 66131, между 5 и 200 м²/г. Наполнитель с высоким аспектовым отношением может содержать наноглину, такую как, например, органически модифицированная наноглина. Примеры наноглин включают природные порошкообразные смектитные глины (например, монтмориллонит натрия или кальция) или синтетические глины (например, гидротальцит или лапонит). В одном варианте осуществления наполнитель с высоким аспектовым отношением может включать органически модифицированные монмориллонитные наноглины. Глины могут быть модифицированы путем замещения переходного металла ониевым ионом, как это известно в данной области техники, чтобы придать глине функциональность поверхностно-активного вещества, которая способствует диспергированию глины в пределах обычно гидрофобной полимерной среды. В одном варианте осуществления ониевые ионы представляют собой ионы на основе фосфора (например, фосфониевые ионы) или на основе азота (например, аммониевые ионы) и содержат функциональные группы, имеющие от 2 до 20 атомов углерода. Глины могут быть представлены, например, с размером частиц в нанометровом масштабе, например, меньше чем 25 пм по объему. Размер частиц может лежать в интервале от 1 до 50 пм, или от 1 до 30 пм, или от 2 до 20 пм. Помимо диоксида кремния наноглины могут также содержать некоторую долю оксида алюминия, например, наноглины могут содержать от 0,1 до 10% масс. оксида алюминия, или от 0,5 до 5% масс. оксида алюминия, или от 1 до 3% масс. оксида алюминия. Примеры коммерчески доступных органически модифицированных наноглин в качестве минеральных наполнителей с высоким аспектовым отношением включают, например, наноглины, продаваемые под торговым названием Cloisite clays 10A, 20A, 6A, 15A, 30B или 25A.

Компаунды, содержащие, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, также могут включать другие ингредиенты, выбираемые из группы, включающей антиоксиданты, пенообразователи, антистарители, термостабилизаторы, светостабилизаторы, озоновые стабилизаторы, технологические вспомогательные вещества, пластификаторы, придающие липкость агенты, вспенивающие вещества, красители, пигменты, воски, сухие разбавители, органические кислоты, ингибиторы, оксиды металлов и активаторы, такие как триэтаноламин, полиэтиленгликоль, гексантриол и др., которые известны в индустрии каучука. Такие ингредиенты используют в обычных количествах, зависящих помимо прочего от предполагаемого применения.

Наполнители могут присутствовать в компаундах, содержащих, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, в количестве от 1 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 3 до 80 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 5 до 60 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 5 до 30 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 5 до 15 масс.ч/100 масс.ч. каучука из расчета на общее количество каучука в компаунде (масс.ч/100 масс.ч. каучука).

Компаунды, содержащие, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, также содержат отверждающую систему, которая дает возможность им отверждаться с получением вулканизатов сополимера.

Выбор отверждающей системы, подходящей для использования, особенно не ограничен и находится в рамках компетенции специалиста в данной области техники. В некоторых вариантах осуществления отверждающая система может быть на основе серы, на основе пероксида, на основе смолы или на основе ультрафиолетового (УФ) света. Отверждающая система на основе серы может содержать: (i) по меньшей мере, один оксид металла, который является необязательным, (ii) элементарную серу и (iii) по меньшей мере, один ускоритель на основе серы. Использование оксидов металла в качестве компонента серосодержащей отверждающей системы хорошо известно в данной области техники и предпочтительно.

Подходящим оксидом металла является оксид цинка, который может быть использован в количестве приблизительно от 1 до 10 масс.ч/100 масс.ч. каучука. В другом варианте осуществления оксид цинка может быть использован в количестве приблизительно от 2 до 5 масс.ч/100 масс.ч. каучука. Элементарную серу используют в количествах приблизительно от 0,2 до 2 масс.ч/100 масс.ч. каучука. Подходящие ускорители на основе серы могут быть использованы в количествах приблизительно от 0,5 до 3 масс.ч/100 масс.ч. каучука.

Неограничивающие примеры полезных ускорителей на основе серы включают тиурамсульфиды (например, тетраметилтиурам-дисульфид (TMTD)), тиокарбаматы (например, диметилдитиокарбамат цинка (ZDMC), дибутилдитиокарбамат цинка (ZDBC), дибензилдитио-карбамат цинка (ZBEC) и тиазиновые или бензотиазильные соединения (например, 4-морфолинил-2-бензотиазилдисульфид (Morfax), меркаптобензотиазол (MBT) и меркапобензотиазил-дисульфид (MBTS)). Особенно следует отметить ускоритель на основе серы меркаптобензотиазилдисульфид.

В зависимости от конкретной природы и в частности от уровня ненасыщенности (галогенированных) сополимеров также может быть приемлема отверждающая система на основе пероксида. Отверждающая система на основе пероксида может содержать пероксидный отверждающий агент, например, дикумилпероксид, ди-трет-бутил-пероксид, бензоилпероксид, 2,2’-бис(трет-бутилперокси-диизопропилбензол (Vulcup 40KE), бензоилпероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3, 2,5-диметил-2,5-ди(бензоил-перокси)гексан, (2,5-бис(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан и т.п. Один такой пероксидный отверждающий агент содержит дикумил-пероксид и коммерчески доступен под наименованием DiCup 40C. Пероксидные отверждающие агенты могут быть использованы в количестве приблизительно 0,2-7 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или приблизительно 1-6 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или приблизительно 4 масс.ч/100 масс.ч. каучука. Также могут быть использованы отверждающие соагенты для пероксида. Подходящие отверждающие соагенты для пероксида включают, например, триаллилизоцианурат (TAIC), коммерчески доступный под наименованием DIAK 7 от компании DuPont, N, N’-м-фенилен-дималеимид, известный как HVA-2, от компаний DuPont или Dow, триаллилцианурат (TAC) или жидкий полибутадиен, известный как Ricon D 153 (поставляет компания Ricon Resins). Отверждающие соагенты для пероксида могут быть использованы в количествах, эквивалентных количествам пероксидного отверждающего агента, или меньше. Состояние отвержденных пероксидом изделий улучшают с помощью сополимеров, имеющих повышенные уровни ненасыщенности, например, содержание мультиолефинов, по меньшей мере, 0,5 моль.

Компаунды, содержащие, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, также могут быть отвержены с помощью смоляной системы отверждения и, если необходимо, ускорителя, чтобы активировать отверждение смолы.

Подходящие смолы включают, но без ограничения, фенольные смолы, алкилфенольные смолы, алкилированные фенолы, галогенированные алкилфенольные смолы и их смеси.

При использовании для отверждения (галогенированного) сополимера иногда используют галогеновый активатор для содействия образованию поперечных связей. Такие активаторы включают хлористое олово или галогенсодержащие полимеры, такие как полихлорпрен. Смоляная отверждающая система обычно также включает оксид металла, такой как оксид цинка.

Хлорбутил и бромбутил также могут самоотверждаться без необходимости источника дополнительного галогенида.

Галогенированные смолы, в которых некоторые из гидроксильных групп метилольной группы замещены, например, бромом, являются более реакционноспособными. С такими смолами использование дополнительного галогенового активатора не требуется.

Иллюстративными галогенированными фенол-альдегидными смолами являются смолы, получаемые компанией Schenectady Chemicals, Inc. и обозначаемые как смолы SP 1055 и SP 1056. Смола SP 1055 имеет содержание метилола приблизительно от 9 до 12,5% и содержание брома приблизительно 4%, тогда как смола SP 1056 имеет содержание метила приблизительно от 7,5 до 11% и содержание брома приблизительно 6%. Доступны промышленные формы негалогенированных смол, такие как SP-1044 с содержанием метилoла приблизительно от 7 до 9,5% и SP-1045 с содержанием метилола приблизительно от 8 до 11%.

Выбор различных компонентов смоляной отверждающей системы и требуемых количеств известен специалисту в данной области техники и зависит от желаемого конечного применения каучукового компаунда. Отверждение смолой, используемое при вулканизации (галогенированных) сополимеров, имеющих ненасыщенность, и особенно (галогенированных) сополимеров, описано подробно в публикации «Rubber Technology» Third Edition, Maurice Morton, ed., 1987, pages 13-14, 23, а также в патентной литературе, например, в документах US 3287440 и US 4059651.

Компаунды, содержащие, по меньшей мере, один (галогенированный) сополимер, могут быть компаундированы вместе с использованием обычных методов. Подходящие методы компаундирования включают, например, смешение ингредиентов друг с другом с использованием, например, закрытого резиносмесителя (например, смесителя Бенбери), уменьшенного закрытого резиносмесителя (например, смесителя Хааке или Брабендера) или двухвалковой смесительной мельницы. Экструдер также обеспечивает хорошее смешение и позволяет сократить время смешения. Можно проводить смешение на двух или нескольких стадиях, и смешение может быть выполнено в разных устройствах, например, одна стадия в закрытом резиносмесителе и одна стадия в экструдере.

Дополнительную информацию по технологиям компаундирования можно найти в публикации «Encyclopedia of Polymer Science and Engineering», Vol. 4, p. 66 et seq. (Compounding). Другие технологии, известные специалисту в данной области техники, также приемлемы для компаундирования.

Компаунды, описанные выше, могут быть отверждены с получением вулканизатов сополимера.

Параметры отверждения зависят от используемой отверждающей системы и также хорошо известны специалисту в данной области техники и исчерпывающе описаны в документах, цитируемых выше.

В одном варианте осуществления изобретения количество (галогенированного) сополимера в вулканизате составляет от 1 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 10 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 25 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 50 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 70 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука, или от 85 до 100 масс.ч/100 масс.ч. каучука из расчета на общую массу вулканизата.

В одном варианте осуществления изобретения вулканизаты, содержащие сополимер, в контакте с оксиметиленовым эфиром или средой, содержащей оксиметиленовый эфир, используют (но без ограничения) в форме ремня, шланга, уплотняющего кольца, провода/кабеля, внутренней облицовки, амортизатора, машинной арматуры, облицовки емкости для хранения, емкости для хранения, электрической изоляции, подшипника, запорного элемента или крышки контейнера; уплотнения или герметика, например, прокладки или уплотнения соединения; диафрагмы, вулканизационной диафрагмы, топливопроводов, топливных фильтров, мембран для фильтрации топлива или герметизации резервуаров.

Неожиданно установлено, что вулканизаты сополимера проявляют низкое набухание при контакте с оксиметиленовым эфиром.

Сополимеры коммерчески доступны и их производство описано многократно и хорошо известно специалисту в данной области техники.

(b) Среда, содержащая оксиметиленовый эфир (OME-среда)

(b.1) Оксиметиленовый эфир (OME), включая диалкиловый эфир (поли)оксиметилена (POMDAE; диалкилполиформаль), в соответствии с этим изобретением представляет собой соединения следующей формулы (I):

(I),

где

n имеет значение от 0 до 5, предпочтительно от 1 до 5, более предпочтительно от 2 до 5, даже более предпочтительно от 3 до 5,

R¹ представляет собой линейный или разветвленный C₁-C₂₀-алкил, предпочтительно C₁-C₄-алкил, более предпочтительно метил, этил или пропил, даже более предпочтительно метил или этил, и

R² представляет собой линейный или разветвленный C₁-C₂₀-алкил, предпочтительно C₁-C₄-алкил, более предпочтительно метил, этил или пропил, даже более предпочтительно метил или этил.

Алкилы могут быть замещенными или незамещенными.

OME0: Диметиловый эфир (ДМЭ (DME))

Диметиловый эфир (ДМЭ (DME); CH₃-O-CH₃) представляет собой оксиметиленовый эфир в соответствии с общей формулой (I), где n имеет значение 0, а R¹ и R² представляют собой метил. ДМЭ может быть очень легко произведен из метанола каталитической дегидратацией или непосредственно из синтез-газа (CO и H₂). ДМЭ с хорошими результатами интенсивно проверяли в качестве дизельного топлива. ДМЭ дает небольшие количества копоти во время сгорания и это позволяет значительно снизить содержание NO_x в двигателях. Физические характеристики ДМЭ перечислены в таблице 1. ДМЭ имеет температуру кипения -24°C и с ним необходимо обращаться как с жидким газом в емкостях высокого давления. Это является недостатком с точки зрения цепочки поставок и технологии транспортного средства по сравнению с обычными видами жидкого топлива. ДМЭ коммерчески доступен от компании Oberon Fuels.

OME1: Моно-оксиметиленовый эфир

Моно-оксиметиленовый эфир (OME1; диметилформаль) представляет собой оксиметиленовый эфир в соответствии с общей формулой (I), где n имеет значение 1, а R¹ и R² представляют собой метил. OME1 синтезируют из метанола и формальдегида. Цетановое число OME1 варьируется между 29 и 37,6. Вязкость OME1 существенно ниже, чем у дизельного топлива.

OME2-5: Полиоксиметиленовый эфир

Вставка n числа оксиметиленовых групп (-O-CH₂-) в молекулу ДМЭ дает диметиловый эфир олигомерного оксиметилена (OME2-5) с более высокими молекулярными массами и температурами кипения 42, 156, 201 и 242°C (при n=1, 3, 4 и 5). OME2-5 получают путем преобразования OME1 с помощью триоксана при 80°C в системе реакционной перегонки. Триоксан производят промышленным путем тримеризации CH₂O.

В предпочтительном варианте осуществления OME в соответствии с изобретением представляет собой диметиловый эфир полиоксиметилена (POMДМЭ) общей формулы (I) с n ≥ 2.

Физические свойства таких OME зависят от длины цепочки n. ДМЭ представляет собой газ при стандартных условиях. Короткоцепочечные OME (OME1-OME5) представляют собой бесцветные, воспламеняющиеся жидкости. Композиции, содержащие OME3-OME5, соответствуют в большой степени физическим свойствам обычного дизельного топлива. Если длина цепочки соответствует n≥6 (OME6 или выше), OME являются твердыми. Физические свойства, точка воспламенения и цетановое число ДМЭ (n=0) и выбранных OME (n=1 и смесей n=3, 4, 5) перечислены в таблице 1. OME могут быть смешаны с дизельным топливом в любом соотношении.

Таблица 1

Обзор C₁-топлива для дизельных двигателей и их свойств

OME Формула Мол. масса [г/моль] Плотность [кг/л] 15°C Точка замерзания [°C] Точка кипения [°C] Цетановое число [°C] 0 C₂H₆O 46,1 0,67 -140 -24,9 60 1 C₃H₈O₂ 76,1 0,87 -105 42,3 38 1a 260,5 0,88 -22 44,0 48 3/4/5^a C₆H₁₄O₅ 166,2 1,07 -19 155-242 72 ДТ CH_1.86O_0.05 250 0,83 -20 160-380 >51

Физические свойства (молекулярная формула, молекулярная масса, плотность, точка замерзания, точка кипения, цетановое число) C₁-топлива для дизельных двигателей: ДМЭ (n=0), OME топливо и, для сравнения, дизельное топливо (ДТ (DF)) в соответствии со стандартом DIN EN 590:2010. OME1a=OME1 с добавками;

^a смесь OME3/4/5:36/37/27% масс.

Способ производства OME

OME может быть произведен в соответствии с одним из способов, описанных в документах DE-A-102017201691, EP-A-1893667 или EP-A-1893660.

Например, на первой стадии синтез-газ (CO+H₂) превращают в метанол и затем пары метанола частично окисляют и частично разлагают каталитически на Ag сетке с образованием CH₂O путем субстехиометрического добавления воздуха (способ балласта метанолом). ДМЭ представляет собой побочный продукт этой реакции. Избыток метанола и произведенного CH₂O конденсируют из выходящего газа и превращают в OME1 на ионообменной смоле.

(b.2) Среда

Среда в соответствии с изобретением представляет собой жидкий углеводород.

Подходящими углеводородами являются моторное топливо, авиационный бензин, морское топливо, реактивное топливо, тяжелый бензин, керосин, ламповое масло, угольная нефть, специальные виды топлива, дизельное топливо, мазут, моторное масло, авиационное масло, турбинное масло, гидравлическое масло, смазка, битум, нефтяной воск, нефтяной кокс, дизельное топливо.

OME может быть смешан со средой в любом соотношении. Количество OME в среде в соответствии с изобретением составляет от 0,01 до 100% масс., предпочтительно от 0,1 до 100% масс., более предпочтительно от 1 до 100% масс. и даже более предпочтительно от 5 до 75% масс. и наиболее предпочтительно от 10 до 25% масс.

Настоящее изобретение также относится к устройству, содержащему:

(i) вулканизат, содержащий сополимер, и

(ii) среду, содержащую оксиметиленовый эфир,

где вулканизат (i) находится в контакте со средой (ii).

В одном варианте осуществления изобретения устройство в соответствии с изобретением содержит вулканизат сополимера (i) в форме ремня, шланга, уплотняющего кольца, провода/кабеля, внутренней облицовки, амортизатора, машинной арматуры, облицовки емкости для хранения, емкости для хранения, электрической изоляции, подшипника, запорного элемента или крышки контейнера; уплотнения или герметика, например, прокладки или уплотнения соединения; диафрагмы, вулканизационной диафрагмы, топливопроводов, топливных фильтров, мембран для фильтрации топлива или герметизации резервуаров.

В одном варианте осуществления изобретения устройства в соответствии с изобретением включают транспортное средство, такое как автомобиль, грузовик или мотоцикл, бензобак, бензонасос или бензоколонка.

В одном варианте осуществления изобретения оксиметиленовый эфир среды (ii) представляет собой соединение в соответствии с формулой (I):

(I),

где

n имеет значение от 0 до 5, предпочтительно от 1 до 5, более предпочтительно от 2 до 5, даже более предпочтительно от 3 до 5,

R¹ представляет собой линейный или разветвленный C₁-C₂₀-алкил, предпочтительно C₁-C₄-алкил, более предпочтительно метил, этил или пропил, даже более предпочтительно метил или этил, и

R² представляет собой линейный или разветвленный C₁-C₂₀-алкил, предпочтительно C₁-C₄-алкил, более предпочтительно метил, этил или пропил, даже более предпочтительно метил или этил.

В одном варианте осуществления изобретения оксиметиленовый эфир среды (ii) представляет собой оксиметиленовый эфир в соответствии с общей формулой (I), где n имеет значение 1, и R¹ и R² каждый представляют собой метил (OME1).

Устройство в соответствии с любым из пунктов 1-6, отличающееся тем, что количество оксиметиленового эфира в соответствии с общей формулой (I) составляет от 0,01 до 100% масс., предпочтительно от 0,1 до 100% масс., более предпочтительно от 1 до 100% масс., даже более предпочтительно от 5 до 75% масс. и наиболее предпочтительно от 10 до 25% масс. из расчета на общую массу среды (ii).

В одном варианте осуществления изобретения устройства содержат в качестве среды (ii) OME1 или дизельное топливо, содержащее от 0,01 до 99,9% масс. OME1.

Настоящее изобретение также относится к применению вулканизата сополимера в качестве компонента устройства, в котором вулканизат находится в контакте со средой, содержащей оксиметиленовый эфир.

Преимуществом настоящего изобретения является низкое набухание вулканизатов сополимера при контакте со средой, содержащей оксиметиленовый эфир.

Экспериментальная часть

Набухание: Образцы каучуковых компаундов хранят в течение 168 час при 70°C в чистом OME1 в соответствии со стандартом DIN ISO 1817, чтобы определить набухание, например, чтобы в последствии измерить увеличение массы и объема.

Материалы:

HNBR - Гидрированный нитрильный каучук (Therban^® 3407 и 4307; ARLANXEO) (параметр растворимости 20,7 и 21,7 МПа^1/2)

HNBR LT - Акрилатный гидрированный нитрильный каучук (Therban^® LT 1707; ARLANXEO) (параметр растворимости 19,8 МПа^1/2)

EPDM - Этилен-пропилен-диеновый каучук (Keltan^® 5260Q; ARLANXEO) (параметр растворимости 16-17 МПа^1/2)

SBR - Бутадиен-стирольный каучук (Buna SE 1712 TE; Buna SE 1502 H, Arlanxeo Deutschland GmbH) (параметр растворимости 17,4 МПа^1/2)

BR - Бутадиеновый каучук (Buna CB 24; ARLANXEO) (катализированный неодимом; вязкость по Муни (1+4 при 100°C) 44) (параметр растворимости: 17 МПа^1/2)

IIR - Бутилкаучук (X_Бутил^® RB301; ARLANXEO) (параметр растворимости 16,5 МПа^1/2)

CIIR - Хлорбутил-каучук (X_Бутил^® CB 1240; ARLANXEO; хлорированный изобутилен-изопреновый каучук; содержание галогена (% масс.) 1,25; вязкость по Муни (ML (1+8) при 125°C) 38 МПа^1/2)

FKM - Фторэластомер (Viton^® GLT 600 s; DuPont) (параметр растворимости 17,8 МПа^1/2)

OME - Оксиметиленовый эфир (Solvalid DMM 100; Ineos Paraform)

NR - Натуральный каучук (SMR CV60)

Aflux^® 42 - Смесь жирных кислот; LANXESS Deutschland GmbH

Escorez^® 1102 - Повышающая липкость смола; ExxonMobile

Kettlitz^®-TAIC 70 - триаллилизоцианурат; Kettlitz-Chemie GmbH & Co. KG

Luvomaxx^® CDPA - 4,4’-бис(1,1-диметилбензил)дифениламин; Lehmann и Voss

Maglite^® DE - Оксид магния; CP Hall.

N330 VULCAN 3 - Углеродная сажа; Cabot

N550 STERLING 6630 - Углеродная сажа; Orion Engineered Carbon

N774 - Углеродная сажа; Orion Engineered Carbon

N990 Luvomaxx ^® MT - Углеродная сажа; Lehmann и Voss

Perkadox^® 14-40 B-PD - ди(трет-бутилпероксиизопропил)бензол 40%, нанесенный на диоксид кремния; Akzo Nobel Polymer Chemical

Polyglykol 4000 S - Полиэтиленгликоль (средняя молекулярная масса 4000); Clariant

Гранулы Resin SP 1068 - Алкилфенолы/формальдегидные смолы; SI Group

Rhenofit^® TRIM/S - 70% триметакрилат триметилолопропана, 30%, нанесенный на диоксид кремния; LANXESS

Silfit^® Z91 - Комбинация корпускулярного диоксида кремния и пластинчатого каолинита; Hoffmann Mineral

Spheron^® 5000 A - Углеродная сажа; Cabot

Spider Sulphur - Сера; Hallstar

Stearic acid (triple pressed) - Стеариновая кислота тройного прессования; Akrochem Corporation

Sulfads - N, N’-Дипенаметилентиурамгексасульфид; R.T. Vanderbilt

Sunpar^® 2280 - Парафиновое технологическое масло; Hallstar

Tremin^® 283-600 VST - Покрытый винилсиланом волластонит; Quarzwerke

Trigonox^® 101-45D PD - 2,5-Диметил-2,5-ди(трет-бутил-перокси)гексан; AkzoNobel

Uniplex^® 546 - трис-2-этилгексилтримеллитат; LANXESS

Vivatec^® 500 (масло TDAE) - Минеральное масло; H&R Group

Vulkacit^® CZ/EG-C (CBS) - N-циклогексил-2-бензотиазол-сульфенамид; LANXESS

Vulkacit^® DM/C (MBTS) - ди(бензотиазол-2-ил)дисульфид; LANXESS

Vulkacit ^® THIURAM/C TMTD - Тетраметилтиурамдисульфид; LANXESS

Vulkanox^® 4020 LG (6PPD) - N-(1,3-диметилбутил)-N’-фенил-п-фенилендиамин; LANXESS

Vulkanox^® HS/LG - 2,2,4-Триметил-1,2-дигидрохинолин; LANXESS

Vulkanox^® MB2/MG - 4- и 5-Метил-2-меркаптобензимидазол; LANXESS

Vulkanox ^® ZMB2/C5 - Цинковая соль 4- и 5-метил-2-меркапто-бензтиазола; LANXESS

Vulkasil^® A1 - Осажденный алюмосиликат натрия; LANXESS

Zinc oxide active - Оксид цинка (ZnO), LANXESS

Zoco^® 104 - Оксид цинка; Hallstar

Методика компаундирования

Компаунды, перечисленные в таблицах 2-4 включительно, смешивают в соответствии с приведенной ниже методикой.

На стадии 1 смешение проводят с использованием лабораторного смесителя Брабендера, оборудованного ротором Бенбери, имеющим емкость смешения 375 см³ при скорости смешения 60 об/мин, начиная с температуры 60°C (коэффициент заполнения 75). Через 30 сек после добавления полимеров добавляют половину количества углеродной сажи. Через 90 сек добавляют оставшуюся углеродную сажу, масло, стеариновую кислоту в качестве добавок. Компаунд (стадия 1) выгружают через 300 сек или при максимальной температуре сброса 150°C. Компаунд охлаждают на мельнице при 50°C (мельница 10×20) и оставляют в покое в течение как минимум 8 час перед стадией 2 (отвердители). На стадии 2 смешение проводят с использованием мельницы 6×12 дюйма (Емкость 375,0) с температурой валка 30°C.

Компаунд со стадии 1 добавляют на мельницу до кромки и затем замешивают с отвердителями. Компаунд облагораживают с использованием 3/4 разрезов каждые 30 сек в течение 3 мин. Компаунд раскатывают для распределения всех ингредиентов и формируют листы толщиной 2 мм.

Компаунды, перечисленные в таблицах 5 и 6, смешивают в соответствии с приведенной ниже методикой в закрытом резиносмесителе (смеситель Бенбери).

Лабораторный закрытый резиносмеситель Бенбери, охлажденный до 40°C, используют для получения примеров. Скорость ротора поддерживают постоянной во время смешения при 40 об/мин. Каучук загружают на начальном этапе и перемешивают одну минуту. Затем добавляют наполнитель и добавки (за исключением пероксида и сшивающих агентов). Компаунд выгружают, как только температура достигает 140°C. Компаунд охлаждают на двухвалковых вальцах. Минимум через 8 час времени охлаждения компаунд помещают на двухвалковые вальцы при 40°C и добавляют пероксид и сшивающие агенты. Компаунд перемешивают до тех пор, пока все ингредиенты не будут хорошо распределены.

Отверждение

Поведение при отверждении определяют с помощью вискозиметра MDR 200 (вискозиметр с пуансоном) (дуга 1 градус, 160°C). Компаунды, описанные в таблицах 2-4, затем формируют в макролисты (толщиной 2 мм) и отверждают при 160°C в пресс-форме прямым прессованием в соответствии с лабораторной практикой в течение времени отверждения t 90+5 мин. Компаунды в таблицах 5 и 6 отверждают под давлением в течение 10 мин при 180°C.

Таблица 2

Набухание компаундов IIR и CIIR в среде OME

ХЛОРБУТИЛ CB 1240 100 70 30 БУТИЛ 301 100 SMR CV60 Натуральный каучук 0 30 70 N774 0 70 70 N330 70 0 0 50 Escorez^® 1102 0 10 10 Maglite^® DE 0,5 0 0 Sunpar^® 2280 5 10 10 10 Vulkanox^® HS/LG 1 2 2 Гранулы смолы Resin SP 1068 3 0 0 Стеариновая кислота (тройного прессования) 1 2 2 1 Vulkacit^® THIURAM/C TMTD 1 1 1 1,5 Zoco^® 104 5 5 5 5 Vulkacit^® DM/C (MBTS) 2 2 2 1 Spider Sulphur (Сера) 0 1,5 1,5 1,5 Sulfads 1,5 Увеличение массы 23 17 26 15 Увеличение объема 34 28 39 24

Бутилкаучук показывает увеличение объема только 24%.

Хлорированный бутилкаучук показывает увеличение объема 34%.

Таблица 3

Набухание компаундов BR в OME-среде

BUNA CB 24 30 70 100 SMR CV60 Натуральный каучук 70 30 0 Zoco^® 104 2 2 2 N550 STERLING 6630 60 60 60 Vulkanox^® 4020 LG (6PPD) 2 2 2 Стеариновая кислота (тройного прессования) 3 3 3 Vulkanox^® HS/LG 3 3 3 Vivatec^® 500 (масло TDAE) 20 20 20 Vulkacit^® CZ/EG-C (CBS) 1,4 1,2 1,03 Spider Sulphur (Сера) 1,4 1,2 1,03 Увеличение массы 61 55 50 Увеличение объема 83 77 71

Таблица 4

Набухание компаундов NR и SBR в OME-среде

Buna SE 1712 TE 0 0 0 0 96,25 41,25 Buna SE 1502 H 0 30 70 100 0 0 SMR CV60 Натуральный каучук 100 70 30 0 30 70 Zoco^® 104 2 2 2 2 2 2 N550 STERLING 6630 80 80 80 80 80 80 Vulkanox^® 4020 LG (6PPD) 2 2 2 2 2 2 Стеариновая кислота (тройного прессования) 3 3 3 3 3 3 Vulkanox^® HS/LG 3 3 3 3 3 3 Vivatec^® 500 (масло TDAE) 30 30 30 30 3,75 18,75 Vulkacit^® CZ/EG-C (CBS) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Spider Sulphur (Сера) 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 Увеличение массы 60 49 54 47 53 57 Увеличение объема 87 71 78 71 78 83

Натуральный каучук показывает увеличение объема 87%.

Полибутадиеновый каучук (Buna CB 24) показывает увеличение объема 71%.

Бутадиен-стирольный каучук (Buna SE 1502 H) показывает увеличение объема 71%.

Таблица 5

Набухание компаундов EPDM+FKM в OME-среде

VITON GLT 600 S 100 KELTAN 5260Q 100 SUNPAR 2280 5 Luvomaxx^® MT N-990 20 Tremin^® 283-600 VST 55 65 Spheron^® 5000 A 40 Luvomaxx^® CDPA 1 1,5 Vulkanox^® MB2/MG 0,3 Vulkanox^® HS/LG 1,5 Vulkanox^® ZMB2/C5 1,5 Maglite^® DE 5 Zinc oxide active (Оксид цинка) 3 Polyglykol 4000 S 1,5 Aflux^® 42 0,5 Rhenofit^® TRIM/S 1,4 Kettlitz^®-TAIC 70 3 Trigonox^® 101-45D PD 3 Perkadox^® 14-40 B-PD 7,5 Увеличение массы 26 41 Увеличение объема 40 102

Таблица 6

Набухание компаундов HNBR в OME-среде

THERBAN^® 4307 100 THERBAN^® 3407 100 100 THERBAN^® LT 1707 VP 100 Luvomaxx^® MT N-990 100 50 100 Tremin^® 283-600 VST 35 Silfit^® Z91 80 Vulkasil^® A1 20 Uniplex^® 546 10 10 10 Luvomaxx^® CDPA 1,5 1,2 1,5 1,5 Vulkanox^® MB2/MG 0,3 0,4 0,3 0,3 Maglite^® DE 3 3 Zinc oxide active (Оксид цинка) 3 3 Rhenofit^® TRIM/S 1,5 1,5 Kettlitz^®-TAIC 70 2 2 Perkadox^® 14-40 B-PD 7,5 8 9,5 7,5 Увеличение массы 25 30 37 64 Увеличение объема 40 48 55 96

FKM (VITON GLT 600 S) показывает увеличение объема 102%.

EPDM (KELTAN 5260Q) показывает увеличение объема 40%.

Гидрированный нитрильный каучук (THERBAN® 4307) показывает увеличение объема 40%. Набухание растет со снижением содержания акрилонитрила в HNBR.

Настоящее изобретение относится к группе изобретений: устройство, сконфигурированное с возможностью контакта со средой, и способ уменьшения набухания вулканизата при его контакте со средой. Данное устройство содержит вулканизат и жидкую среду. Вулканизат выполнен в форме ремня, шланга, провода или кабеля, внутренней облицовки, амортизатора, машинной арматуры, облицовки емкости для хранения, емкости для хранения, электрической изоляции, подшипника, запорного элемента или крышки контейнера; уплотнения или герметика, диафрагмы, вулканизационной диафрагмы, топливопроводов, топливных фильтров, мембран для фильтрации топлива. Вулканизат содержит сополимер по меньшей мере одного изоолефина и по меньшей мере одного сопряженного мультиолефина. Жидкая среда содержит оксиметиленовый эфир. Вулканизат находится в контакте со средой. Данный способ включает обеспечение сополимера по меньшей мере одного изоолефина и по меньшей мере одного сопряженного мультиолефина для изготовления вулканизата. Технический результат – уменьшение степени набухания эластичных вулканизированных каучуковых продуктов (вулканизатов) при контакте с оксиметиленовым эфиром или со средой, содержащей оксиметиленовый эфир. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 табл., 7 пр.

1. Устройство, сконфигурированное с возможностью контакта со средой, содержащей оксиметиленовый эфир, содержащее

(i) вулканизат в форме ремня, шланга, провода или кабеля, внутренней облицовки, амортизатора, машинной арматуры, облицовки емкости для хранения, емкости для хранения, электрической изоляции, подшипника, запорного элемента или крышки контейнера; уплотнения или герметика, диафрагмы, вулканизационной диафрагмы, топливопроводов, топливных фильтров, мембран для фильтрации топлива,

указанный вулканизат содержит сополимер по меньшей мере одного изоолефина и по меньшей мере одного сопряженного мультиолефина, и

(ii) жидкую среду, содержащую оксиметиленовый эфир,

где вулканизат (i) находится в контакте со средой (ii).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уплотнение или герметик представляют собой уплотняющее кольцо, прокладку или уплотнение соединения.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно представляет собой транспортное средство или бензонасос.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что количество сополимера в вулканизате составляет от 50 до 100 масс.ч./100 масс.ч. каучука из расчета на общее количество полимера в вулканизате.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что сополимер представляет собой изобутилен-изопреновый каучук (IIR), бромбутил-каучук (BIIR) или хлорбутил-каучук (CIIR).

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что оксиметиленовый эфир представляет собой соединение общей формулы (I):

(I),

где

n имеет значение от 0 до 5,

R¹ представляет собой линейный или разветвленный C₁-C₂₀-алкил, и

R² представляет собой линейный или разветвленный C₁-C₂₀-алкил.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что

n имеет значение от 2 до 5.

8. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что

R¹ представляет собой метил.

9. Устройство по любому из пп. 6-8, отличающееся тем, что

R² представляет собой метил.

10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что оксиметиленовый эфир среды (ii) представляет собой оксиметиленовый эфир в соответствии с общей формулой (I), где n имеет значение 1, и R¹ и R² каждый представляет собой метил (OME1).

11. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что количество оксиметиленового эфира в соответствии с общей формулой (I) составляет от 0,01 до 100% масс. из расчета на общую массу среды (ii).

12. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что количество оксиметиленового эфира в соответствии с общей формулой (I) составляет от 5 до 75% масс. из расчета на общую массу среды (ii).

13. Способ уменьшения набухания вулканизата при его контакте со средой, содержащей оксиметиленовый эфир, включающий обеспечение сополимера по меньшей мере одного изоолефина и по меньшей мере одного сопряженного мультиолефина для изготовления вулканизата.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что сополимер представляет собой изобутилен-изопреновый каучук (IIR), бромбутил-каучук (BIIR) или хлорбутил-каучук (CIIR).

15. Способ по п. 13 или 14, отличающийся тем, что оксиметиленовый эфир представляет собой соединение общей формулы (I):

(I),

где

n имеет значение от 1,

R¹ и R² представляет собой метил (OME1).