Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука Российский патент 2023 года по МПК C08L9/02 C08K3/04 C08K3/06 C08K3/20 C08K3/26 C08K5/09 C08K5/10 C08K5/44 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к составу резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий в различных отраслях промышленности.

Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнитель, оксид цинка, стеарин технический, противостаритель, пластификатор (мягчитель) [патент RU 2688741 С1, C08L 9/02, C08L 19/00, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/18, C08K 5/40, C08K 5/43, C08K 5/44, заявка №2018112198 от 04.04.2018, опубл.: 22.05.2019 в Бюл. № 15].

В данной резиновой смеси в качестве пластификатора (мягчителя) используется дибутилсебацинат. Недостатком использования дибутилсебацината является его постепенная миграция на поверхность резиновой смеси, что нарушает его равномерное распределение и изменяет свойства итоговой композиции.

Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнители, оксид цинка и стеарин технический и противостаритель, пластификатор [патент RU 2255944 C1, С08K 5/05, С08K 5/09, С08K 5/10, С08L 21/00, заявка №2004113705/04 от 05.05.2004, опубл.: 10.07.2005 в Бюл. № 19], выбранная в качестве прототипа.

Недостатками данной резиновой смеси являются малая эффективность пластификатора (мягчителя).

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка рецептуры резиновой смеси на основе бутадиен - нитрильного каучука, обладающей повышенными упруго-прочностными свойствами с меньшим временем вулканизации. При этом вулканизаты резиновой смеси могли бы быть использованы в качестве рукавов и уплотнений в условиях действия масел и органических растворителей.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука включает бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-18 АМН, вулканизующую группу, состоящую из серы и сульфенамида Ц, технический углерод П514 и мел ММС-1, оксид цинка, стеарин технический, дибутилфталат и олигоэфирамид терефталевой кислоты со средней степенью полимеризации (n) 7-11 при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, масс. ч.:

бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН 50,0; сульфенамид Ц 1,8; сера 2,5; технический углерод П514 75,0; мел ММС-1 30,0; оксид цинка 4,0; стеарин технический 2,0; дибутилфталат 5,0÷15,0 олигоэфирамид терефталевой кислоты 5,0÷20,0.

Введение олигоэфирамида терефталевой кислоты в резиновую смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука приводит к снижению вязкости сырой резиновой смеси, увеличивает относительное удлинение при разрыве, а также ускоряет процесс серной вулканизации.

Олигоэфирамид терефталевой кислоты получен путем поликонденсации продукта аминолитической деструкции полиэтилентерефталата - N, N'-бис (2-гидроксиэтил) терефталамида. Структурная формула олигоэфирамида терефталевой кислоты показана на Фигуре.

По предлагаемому изобретению была изготовлена резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующую группу, наполнитель, оксид цинка, стеарин технический, при этом в качестве пластификатора (мягчителя) использовался олигоэфирамид терефталевой кислоты.

Пример.

На вальцах обычным способом готовят резиновую смесь, в которой в качестве бутадиен-нитрильного каучука используют БНКС-18 АМН. Состав смесей приведен в таблице 1, смесь 1 по прототипу, смеси 2-4 по предлагаемому техническому решению.

Смеси 1-5 вулканизовали при температуре 160°С в течение 30 минут. Физико-механические свойства определяли в соответствии с ГОСТ 270-75.

Испытание резин на ускоренное тепловое старение в воздушной среде проводили в соответствии с ГОСТ 9.0224-74 при температуре 100°С в течение 24 часов для резин 1-5.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов приведены в таблице 2.

По данным таблицы 2 видно, что у предложенных резиновых смесей снижается вязкость при введении олигоэфирамида терефталевой кислоты. Кроме этого, показано увеличение показателя относительного удлинения при разрыве по сравнению с прототипом.

Вводить предлагаемую добавку менее 5,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука нецелесообразно, так как у резиновых смесей с меньшей дозировкой предлагаемой добавки нет преимуществ по сравнению с известными. Вводить предлагаемую добавку более 10,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука нецелесообразно, так как ухудшается распределение добавки.

Таким образом, в решении использован новый ингредиент резиновых смесей, который получен из бытовых, либо промышленных отходов полиэтилентерефталата, обеспечивающий расширение сырьевой базы резиновой промышленности, введение которого в резиновую смесь снижает вязкость сырых смесей, увеличивает относительное удлинение при разрыве, уменьшает потребление дефицитного и значительно более дорогого сложноэфирного мягчителя (пластификатора) - дибутилфталата, снижает вымывание мягчителя (пластификатора) из вулканизатов на основе полярных каучуков, уменьшает их набухание.

Таблица 1 - Состав резиновых смесей Ингредиент Состав, мас. ч. 1 (прототип) 2 3 4 5 Каучук БНКС-18 АМН 50 50 50 50 50 Каучук СКН-26 ПВХ 30 50 - - - - Сера 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Сульфенамид Ц 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Стеарин технический 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Белила цинковые (оксид цинка) 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Диафен ФП 2,0 - - - - ТУ П514 75 75 75 75 75 Мел ММС-1 30 30 30 30 30 Дибутилфталат 20 15 10 5 - Олигоэфирамид терефталевой кислоты - 5,0 10,0 15,0 20,0 Итого 237,3 237,3 237,3 237,3 237,3

Таблица 2 - Свойства резиновых смесей и вулканизатов Показатель Смесь 1 (прототип) 2 3 4 5 Вязкость сырой резиновой смеси, ед. Муни 75 71 67 65 61 Условная прочность при растяжении, МПа 13,4 12,5 12,9 13,4 13,9 Относительное удлинение при разрыве, % 170 230 260 280 300 Твердость по Шору при(23±2)°С, усл. ед. 85 83 82 81 81 Коэффициент теплового старения по прочности при 100°С в течение 24 ч. -6,4 +3,5 +4,1 +4,6 +5,0 Коэффициент теплового старения по удлинению при 100°С в течение 24 ч. -9 +2,3 +2,7 +3,4 +3,7 Вымывание, % -2,8 -2,5 -2,3 -2,0 -1,7 Набухание, % 6,9 6,4 6,0 5,6 5,1

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к составу резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука для изготовления рукавов. Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука для изготовления рукавов включает бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-18 АМН, вулканизующую группу, состоящую из серы и сульфенамида Ц, технический углерод П514 и мел ММС-1, оксид цинка, стеарин технический, дибутилфталат и олигоэфирамид терефталевой кислоты со средней степенью полимеризации n равной 7-11 при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, масс. ч.: бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН - 50,0; сульфенамид Ц - 1,8; сера 2,5; технический углерод П514 - 75,0; мел ММС-1 - 30,0; оксид цинка - 4,0; стеарин технический - 2,0; дибутилфталат - 5,0÷15,0; олигоэфирамид терефталевой кислоты 5,0÷20,0. Олигоэфирамид терефталевой кислоты получен путем поликонденсации продукта аминолитической деструкции полиэтилентерефталата - N, N'-бис (2-гидроксиэтил) терефталамида. Введение олигоэфирамида терефталевой кислоты приводит к снижению вязкости сырых резиновых смесей, ускоряет процесс серной вулканизации и увеличивает относительное удлинение при разрыве готовых вулканизатов. Техническим результатом изобретения является разработка резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, обладающей повышенными упруго-прочностными свойствами с меньшим временем вулканизации. 1 ил., 2 табл., 5 пр.

Резиновая смесь для изготовления рукавов на основе бутадиен-нитрильного каучука включает бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-18 АМН, вулканизующую группу, состоящую из серы и сульфенамида Ц, технический углерод П514 и мел ММС-1, оксид цинка, стеарин технический, дибутилфталат и олигоэфирамид терефталевой кислоты со средней степенью полимеризации n равной 7-11 при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, масс. ч.:

бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН 50,0 сульфенамид Ц 1,8 сера 2,5 технический углерод П514 75,0 мел ММС-1 30,0 оксид цинка 4,0 стеарин технический 2,0 дибутилфталат 5,0÷15,0 олигоэфирамид терефталевой кислоты 5,0÷20,0