Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука Советский патент 1984 года по МПК C08L9/00 C08K5/40 

В.

li

KaiaA

ti

О

a

ь Изобретение относится к резинотех нической про1 5шшенности и может быть использовано при разработке резин, в частности для защиты химических аппаратов, в качестве футеровочного покрытия золоуловителей тепловых электростанций и др. Известна резиновая смесь на основе ненасьпценного каучука и ускорителя вулканизации цинеба Щ. . Резины из данной смеси характеризуются недостаточной стойкостью к аб разивному износу и стойкостью к кислотам. Наиболее близким техническим решением к изобретению является резиновая смесь на основе ненасьпценного каучука, например СКЭПТ, включающая тиурам, окись цинка (цинковые белила стеарин, технический углерод и серу, например, в соотношении 100:1,5:5: : 1:50:2 соответственно Резины из известной смеси характе ризуются низкой стойкостью к износу в абразивной пульпе и недостаточной кислотостойкостью. Цель изобретения - повышение кислотостойкости и износостойкости в абразивной пульпе резин из данной смеси. Поставленная цель достигается тем что резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука, включающая тетраметилтиурамдисульфид (тиурам), окись цинка, стеариновую кислоту, техничес кий углерод и серу, дополнительно содержит N N-этиленбистиокарбамат цинка (цинеб) при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Ненасыщенный каучук 100 Тетраметилтиурамдисульфид 0,5-1,0 Окись цинка3-5 Стеариновая кислота 1-3 Технический углерод 50-100 1,0-3,5 N, N -Этиленбистиокар2,5-5,0 бамат цинка е Цинеб с тиурамом одновременно про являют свойства ускорителя, образуя при этом МОНО-, ДИ-, полисульфидные поперечные связи, обуславливающие по вышенную износостойкость в абразивной пульпе, и внутримолекулярные свя зи, расходующие двойную связь, и таКИМ образом, обеспечивающие стойкост к агрессивным средам. Только указанное количественное соотношение цинеб и тиурама обеспечивает участие их в качестве модификатора. Пример 1. В резиновую смесь из этиленпропиленового тройного каучука (СКЭПТ) вводят в качестве модификатора цинеб в количестве 2,55,0 мае.ч. (предпочтительно 3,0 мае.ч,) на 100 мае.ч. каучука совместно с тиурамом в количестве 0,5-1,0 мае.ч. Резиновые смеси изготавливают на вальцах с последующей вулканизацией в прессе при 160 С в течение 40 мин. В табл. 1 приведены составы резиновых смесей на основе СКЭПТ, содержащих комбинацию цинеба и тиурама в различных дозировках. Для еравнения изготавливают резиновые смеси, содерзкаЩие цинеб и тиурам в отдельности и совместно в качестве ускорителей. Испытания вулканизатов проводят по известным стандартам (определение упругопрочностных свойств - ГОСТ 270-75; испытание резин на стойкость к воздействию жидких агрессивных сред - ГОСТ 9.030-74), износостойкость в абразивной пульпе при 70 С оценивают по методике № М405150-70 НИИРП; кислотостойкоеть проверяют в 20%-ных водных растворах соляной и серной кислот при нормальных условиях (н.у.) и оценивают по изменению физико-механических показателей после экспозиции образцов в течение 15 сут. Физико-механические свойства резин-, содержащих цинеб и тиурам, приведены в табл. 2. Оптимальным комплексом свойств обладают резины, содержащие 3,0 мае.ч. цинеба и 0,5 мае.ч. тиурама. При этом в сравнении с резинами, содержащими в качестве ускорителя цинеб или тиурам, повьшается условная прочность при растяжении и достигает 22,3 МПа против 20,8 и 19,4 МПа, снижается скорость износа в абразивной пульпе и составляет 2,5 %/мин -10 против 4,2 10 и 4,1 1а- %/мин. Кислотостойкоеть резины повышается примерно на 30%, о чем свидетельствует увеличение коэффициентов изменения по условной прочности-и относительному удлинению резин, содержащих комбинацию цинеба и тиурама в качестве модификатора, по сравнению с резинами, содержащими данные вещества в качестве ускорителей.

По остальным показателям резины, содержащие модифицирующую систему . цинеб-тиурам, не уступают резинам, содержащим данные ингредиенты в качестве ускорителей.

Пример 2. Резиновые смеси на основе бутадиенстирольного каучука СКМС-10 изготавливают аналогичносмесям в примере 1.

Состав резиновых смесей приведен в табл. 3.

Вулканизацию.в прессе осуществляют при в течение 30 мин.

Физико-механические свойства полученных вулканизатов определяют аналогично примеру 1.

В табл. 4 приведены физико-механические свойства резин.

Как видно из табл. 4, при введении модифицирующей системы цинеб - тиурам повьшается условная прочность при растяжении опытных резни, улучшается износостойкость в абразивной пульпе почти в два раза и повышается стойкость их в водных растворах №1Не ральных кислот на 15-20%.

Примерз. В табл. 5 и 6 даны рецептура и свойства резин на основе изопренового каучука СКИ-3, содержащих модификатор цинеб-тиурам.

Таким образом, резины на основе ненасьш1еннь1х каучуков с использованием комбинации цинеба и тиурама, .

проявляющих одновременно свойства ускорителя и модификатора, обладают улучшенными износостойкостью в абра зивной пульпе и стойкостью к водным растворам минеральных кислот.

Улучшенные свойства вулканизатов, содержащих указанный мод1 икатор, обеспечивают повьш1енный ресурс работспособности защитных покрытий золоуловителей тепловой электростанции и обеспечивают безремонтную эксплуатацию футеровки в период между капитальными ремонтами энергоблока.

Использование модифицирующей системы цинеб - тиурам в резиновых смесях экономически целесообразно, так как цинеб и тиурам являются дешевыми и доступными продуктами. Межремонтны период работы золоуловителей увеличен до четырех лет и более. Экономическая эффективность от использования в рецептурах резин модификатора цинеб - тиурам для защитных покрытий только на блоках 150 МВт в условиях Приднепровской ГРЭС составил более 21О тыс. руб.

Использование футеровочного покрытия с модификатором цинеб - тиурам позволит улучшить степень очистки дымовых газов от золы и тем самым уменьшить загрязненность воздушного бассейна, улучшить условия труда эксплуатационных и ремонтных рабочих

Т а б л и ц а 1

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ НЕНАСЫЩЕННОГО КАУЧУКА, включающая тётраметилтиурамдисульфид, окись циика, стеариновую кислоигу, технический углерод и серу, отличающая с я тем, что, с целью повышения кислотостойкости и износостойкости и абразивной пульпе резин из данной смеси, последняя дополнительно содержит N, N-этиленбистиокарбамат цинка при следующем соотношении компонен,тов, мае.ч.: Ненасыщенный каучук 100 Тетраметилтиураыдйсульфид 0,5-1,0 Окись цинка3-5 Стеариновая кислота 1-3 Технический углерод 50-100 Сераt,0-3,5 , N,N -Этиленбистиокарбамат цинка2,5-5,0

CK3nT-30,40,50

Белила цинковые

Стеарин

Технический углерод

Сера

Тиурам

Цинеб

11240106 Условное напряжение при 100%-ном удлинении, МПа5,7 5,3 5,8 Условная прочность при растяжении, МПа 20,8 19,4 21,0 Относительное удлинение при разрыве, % 300 310 310 . Отиосительная остаточная деформация после разрыва, %8 10 8 Скорость износа в абразивной пульпе при 70°Сf 10 %/мин4,2 4,5 4,1 Коэффициенты изменения физико-Механических показателей образцов после воздействия: 20%-ным водным раствором неб 15 сут, н.у. по условной прочности при растяжении 0,89 0,85 0,90 по относительному ; удлинению при разрыве 0,82 .0,79 0,81 20%-ным водным раствором HjSO 15 сут, н.у. по условной прочности при растяжении 0,85 0,81 0,83 по относительному удлинению при разрыве 0,87 0,84 0,86

Состав резиновой смеси, мае.ч.

Компоненты

Таблица2

IТаблицаЗ

11

12 5,8 6,2 6,6 21,4 22,3 21,6 320 3jO 320 8 8 8 2,9 2,5 2,8 0,95 1,06 1,02 0,95 1,02 0,99 0,98 1,09 1,04 0,99 1,11 1,05 100 100 100 100 5,0 5,0 4,5 5,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Относительная остаточная деформация после разрыва, %О 2 Скорость износа в абра- . зивной при 70°С, 10-7,/мин . 17,2 17,5 Коэффициенты изменения физико-механических показателей образцов после воздействия: 20%-ным водным раствором НСЕ 15 сут,н.у. по условной прочности при растяжении 0,84 0,82 по относительному удлинению при -разрыве0,62. 0,59 20%-ным водным раствором HnSO 15 сут,н.у. по условной прочности при растяжении 0,79 0,77 по относительному удлинению при разрыве0,77 0,73 2 2 00 17,3 10,3 9,4 9,8 0,83 0,90 0,95 0,93 0,60 О.,69 0,73 0,70 0,78 0,86 0,91 0,88 0,74 0,83 0,89 0,86

Условное напряжение при 100%-ном удлинеНИИ, МПа3,1

Условная прочность

при растяжении, МПа 23,2

Относительное удлинение при разрыве, % 470

Относительная остаточная деформация после разрываI %14

Скорость износа в абразивной пульпе при 70°С, 10 %/мин . 7,4

Коэффициенты изменения физико-механических показателей образцов после воздействиям

20%-ным водным раствором неб 15 сут, н.у. по условной прочности при растяжении0,74

2,9 . 3,0 3,6 4,2 4,5

22,8 23,0 24,5 23,3 24,8

490 480 420 390 350

14

10

12

7,9 7,5 4,5 3,6 3,9

0,71 0,73 0,78 0,83 0,80 111124010 Показатели J3 14 по относительному удлинению при разрьше0,77 0,75 0,76 20%-ным водным раствором 15 сут, н.у, по условной прочности при растяжении0,70 0,69 0,70 по относительному удлинению при разрыве . 0,84- 0,82 0,83 12 Продолжение табл.6 Состав резины I 15 .у 16 17 is 0,89 0,96 0,92 0,85 0,96 0,91 0,86 0,90 0,87