Вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука

 

ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА для получения износостойких резин, включающая измельченные отходы резины, отличающаяс я тем, что, с. целью повышения сопротивления трещинорбразованию и износу резин при трении, смесь содержит измельченные отходы резины с размером частиц 0,3-0,5 мм в количестве 35-70 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИН

Э(Я)С 08 L 9 02 В 29 Н 19 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ:, - .. .. д,, н aatopcNOMYСВИДЕТЕПЬСТВУ "" " а . (21) 2979904/23-05 (22) 10.09.80 (46) 15.06.83. Бюл. У 22 (72) A.Ä. Воронин, Ю.Н. Степанов, О.A. Захаркин, Н.Д. Захаров, N.A. Головлев, A.Ñ. Полетаев, Н.П. Тимошина, Д.Л.. Федюкин, В.С. Юровский, Ю.B. Звонецкий и Н.A Кузина (53) 678.? (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 590316, кл. С 08 J 3/20, 1975 (прототип) .

„„Su„„1022975 А (54) (57) ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ

СМЕСЬ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО

КАУЧУКА для получения износостойких резин, включающая измельченные отходы резины, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с, целью повышения сопротивления трещинообразованию и износу резин при трении, смесь содержит измельченные отходы резины с размером частиц 0,3-0,5 мм в количестве 35-70 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

1022975

На измельчителе с фреэовым измель. чающим органом перерабатывают выпрессовку от производства манжет иэ смеси шифра 7ИРП-1068-Зс и произ. водят фракционирование полученного порошкообразного материала путем просева его через сита с различным 60 размером стороны ячейки в свету. Выделяют фракции с частицами размером меньше 0,25 мм, Ъ 0,28 - 0,315 мм, Ъ 0,315, 0,45 мм, Ъ0,5 0,56 мм и на вальцах при начальной темпера-.

Изобретение относится к производству резиновых смесей, обеспечивающих после вулканизации повышенный уровень фрикционных свойств, и может быть использовано при изготовлении резино-технических изделий, работающих в условиях трения, например резиноармированных манжет.

Известна- вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука (СКН) для получения износостойких резин, включающая измельченные отходы резины с размером частиц менее 0,25 мм в количестве

10-50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука $1).

Резины из данной смеси обладают более высоким уровнем фрикционных свойств по сравнению с резинами из смесей на основе метилстирольного, иэопренового, натурального каучуков с добавкой вулканизованной крошки.

Однако вулканизаты из данной смеси в условиях сухого трения и трения со смазкой склонны к большому растрескиванию и применение их для уплотнений вращающихся валов связано со снижением ресурса работы.

Целью изобретения является повышение сопротивления трещинообразованию и износу резин при трении.

Поставленная цель достигается тем, что вулканиэуемая резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука для получения износостойких резин, включающая измельченные отходы резины, содержит в качестве отходов измельченные отходы резины с размером частиц 0,3-0,5 мм в количестве 35-70 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Пример 1. В резиносмесителе изготавливают резиновую смесь состава (смесь шифра 7HPI1-1068-3с1.

Каучук СКН-26M 100,00

Сера 0,50

Белила цинковые 5,00

Лльтакс 0,80

Тиурам 1,20

Альдоль- с6-нафтиламин 2,00

Диафен ФП 1,00

Неозон Д 1,00

Сажа ПМ-15 85, 00

Сажа ДГ-100 30,00

Дибутилфталат (ДБФ) 6, 00

ЗО

50 туре валков 40-50 С вводят каждую фракцию по отдельности в изготовленную резиновую смесь в соотношении 35 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука в течение 8 мин при загрузке не более 3,5 кг. Иэ полученных смесей изготавливают заготовки для образцов, формуют нх, а затем вулканизуют при 175 5 С в течение 4-х мин.

Пример 2., В резиносмесителе изготавливают резиновую смесь шифра 7ИРП-1068-3с. На иэмельчителе, указанном в примере 1, перерабатывают выпрессовку от производства манжет иэ данной смеси и производят фракционирование полученного порошкообразного материала описанным в примере 1 способом. Выделя ют фракции с частицами размером

Ъ 0,28 0,315 мм, 1 0,315 0,45мм

)i 0,5 « 00.,56 мм и на вальцах при начальной температуре валков 4050 С вводят каждую фракцию по от" о дельности в изготовленную резиновую смесь в соотношениях 50 и 70 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука соответственно в течение 11 и 15 мин при загрузке не более 3,5 кг. Из полученных смесей изготавливают заготовки для образцов, формуют их, а затем вулканизуют при 175+5 С в течение 4-х мин, Пример 3. В резиносмесителе изготавливают резиновую смесь шифра 7ИРП-1068-3с. На иэмельчителе, указанном в примере 1, перерабатывают отходы резины, полученные от подрезки рабочей кромки манжет. Производят фракционирование полученного порошкообразного материала описанным в примере 1 способом. Выделяют фракции с частицами размером > 0,28 «» 0,315 mn, Ъ 0,315 мм 0.,45 мм; >х0,45 0,56мм и на вальцах при начальной температуре валков 40- 0 C вводят. каждуюфракцию по отдельности в изготовленную резиновую смесь в соотношениях 35, 50, 70 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука соответственно в течение 8, 11 и 15 мин при загрузке не более

3,5 кг. Из полученных смесей изготавливают заготовки для образцов, формуют их, а затем вулканизуют при

175 5 С в течение 4 мин.

В табл. 1 представлены фрикционные свойства вулканизатов иэ смесей, содержащих измельченную выпрессовку.

В табл. 2 даны фрикционные свойства вулканизатов иэ смесей, содержащих измельченные отходы,.полученные от подрезки рабочей кромки манжет.

В табл. 3 показаны технологические свойства резиновых смесей и физико-механические свойства вулка1022975

Таблица 1

Резиновая смесь 7ИРП-.1068-3с + измельченная выпрессовка

Резиновая смесь

7-ИРП;

1068Зс

Показатели. Содержание измельченной выпрессовкн, мас.ч. на

100 мас.ч. каучука

50 70

Средний размер частиц, мм

0,15 Ою3 Ою38 Ою5 0 3 Oi38 Ок5 ОчЗ 0>38 0 5

1. Трение без смазки

1.1.Коэффициент трения а) в момент страгивания 3,6

2 9 3,0 3,1 3,3 3,3

3 9 2 9 3 0 2,9 ю б) в установившемся режиме 0,5

0i9 Ою5 0 45 Оi55 Ою4 Or О ° 45 Огб Ос 7 0 i 6

1.2.Температура в зоне тре- ния при установившемся режиме испытания сС

132 147, 120 125 125 120 125 125 110 120 115

1.3.увеличение диаметра манжеты после испытания, мм

0,68

0,46 0,30 0,30 0,35 0,35 0,35 0,3 0,24 0,28 0,24

1.4.Изменение радиального усилий после испытания, В

-13,6 -19,5 -12 -10у9 11,3 9,6, -1015 -11,1 -6 — 10,2 -10,8 низатов, содержащих измельченную выпрессовку.

В табл. 4 представлены технологические свойства резиновых смесей и физико-механические свойства вулканизатов, содержащих измельченные отходы, полученные от подрезки рабочей кромки манжет.

Фрикцйонные исйытания производятся при окружной Скорости 10 м/с, нагрузке, равной 150 г/см в тече ние 15 мин.

Как видно из табл. 1 н 2, при среднем размере частиц 0,3-0,5 мм и содержании их s смесях в пределах 35-70 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука фрикционные характеристики луч ше, чем при среднем размере частиц

0,15 ьв и не ниже, чем в отсутствии! отходов резийы. Особенно заметно от личавтся вулканиэаты из предлагаемых смесей: сопротивлением трещинообразованию.:

Технологические свойства предлагаемых резиновых смесей и физико-. .механическне свойства вулканизатов из них практически такие же, как и . у известных смесей и их вулканизатов (табл. 3 и 4).

Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить потребление дефицитных материалов, снизить стоимость деталей, работающих в условиях трения: создать полностью безотходный процесс их производства и уменьшить загрязнение окружающей среды.

1022975

Продолжение табл. 1

Резиновая смесь 7ИРП-1068-Зс + измельченная выпрессовка

Содержание измельченной выпрессовки, мас.ч. на 100 мас.ч. каучука

Показатели

30

0,15 О, 3 О, 38 О, 5 О, 3 О, 38 0,5 О, 3 О, 38 0,5

Круп- Крупные ные и тремел- щины кие трещины

Мелкие трещины

2, Трение со смазкой

2.1.Коэффициент трения: а)в момент страгивания t 2,17 2,43 2,2 2,0 1,95 2,1 1,9 2,1 2,3 2,0 2,1 б) в установившемся режиме 0,2

0 35 0,2 0,18 0,18 0,22 0,18 О, 0,25 0,22 0,21

2.2.Температура в зоне трения при установившемся режиме испытания, С- 170

206 168 175 156 183 174 172 188 191 176

0,48 0,46 0,29 0,26 0,26 0,31 0,28 0,30 0,32 0,34 0,36

-4,0

-6,5

Резиновая смесь

7-ИРП1068Зс

1.5.Состояние поверхности трения после испытания

2.3.Увеличение диаметра манжеты после испытания, мм

2.4.Изменение радиального усилия после испытания, %

2.5.Состояние поверхности трения после испытания

Крупные и мелкие трещины

Крупные трещины

Средний размер частиц, мм

-1,7 -1,5 +2,2 +2,2 +0,5 +1,3 ,1

Мелкир трещины

1022975

Т а б л и ц а 2

Показатели (50

35

Средний размер частиц, мм

1. Трение без смазки

1.1.Коэффициент трения а) в момент страгивания 3,1 3,3 3,0 2,9 3,1

3,0 3,3 3,2 3,3

120 127 122 118 120 117 125 123 128

1.5.Состояние поверхности трения после испытания

2. Трение со смазкой

Мелкие трещины

2.1.Коэффициент трения а) в момент страгивания .

173 163 178 180 172 . 176

183 188 194

2.3.Увеличение диаметра манжеты после испытания, мм 0,26 0,29 0,30 0,28 0 31 0,32 0,34 0,31 0,36.

2.4.Изменение радиального усилия после испытания, Ъ +1,5 +1,0

-0,6 +1,3 +0,3

-0,8

+1,9 13,6 -0,2 .

2.5.Состояние поверхности трения после испытания

Мелкие трещины б) в установившемся режиме

1.2.Температура в зоне трения при установившемся режиме испытания,С

1.3.увеличение диаметра манжеты после испытания мм

1.4.Изменение радиального усилия после испытания, В б) в установившемся режиме

2.2.Температура в зоне трения при установившемся режиме испытания, С

Резиновая смесь 7ИРП-1068-. Зс + измельченные вулканизованные отходы

Содержание измельченных вулканиэованных отходов, мас.ч. на 100 мас.ч- каучука

0,3 0,38 0,5 Dt3 0 38 0,5 0,3 0,38 0,5

0t45 Оюб Ît55 Ос52 Ot48 Ot5 Ot55 Ît62 0 6

0,29 0,31 0,36 0,35 0,35 0,37 0,29 0,26 0,31

-10,3-10,8 -11,5 -10,1 -9,8 -10,7 -10,2 -10 9 9t6

1 9 2 1 1 95 2 О 2 2 2 2 2 2 2 3 2 05

0,2 0,23 0,21 0,2 0,23 0,25 0,23 0,27 0,25

1022975

Таблица 3

Резиновая смесь

7ИРП

10683с

Показатели

50

Средний размер частиц, мм

Резиновая смесь

1. Вязкость по

Муни. усл. ед.

2. Время начала подвулканизации при Т=12fС, 5 мин

3. Усадка при шприцева -нии,З Вулканиз аты

1. Прочность при растяжении, МПа

2. Относитель.— ное удлинение, %

3. Остаточное удлинение, ф

4 4 4

4 4 5 5

74 74 73 72

31 29 30 30

30 30 30 30 30 30

30 а) Твердость по ТМ-2, усл.ед.

69 70 69 69 69

69 69 70 70 70 70

4. Твердость по ТМ-2, усл.ед.

5. Эластич ность по отскоку,t

6. Тепловое старение в течение

3-х сут при 100 С в масле

TAII-15B) б) Коэффициент температуростойкости при

100 С по прочности при растяни

Резиновая смесь 7ИРП-1068-Зс + измельченная выпрессовка

Ю Ю М ф

Содержание измельченной выпрессовки, мас.ч. на

100 мас.ч. каучука

0,15 0,30 0,38 0,50 0,30 0,38 0,50 0,30 0,38 0,50

92 95 96 99 101 101 106 109 111 114 117

21 18 17 17 16 16 16 15 15 15 14

68 55 56 57 57 58 57 58 59 58 60

14,2 14,4 14,6 15,0 15,2 14,8 15,0 15,1 15,0 14,9 14,8

330 345 345 350 340 340 340 340 330 330 330

73 73 73 74 74 74 74

0,60 0,61 0,61 0,,60 0,60 0,61 0,61 0,61 0,62 0,62 0,62

1022975

Т а б л и ц а 4

Резиновая смесь.7ИРГ-1068 Зс измельченные вулканизованные отходи

Содержание измельченных вулканизованных отходов, мас.ч. на 100 мас.ч. каучука

Показатели

50

Средний размер частиц, мм.0,30 0,38 0,50 0,30 0,38 0,50 0,30 0,38 0„,50

Р е з и н о в а я смесь

98 100 103 104 109 113 113

121

116

16 15 15

14 14

17 17 16

54 . 53 53 55 55 56 57

Вулканизаты

1.Прочность при растяжении,МПа 14,1

2.Относительное удлинение, 3 320

3.Остаточное удлинение,Ъ 5

5 б 6

5 5 5

4. Твердость по TN-.2, усл .ед.

5.Эластичность

- по отскоку,Ъ

6.Тепловое старение в течение 3-х сут. при

100 С в масле ТаП"15Вз

73 74 74 74 75

75 76

32 - 31 30 30 30 30

30 30 30 а) Твердость по ТМ-2, усл.ед. б) Коэффициент темпе.ратуростойкости при

100 C по прочности при растяжении

69 69 69 69 69 69 69 69

0,61 Оюб2 0 61 Осб2 Оюб2 0 ° 64 Ок63 Ою63 0 64, ВНИИПИ Заказ 4152/16 Тираж 494 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1.Вязкость по Муни, усл.ед

2.Время начала подвулканизации при

Т=121 С,. мин

3, Усадка при шприцевании, 13,9 13,8 13;8 13,7 13,6 13,5 13,3 13,0

320 310 310 505 300 300 290 - 280