Композиция на основе силоксанового каучука
Владельцы патента RU 2295551:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к области получения композиций на основе силоксанового каучука, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности для изготовления изделий, работающих при повышенных температурах. Описывается композиция на основе диметилсилоксанового каучука, термостабилизирующей добавки и вулканизующего агента, отличающаяся тем, что в качестве термостабилизирующей добавки используют модифицированный диметилфосфитом аэросил марки А-175 с содержанием фосфора 0,98%, в качестве вулканизирующего агента используют вулканизующую систему, включающую в себя пероксимон F-40 и триаллилизоцианурат при следующем соотношении компонентов в вес.ч.: диметилсилоксановый каучук - 100, модифицированный диметилфосфитом аэросил марки А-175 - 10-30, пероксимон F-40 - 0,5-1, триаллилизоцианурат - 1-2. Техническим результатом является упрощение способа получения вулканизатов на основе заявляемой композиции с необходимым комплексом физико-механических свойств. 2 табл.
Изобретение относится к области получения композиций на основе силоксанового каучука, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности для изготовления изделий, работающих при повышенных температурах.
Известна композиция на основе силоксанового каучука, содержащая наполнитель, полиметилгидридсилазан и диэтилдикаприлат олова (Авторское свидетельство №1697406, С 08 L 83/04, 1996).
Недостатком композиции является низкие физико-механические свойства и высокая длительность процесса вулканизации.
Наиболее близкой является композиция на основе силоксанового каучука и металлсодержащей термостабилизирующей добавки, в качестве металлсодержащей термостабилизирующей добавки она содержит соединения общей формулы:
где n=2-6, Ме=Cu, Со, Ni, Cd;
Х - анион органической или неорганической кислоты;
R1, R2, R3 - алкил, арил, одинаковые или разные или 
,
где m=1-50, R - алкил или арил; в количестве 0,01-1 вес.ч. на 100 вес.ч. силоксанового каучука (Авторское свидетельство №537101, С 08 L 83/14, 1976).
Недостатком композиции является то, что необходима стадия дополнительной обработки композиции в термостате при высоких температурах, что усложняет способ получения данной композиции.
Задачей предлагаемого технического решения является получение вулканизатов на основе заявляемой композиции с необходимым комплексом физико-механических свойств без стадии дополнительного термостатирования при высоких температурах. Техническим результатом является упрощение способа получения вулканизатов на основе заявляемой композиции с необходимым комплексом физико-механических свойств.
Поставленный технический результат достигается тем, что в композиции на основе диметилсилоксанового каучука (СКТ), термостабилизирующей добавки и вулканизирующего агента в качестве термостабилизирующей добавки используют модифицированный диметилфосфитом аэросил марки А-175 с содержанием фосфора 0,98%, в качестве вулканизирующего агента используют вулканизующую систему, включающую в себя пероксимон F-40 и триаллилизоцианурат при следующем соотношении компонентов в вес.ч.
| диметилсилоксановый каучук | 100 |
| модифицированный диметилфосфитом аэросил марки А-175 | 10-30 |
| пероксимон F-40 | 0,5-1 |
| триаллилизоцианурат | 1-2 |
Сущность изобретения заключается в следующем. Повышение содержания термостабилизирующей добавки выше 30 вес.ч. нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению физико-механических свойств вулканизатов на основе заявляемой композиции, понижение содержания ниже 10 вес.ч. также приводит к ухудшению физико-механических свойств. Термостойкость композиций повышается за счет наличия фосфора в модифицированном аэросиле марки А-175. Модифицированный аэросил получают по способу, описанному в патенте №2254914 (опубл. 27.06.05, бюл. №18). Модифицированный диметилфосфитом аэросил марки А-175 с максимальным содержанием фосфора 0,98% получают путем взаимодействия аэросила марки А-175 (см. П.И.Захарченко и др. «Справочник резинщика», 1971, стр.428-429) с диметилфосфитом в соотношении 1:3 в течение 2 часов при температуре 180°С. Содержание фосфора определяют на фотокалориметре по ГОСТу 208512-75.
Наличие химически связанного фосфора в модифицированном аэросиле подтверждалось элементным анализом и ИК-спектральными исследованиями. При анализе ИК-спектров исходного аэросила и продукта его модификации диметилфосфитом найдено, что в спектре последнего наблюдается появление неинтенсивных (из-за низкой концентрации фосфорсодержащих групп) полос поглощения в областях 1100 см-1 и 2330 см-1; характерные для валентных колебаний >Р=0 групп и деформационных колебаний >Р-Н групп соответственно. В качестве силоксанового каучука используют диметилсилоксановый каучук с молекулярной массой 400000-650000. В композицию, помимо модифицированного аэросила, вводят вулканизующую систему на основе пероксимона F-40 (бис-(трет-бутилпероксиизопропил-бензол)) и триаллилизоцианурата (ТАИЦ). Применение в качестве совулканизующего агента ТАИЦ увеличивает эффективность пероксидных радикалов и позволяет уменьшить в составе композиций количество пероксида. Композиции готовят на вальцах. Вулканизацию проводят в гидравлическом прессе при температуре 160°С в течение 30 минут. Термостойкость вулканизатов оценивают по потере в весе образцов при температуре 400°С в течение 30 минут (см. пример 2).
| Таблица 1. Состав вулканизатов на основе заявляемой композиции | |||||
| Состав композиций | Количество, вес.ч. по примерам | ||||
| 1 | 2 | 3 | |||
| Каучук СКТ Аэросил А-175 (модиф.) Пероксимон F-40 ТАИЦ | 100 10 1 2 | 100 30 1 2 | 100 10 0,5 1 | ||
| Таблица 2. Физико-механические показатели | |||||
| № примера | Физико-механические показатели после вулканизации при температуре 160°С в течение 30 минут | Термостарение при 300°С в течение 7 часов | |||
| Условная прочность при разрыве, кгс/м2 | Твердость по Шору А, отн. ед. | Относительное удлинение, % | Остаточное удлинение, % | ||
| 1 | 75,0 | 11,0 | 330,0 | 5,5 | Физико-механические показатели не изменяются |
| 2 | 29,0 | 26,0 | 377,0 | 8,0 | |
| 3 | 70,0 | 9,0 | 427,0 | 8,0 |
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. К 100 вес.ч. СКТ добавляют 10 вес.ч. модифицированного аэросила А-175. Далее эту композицию перемешивают на вальцах. Затем добавляют вулканизующую систему на основе пероксимона F-40 1 вес.ч. и ТАИЦ 2 вес.ч. Вулканизацию проводят в гидравлическом прессе при 160°С в течение 30 минут. Свойства вулканизатов представлены в таблице 2.
Пример 2. В отличие от примера 1 увеличивают содержание модифицированного аэросила марки А-175 до 30 вес.ч., пероксимона F-40 1,0 вес.ч. и ТАИЦ 2,0 вес.ч. Вулканизацию проводят аналогично примеру 1. Потери в весе композиции по данным ТГА составляют 7,0% (400°С в течение 30 минут). Свойства композиций представлены в таблице 2.
Пример 3. В отличие от примера 1 уменьшают содержание пероксимона F-40 до 0,5 вес.ч. и ТАИЦ до 1 вес.ч. Содержание модифицированного аэросила марки А-175 - 10 вес.ч. Вулканизацию проводят аналогично примеру 1.
Из представленных в таблице 2 данных видно, что повышение содержания модифицированного аэросила марки А-175 выше 30 вес.ч. нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению физико-механических свойств композиций. Понижение содержания модифицированного аэросила А-175 ниже 10 вес.ч. также приводит к ухудшению физико-механических свойств.
Таким образом, применение в качестве термостабилизирующей добавки модифицированного аэросила марки А-175 позволяет упростить технологию получения вулканизатов на основе СКТ, а именно исключить стадию термостатирования.
Композиция на основе диметилсилоксанового каучука, термостабилизирующей добавки и вулканизующего агента, отличающаяся тем, что в качестве термостабилизирующей добавки используют модифицированный диметилфосфитом аэросил марки А-175 с содержанием фосфора 0,98%, в качестве вулканизирующего агента используют вулканизующую систему, включающую в себя пероксимон F-40 и триаллилизоцианурат при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
| Диметилсилоксановый каучук | 100 |
| Модифицированный диметилфосфитом | |
| аэросил марки А-175 | 10-30 |
| Пероксимон F-40 | 0,5-1 |
| Триаллилизоцианурат | 1-2 |
