Вулканизуемая резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука

Изобретение относится к производству вулканизуемой резиновой смеси на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, используемой для изготовления резино-технических изделий, работоспособных при температурах до 150°С. Вулканизуемая резиновая смесь содержит мас.ч.: гидрированный бутадиен-нитрильный каучук - 70-95, акрилатный каучук - 30-50, серу - 0,5-1.2, четвертичное аммониевое основание 2-6, сульфенамид Ц - 0.5-1,5, тиурам Д 1-2, стеарат металла 2-4, оксид цинка 3-5, технический углерод 40-50, стеариновую кислоту - 1-2, антиоксидант - 3,0-3,8. Технический результат изобретения состоит в снижении вязкости смеси, увеличении теплостойких и агрессивостойких свойств с одновременным снижением остаточной деформации сжатия. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение может быть использовано для производства резиновой смеси на основе частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и акрилатного каучука, применяемой для изготовления резино-технических изделий, работоспособных при температурах до 150°С.

Вулканизуемые резиновые смеси на основе частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука характеризуются высокой прочностью в присутствии озона, масел ароматических жидкостей и других агрессивных сред. Это позволяет использовать частично гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки для изготовления уплотнителей, работающих в статическом и динамическом режимах, в том числе уплотнений для нефтебурового оборудования, мембран, фреоновых прокладок, колец круглого сечения, а также различных деталей и технических изделий для автомобильной, нефтяной, электротехнической отраслей промышленности [1].

Однако резиновые смеси на основе гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков обладают повышенной вязкостью, что затрудняет процесс переработки смеси, особенно при изготовлении изделий сложной конфигурации. Вулканизаты гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, полученные с применением серных вулканизующих систем, характеризуются высоким накоплением остаточной деформации сжатия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой смеси является резиновая смесь [2] на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу в количестве 0,8-1,2 мас.ч., белила цинковые в количестве 3,0-6,5 мас.ч., стеариновая кислоту в количестве 0,5-3,0 мас.ч., дибутилсебацинат в количестве 5,0-15,0 мас.ч. Дополнительно резиновая смесь содержит в качестве стабилизатора нафтам-2 в количестве 0,8-1,2 мас.ч., в качестве ускорительно-вулканизующей системы - сульфенамид Ц в количестве 1,0-3,0 мас.ч., N,N-дитиодиморфолин в количестве 1,8-2,5 мас.ч., в качестве модифицирующих агентов поливинилхлорид в количестве 5,0-20,0 мас.ч. и ацетонанил Р в количестве 1,8-3,0 мас.ч., в качестве наполнителей - технический углерод П 234 в количестве 15,0-80,0 мас.ч. и технический углерод П 702 в количестве 10,0-50,0 мас.ч.

Недостатком известной резиновой смеси на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, обладающей улучшенными характеристиками прочности и упругости, сопротивления раздиру и прочности связи резины с металлом при одновременном снижении остаточной деформации сжатия, является высокая вязкость резиновых смесей, недостаточный уровень показателей остаточной деформации сжатия, теплостойких и агрессивостойких свойств.

Заявленное изобретение направлено на снижение вязкости смеси с целью повышения ее технологических свойств в процессе переработки, увеличение теплостойких и агрессивостойких свойств с одновременным снижением остаточной деформации сжатия, используемой для изготовления резинотехнических изделий, работающих при повышенных температурах в агрессивных средах.

Для достижения поставленной задачи предлагается вулканизуемая резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая акрилатный каучук, вулканизующие агенты, активаторы вулканизации, ускорители вулканизации, наполнители, антиадгезив, антиоксиданты, пластификатор при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

гидрированный бутадиен-нитрильный каучук	70,0-95,0
акрилатный каучук	30,0-5,0
сера	0,5-1,2
четвертичное аммониевое основание	2,0-6,0
стеарат металла	2,0-4,0
сульфенамид Ц	0,5-1,5
тиурам Д	1,0-2,0
каптакс не более	0,5
оксид цинка	3,0-5,0
технический углерод	40,0-50,0
пластификатор не более	10,0
антиадгезив (стеариновая кислота)	1,0-2,0
антиоксидант	3,0-3,8

В предлагаемой смеси могут использоваться частично гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки марок: Terban фирмы Вауег, Торнак фирмы Polysar, Zetpol фирмы Zeon с остаточным содержанием двойных связей от 1,0 до 5,5% и акрилатные каучуки марок: Ну Temp 4053EP фирмы ZEON Chemicals, Европрен AR фирмы Enichem, Крайнак (Канада), Nipol AR фирмы Nippon Zeon.

С целью усиления резиновых смесей могут быть использованы следующие марки активных и малоактивных наполнителей: технический углерод П-234, П-514, П-324.

Пластификаторы, представляющие собой сложные эфиры различных спиртов и дикарбоновых кислот или адипинаты, вводятся в резиновую смесь для улучшения обработки и снижения уровня набухания в агрессивных средах.

В качестве антиоксиданта могут использоваться: диафен ФП (N-изопропил-N-фенил-п-фенилендиамин), нафтам-2 (фенил-2-нафтиламин), ацетонанил Р (2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин).

В качестве стеарата металла могут использоваться стеарат натрия или стеарат калия.

В качестве ускорителей вулканизации могут использоваться: сульфенамид Ц (N-циклогексилбензтиазолил-2-сульфенамид), каптакс (2-меркаптобензтиазол), тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид) [3,4].

Отличительным признаком предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука является использование акрилатного каучука, четвертичного аммониевого основания, стеарата металла, тиурама Д, каптакса.

Процесс смешения резиновых смесей осуществляется на вальцах См 2130 660/660 при последовательном вводе компонентов. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 40 до 50 минут. Возможно использование других традиционных методов смешения.

Изобретение поясняется примерами 1-11, составы которых представлены в таблице 1. Физико-механические показатели резиновых смесей на основе частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука приведены в таблице 2.

Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 263-93 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 151°С × 30 минут.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с использованием акрилатного каучука, четвертичного аммониевого основания, стеарата металла, тиурама Д, каптакса обеспечивает снижение вязкости смеси с целью повышения ее технологичности, увеличение теплостойких и агрессивостойких свойств с одновременным снижением остаточной деформации сжатия резиновой смеси.

Резиновая смесь на основе частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука благодаря низким показателям вязкости и относительной остаточной деформации сжатия, хорошей тепло- и агрессивосостойкости используется для изготовления уплотнителей сложной конфигурации, работающих в статическом и динамическом режимах, мембран, а также различных резинотехнических изделий для автомобильной, нефтяной и электротехнической отраслей промышленности.

Источники информации

1. Аналитическая обзорная информация. Современное состояние и приоритеты развития мирового производства неформовых и формовых РТИ. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1999.

2. Патент UA 47511 С2, С08L 9/00 А.

3. Тематический обзор. Гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки. Свойства. Рецептуростроение. Применение. М., 1991.

4. Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине. М.: Химия, 1989.

1. Вулканизуемая резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, сульфенамид Ц, оксид цинка, стеариновую кислоту, технический углерод, антиоксидант, отличающаяся тем, что в качестве антиоксиданта она содержит диафен ФП и ацетонанил Р и дополнительно содержит акрилатный каучук, четвертичное аммониевое основание, стеарат металла, тиурам Д, стеарат металла при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

гидрированный бутадиен-нитрильный каучук	70,0-95,0
акрилатный каучук	30,0-5,0
сера	0,5-1,2
четвертичное аммониевое основание	2,0-6,0
сульфенамид Ц	0,5-1,5
тиурам Д	1,0-2,0
стеарат металла	2,0-4,0
оксид цинка	3,0-5,0
технический углерод	40,0-50,0
стеариновая кислота	1,0-2,0
антиоксидант	3,0-3,8

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит каптакс в количестве не более 0,5 мас.ч.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пластификатор в количестве не более 10,0 мас.ч.