Резиновая смесь на основе фторкаучука
Владельцы патента RU 2415889:
Открытое акционерное общество "Электромашиностроительный завод "ВЭЛКОНТ" (RU)
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления колец, прокладок и других уплотнительных деталей, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах. Резиновая смесь имеет состав, мас.ч.: фторкаучук СКФ-26 65-68, низкомолекулярный фторкаучук СКФ-26 OHM 32-35, оксид магния 9,5-10,0, сульфат бария 13,0-13,5, фторид кальция 10, гидроокись кальция 0,12, резорцин 0,55, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ) 0,3, технический углерод N660 0,4, карнаубский воск 1,0, спирт этиловый 0,8. Изобретение позволяет улучшить технологические свойства резиновой смеси - улучшить диспергируемость компонентов смеси, снизить вязкость, снизить твердость вулканизатов, с сохранением стойкости к агрессивным жидкостям и к накоплению остаточной деформации сжатия. 3 табл.
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления колец, прокладок и других уплотнительных деталей, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах.
Известно, что снижение твердости достигается снижением дозировки наполнителей, а улучшение технологических свойств - смешением с низкомолекулярными фторкаучуками, применением технологических добавок и пластификаторов (Новицкая С.П., Нудельман З.Н., Донцов А.А. Фторэластомеры. - М.: Химия, 1988. - с.101, 112), (Нудельман З.Н. Фторкаучуки. - М.: Химия, 2007. - с.211-214, 252-254).
Известна резиновая смесь состава, мас.ч.: СКФ-26 66-68, низкомолекулярный СКФ-26 OHM 32-34, оксид магния 6-10, сульфат бария 26-30, гидроокись кальция 5-7, технический углерод Т-900 20-26, ди-(4-оксифенил)диметилметан 0,8-1,0, трифенилбензилфосфонийхлорид 0,2-0,4, диспергатор 0,15-0,25 (патент РФ 2199560 С2, 27.02.2003), и смесь состава, мас.ч.: СКФ-26 66-68, сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом низкомолекулярный 32-34, оксид магния 6-10, сульфат бария 26-30, гидроокись кальция 5-7, технический углерод ТГ-10 20-26, полиэтилен низкомолекулярный 1-3, бисфенол А 0,8-1,0, катализатор 0,2-0,4 (патент РФ 2193583 С2, 27.11.2002).
Обе смеси достаточно технологичны, снижена вязкость, улучшена диспергируемость компонентов, расширен арсенал катализаторов, дозировка наполнителей 46-56 мас.ч., твердость резин 71-76 ед. IRHD.
Известна также резиновая смесь состава, мас.ч.: каучук СКФ-26 66-68, низкомолекулярный каучук СКФ-26 OHM 32-34, оксид магния 6-10, сульфат бария 26-30, гидроокись кальция 5-7, технический углерод Т-900 20-26, ди-(4-оксифенил)диметилметан 0,8-1,0, трифенилбензилфосфонийхлорид 0,2-0,4, диспергатор - тетраперфторпеларгонат, пентаэритрит 0,15-0,25 (патент РФ 2220989 С2, 10.01.2004).
Резиновая смесь технологична, улучшена диспергируемость компонентов смеси. Улучшение диспергируемости и снижение вязкости достигается введением низкомолекулярного каучука СКФ-26 OHM и диспергаторов пентаэритрита и тетрафторпеларгоната. Дозировка наполнителей также 46-56 мас.ч., а твердость резин 72-76 ед. IRHD.
Ближайшим аналогом является резиновая смесь состава, мас.ч.: СКФ-26 100, окись магния 13,0-14,4, гидроокись кальция 0,6-1,2, сульфат бария 20, фторид кальция 15, резорцин 0,6-0,7, триэтилбензиламмоний хлористый 0,3 (патент РФ 2215758 С2, 10.11.2003).
Резиновая смесь высоковязкая, дозировка наполнителей 35 мас.ч., твердость резин 70-73 ед. Шор А, имеет хорошую стойкость к агрессивным жидкостям и к накоплению остаточной деформации сжатия.
Цель изобретения - улучшение технологических свойств резиновой смеси (улучшение диспергируемости компонентов смеси, снижение вязкости), снижение твердости вулканизатов до 55-60 ед. Шор А и сохранение стойкости к агрессивным жидкостям и к накоплению остаточной деформации сжатия.
Поставленная цель достигается снижением дозировки наполнителей, использованием низкомолекулярного фторкаучука СКФ-26 OHM, диспергатора - спирта этилового, технологической добавки - карнаубского воска, а также технического углерода N660 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Фторкаучук СКФ-26 | 65-68 |
| Низкомолекулярный фторкаучук СКФ-26 OHM | 32-35 |
| Оксид магния | 9,5-10,0 |
| Сульфат бария | 13,0-13,5 |
| Фторид кальция | 10 |
| Гидроокись кальция | 0,12 |
| Резорцин | 0,55 |
| Триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ) | 0,3 |
| Технический углерод N660 | 0,4 |
| Карнаубский воск | 1,0 |
| Спирт этиловый | 0,8 |
Пример 1
Составы изготавливаемых смесей представлены в таблице 1. Резиновые смеси (образцы 1-2) готовят на вальцах ПД 630. После образования «шкурки» фторкаучука СКФ-26 вводят оксид магния. Смесь снимают с валка, охлаждают 3-5 мин, вновь загружают на валки, разогревают и вводят смесь ингредиентов (сульфат бария, фторид кальция, резорцин, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ), гидроокись кальция).
Для лучшего диспергирования компонентов резиновую смесь пропускают при минимально возможном зазоре между валками 3-5 раз. Общее время смешения 20-30 мин.
Стандартные образцы вулканизуют в две стадии - в прессе при температуре 155-165°С в течение 15-20 мин и в термостате при 200°С в течение 24 ч.
Пример 2
Предлагаемую резиновую смесь (образцы 3-5) изготавливают из имеющейся резиновой смеси образца 2 таблицы 1.
Разогревают на вальцах ПД 630 3,9-4,1 кг резиновой смеси образца 2 таблицы 1.
Вводят 1,4 кг фторкаучука СКФ-26 OHM, тщательно перемешивают, подрезая ножом 5-7 раз. Далее вводят смесь ингредиентов: технический углерод N660 16 г, гидроокись кальция 16 г, карнаубский воск 40 г. Для лучшего диспергирования добавленных компонентов и вулканизующей системы в смесь на валках добавляют последовательно спиртовые растворы резорцина (6 г в 10 мл) и триэтилбензиламмония хлористого (ТЭБАХ) (4 г в 10 мл).
Резиновую смесь пропускают 2-3 раза при минимально возможном зазоре между валками. Общее время смешения 10-15 мин.
Физико-механические свойства известной и предлагаемой резины приведены в таблице 2.
Представленные данные свидетельствуют о том, что резина предлагаемой рецептуры имеет пониженную твердость 55-58 ед. Шор А, изменение объема в смеси 50% изооктана и 50% толуола при температуре 70°С в течение 72 ч составляет 18,9-19,8%, т.е. не более 20%, относительная остаточная деформация при двадцатипятипроцентной деформации сжатия при температуре 100°С в течение 72 ч составляет 7,8-13,6%, т.е. не более 15%.
Таким образом, резина предлагаемой рецептуры сохраняет хорошую стойкость к агрессивным жидкостям и к накоплению остаточной деформации сжатия.
Технологичность резиновой смеси косвенно оценивали по растекаемости в пресс-форме при давлении 100 атм в течение 15 мин при температуре 165°С. Результаты испытаний представлены в таблице 3. Анализ представленных данных показывает увеличение растекаемости, снижение вязкости и улучшение технологичности.
Предлагаемая резиновая смесь перерабатывается прямым и литьевым (трансферным) прессованием.
| Таблица 1 | |||||
| Рецепты резиновых смесей | |||||
| Ингредиенты | Количество ингредиентов в образце, мас.ч. | ||||
| 1 известный | 2 контрольный | 3 предлагаемый | 4 предлагаемый | 5 предлагаемый | |
| Фторкаучук СКФ-26 | 100,0 | 100,0 | 68.0 | 65,5 | 65,0 |
| Фторкаучук СКФ-26 OHM | - | - | 32,0 | 34,5 | 35,0 |
| Оксид магния | 14,4 | 14,7 | 10,0 | 9,5 | 9,5 |
| Сульфат бария | 20,0 | 20,0 | 13,5 | 13,1 | 13,0 |
| Фторид кальция | 15,0 | 15,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| Гидроокись кальция | 0,6 | 0,034 | 0,12 | 0,12 | 0,12 |
| Резорцин | 0,6 | 0,6 | 0,55 | 0,55 | 0,55 |
| ТЭБАХ | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Технический углерод N660 | - | - | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Карнаубский воск | - | - | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Спирт этиловый | - | - | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Таблица 3 | |||||
| Растекаемость резиновых смесей | |||||
| Показатель | Образцы смесей | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Вес, г | 10,33 | 10,30 | 10,31 | 10,33 | 10,32 |
| Площадь пятна, см2 | 56,8 | 57,2 | 58,5 | 59,4 | 60,9 |
| Удельная площадь, г/см2 | 0,1819 | 0,1800 | 0,1762 | 0,1739 | 0,1694 |
Резиновая смесь на основе фторкаучука СКФ-26, содержащая оксид магния, сульфат бария, фторид кальция, гидроокись кальция, резорцин, триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит низкомолекулярный фторкаучук СКФ-26 OHM, карнаубский воск, технический углерод N660, спирт этиловый при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| фторкаучук СКФ-26 | 65-68 |
| низкомолекулярный фторкаучук СКФ-26 OHM | 32-35 |
| оксид магния | 9,5-10,0 |
| сульфат бария | 13,0-13,5 |
| фторид кальция | 10 |
| гидроокись кальция | 0,12 |
| триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ) | 0,3 |
| резорцин | 0,55 |
| технический углерод N660 | 0,4 |
| карнаубский воск | 1 |
| спирт этиловый | 0,8 |
