Резиновая смесь



Резиновая смесь
Резиновая смесь
Резиновая смесь
Резиновая смесь

 


Владельцы патента RU 2630562:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий, контактирующих с морской водой. Резиновая смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.ч.: эпихлоргидриновый каучук Т-3000 (20-100), эпихлоргидриновый каучук Т-6000 (20-100), вулканизирующий агент – серу (1,5-2,0), ускорители – каптакс (1,5-2,0) и тиурам (1,5-2,0), активатор - оксид цинка (2,5-3,0), наполнитель - технический углерод N 220 (25,0-30,0), пластификатор – стеарин (0,5-1,0) и норман 346 (2,5-3,0), технологическую добавку - сорбитан моностеарат (1,5-2,0). Обеспечивается улучшение физико-механических свойств: показателей условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве, сопротивления раздиру, а также стойкость резины к морской воде в интервале температур от -4 до 40°С. 2 табл.

 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, контактирующих с морской водой.

Изучение стойкости резин к воздействию жидких сред имеет большое практическое значение при разработке рецептур резиновых смесей для изделий, соприкасающихся в процессе эксплуатации с морской водой, маслами, растворителями, топливами, химическими реагентами.

Поглощение воды резинами - это диффузионный процесс. Скорость этого процесса, а также количество поглощенной воды зависят от содержания в резине водорастворимых (электролитических) примесей, степени вулканизации и полярности каучука. Возможно поглощенная вода находится в полимере в виде капель размером 1-10 мкм. Причем скорость проникновения воды в резину во много раз ниже, чем скорость проникновения большинства органических жидкостей.

Таким образом, минимальное водопоглощение достигается выбором каучука и ингредиентов резиновой смеси (отсутствие примесей и водорастворимых продуктов вулканизации), высоким модулем упругости. Соблюдение этих условий обеспечивает приемлемое водопоглощение резин при комнатных и повышенных температурах.

Известна резиновая смесь, в состав которой входили следующие ингредиенты: каучуки гидриновых марок Т-3000 и Т-6000 фирмы «Zeon», вулканизующий агент - сера, ускорители - тиурам Д, 2-меркаптобензтиазол, активаторы - оксиды цинка и магния, пластификатор - стеарин, дибутилфталат, наполнитель - технический углерод П 324. В качестве технологической добавки (ТД) использовался моностеарилцитрат и сорбитан моностерат (Резников М.С., Ушмарин Н.Ф., Егоров Е.Н., Сандалов С.И. Исследование влияния технологических добавок на свойства резин на основе эпихлоргидриновых и пропиленоксидных каучуков // Каучук и резина. 2016. №1. С.18).

Недостатком резины на основе данной резиновой смеси являются недостаточно низкие показатели изменения массы резины в морской воде.

Наиболее близкие по технической сущности являются резиновые смеси на основе эпихлоргидриновых каучуков Т-3000 и Т-6000 фирмы «Zeon», включающие вулканизующий агент - сера; активаторы вулканизации - цинковые белила и жженая магнезия; ускорители вулканизации - каптакс и тиурам Д; пластификатор - стеариновая кислота; наполнитель - технический углерод П 324 (Румянцева А.В., Клочков В.И., Курлянд С.К. и др. Структура и свойства резин на основе органических окисей // Молодой ученый. 2014. №14-1. С. 39).

Недостатком резины на основе указанной резиновой смеси является недостаточно высокие физико-механические показатели.

Задачей изобретения является создание резиновой смеси с использованием эпихлоргидриновых каучуков и их комбинаций, работающей при длительном контакте с морской водой.

Технический результат - улучшение физико-механических свойств, а именно показателей условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве, сопротивления раздиру, а также стойкость резины к морской воде в интервале температур от -4 до 40°С.

Поставленный технический результат достигается тем, что резиновая смесь, включающая эпихлоргидриновый каучук Т-3000, эпихлоргидриновый каучук Т-6000, вулканизирующий агент - серу, ускорители - каптакс и тиурам, активатор - оксид цинка, наполнитель, пластификатор, согласно изобретению, дополнительно содержит технологическую добавку - сорбитан моностерат, в качестве пластификатора - стеарин и норман 346, в качестве наполнителя - технический углерод N 220, в следующих соотношениях исходных компонентов, мас.ч.:

Эпихлоргидриновый каучук Т-3000 20 - 100
Эпихлоргидриновый каучук Т-6000 20 - 100
Сера 1,5-2,0
Тиурам 1,5-2,0
Каптакс 1,5 - 2,0
Оксид цинка 2,5 - 3,0
Стеарин 0,5 - 1,0
Норман 346 2,5 - 3,0
Технический углерод N 220 25,0 - 30,0
Сорбитан моностерат 1,5 - 20

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные компоненты и их соотношение с уже известными. Такое соотношение компонентов позволяет улучшить физико-механические характеристики резины, повысить стойкость резины к набуханию к морской воде в интервале температур от -4 до 40°С и тем самым расширить ассортимент смесей данного назначения. Причем применение технологической добавки сорбитан моностерата позволяет улучшить диспергацию этих компонентов в матрице каучука, а за счет введения активного технического углерода N 220 достигается необходимый баланс физико-механических свойств.

Применение разных марок каучука и технического углерода удешевляют резиновую смесь и делают ее более технологичной.

Резиновую смесь готовили путем смешения каучуков с компонентами на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в течение 30 минут. Охлаждение резиновой смеси производили на металлическом столе. Готовую резиновую смесь до испытаний выдерживали не менее 24 часов. После чего резиновую смесь вулканизовали в двухэтажном гидравлическом электрообогреваемом вулканизационном прессе ВП-400-2Э при 150°С в течение 30 минут.

Физико-механические и эксплуатационные свойства вулканизатов определяли до и после выдержки образцов в морской воде при 23°С в течение 30 суток, и при 40°С в течение 15 суток (10% раствор морской соли). Затем определяли физико-механические свойства и их изменения, по сравнению с аналогичными свойствами вулканизатов до погружения их в морскую воду. Кроме того, определялась степень набухания вулканизатов в морской воде.

Составы резиновых смесей приведены в табл.1.

Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы: каучуки фирмы «Zeon»: эпихлоргидриновый Т-3000 и эпихлоргидриновый Т-6000; сера техническая - ГОСТ 127.1-93; каптакс (2-меркаптобензтиазол (2-МБТ)) - ГОСТ 739-94; тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид) - ТУ 6-14-970-73; цинковые белила (оксид цинка) ГОСТ 202-92; технический углерод N 220 (ГОСТ 7885-86); технологическая добавка - сорбитан моностеарат (ГОСТ 32770-2014); пластификаторы - стеарин (ГОСТ 6484-84), норман 346 (ТУ 0258-047-58604719-2004).

Hydrin Т-3000 - тройной терполимер эпихлоргидрина, этиленоксида и аллилглицидилового эфира. Имеет формулу:

Возможна серная или перекисная вулканизация, совместим почти со всеми другими эластомерами. Содержание хлора - 25%, оксида этилена (ОЭ) - 48,8%, эпихлоргидрина (ЭХГ) - 47,7%, аллилглицидилового эфира (АГЭ) - 3,5%. Вязкость по Муни равна 80-94 при 100°С. Удельный вес - 1,28 г/см3. Температура стеклования -43°С

Hydrin Т-6000 - тройной терполимер эпихлоргидрина, пропиленоксида и аллилглицидилового эфира. Имеет формулу:

Хороший баланс между стойкостью к высоким и низким температурам для деталей, работающих в динамике и сохраняющих эластичность длительное время. Содержание хлора - 8%, оксида пропилена (ОП) - 83,7%, эпихлоргидрина (ЭХГ) - 12,4%, аллилглицидилового эфира (АГЭ) - 3,9%. Вязкость по Муни равна 60-80 при 100<С. Удельный вес - 1,07 г/см3. Температура стеклования -60°С.

В качестве вулканизующего вещества используют серу техническую. Она традиционно используется в качестве вулканизатора для непредельных каучуков и привлекает своей дешевизной, относительной доступностью, отработанными технологиями использования при получении разнообразных резиновых смесей.

Оксид цинка применяется в качестве активатора серной вулканизации. Его действие основано на образовании промежуточных продуктов взаимодействия со стеариновой кислотой, ускорителями вулканизации, так называемых «действительных агентов вулканизации», которые в результате химических превращений образуют серные поперечные связи в каучуке.

Норман 346 используется в качестве пластификатора и мягчителя резиновых смесей. Настоящий продукт представляет собой вязкую жидкость темно-зеленого цвета, низкое содержание полициклических ароматических соединений (ПЦА), не содержит посторонних и инородных примесей.

Каптакс - ускоритель средней активности, обеспечивает широкое плато вулканизации. Хорошо диспергируется в каучуке. Дает вулканизаты с хорошим сопротивлением к старению. Активируется окисью цинка и стеариновой кислотой.

Сорбитан моностеарат - технологическая добавка (ТД), которая позволяет направленно регулировать технологические свойства смесей. Представляет собой сложный эфир сорбита и стеариновой кислоты, хлопья кремового цвета.

Технический углерод N 220 - печной, активный, получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья, с высоким показателем дисперсности и средним показателем структурности. Усиливающий технический углерод, придающий резинам высокую износостойкость, сопротивление разрыву и раздиру.

В предлагаемой резиновой смеси также могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Все указанные компоненты являются общеизвестными и производятся предприятиями химической промышленности в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Из таблицы 2 следует, что резина, на основе каучуков Т-3000 и Т-6000, обладает наилучшими физико-механическими показателями. Для 4 варианта резиновой смеси, в которой содержание каучука Т-3000 составляет 100 мас. ч., наблюдается наименьшее изменение физико-механических показателей после выдержки в морской воде. Причем с увеличением температуры наблюдается наибольший рост изменения физико-механических показателей резины. Указанные резины также обладают меньшими изменениями массы после набухания в морской воде. Увеличение температуры приводит к повышению набухания резины в морской воде. Причем степень роста наименьшая для варианта 3 резины, содержащей комбинацию эпихлоргидриновых каучуков.

Резиновая смесь, включающая эпихлоргидриновый каучук Т-3000, эпихлоргидриновый каучук Т-6000, вулканизирующий агент - серу, ускорители - каптакс и тиурам, активатор - оксид цинка, наполнитель, пластификатор, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технологическую добавку - сорбитан моностеарат, в качестве пластификатора - стеарин и норман 346, в качестве наполнителя - технический углерод N 220, в следующем соотношении исходных компонентов, мас.ч.:

Эпихлоргидриновый каучук Т-3000 20-100
Эпихлоргидриновый каучук Т-6000 20-100
Сера 1,5-2,0
Тиурам 1,5-2,0
Каптакс 1,5-2,0
Оксид цинка 2,5-3,0
Стеарин 0,5-1,0
Норман 346 2,5-3,0
Технический углерод N 220 25,0-30,0
Сорбитан моностеарат 1,5-2,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композитным материалам, предназначенным для применения в космосе. Использование, по меньшей мере, одной полимеризуемой смолы R1, выбираемой из группы, состоящей из эпоксидированных полибутадиеновых смол и характеризующейся в неполимеризованном состоянии: - величиной общей потери массы (ОПМ), меньшей чем 10%, величиной восстановленной потери массы (ВПМ), меньшей чем 10%, и величиной собранного летучего конденсируемого материала (СЛКМ).

Изобретение относится к способу очистки резорбируемого сложного полиэфира и устройству для его очистки. .

Изобретение относится к эпоксидной композиции для изготовления термоусаживающихся соединительных элементов при сооружении и ремонте газопроводов и водопроводов, соединении трубопроводов и стержневых конструкций из разнородных материалов в машиностроении, энергетике, связи и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к промышленности резиновых технических изделий, в частности к резиновой смеси, может быть использовано также для получения заливочных компаундов горячего отверждения.

Изобретение относится к технологии полимеров, в частности к разработке рецептуры резиновой смеси, резины из которой могут найти применение в шинной и резино-технической промышленности.

Изобретение относится к составам полимерминеральных смесей на основе эпоксидной смолы, предназначенным для защиты оборудования и строительных конструкций химических предприятий при выполнении футеровочных работ.

Изобретение относится к получению герметизирующей композиции, используемой при ремонте резинотехнических изделий. .

Изобретение относится к области фотокаталитических покрытий защитных резинотканевых материалов, обладающих способностью разрушать токсичные химические вещества, адсорбированные на поверхности фотокатализатора.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновым смесям на основе насыщенных уретановых каучуков. Полиуретановая резиновая смесь в первом варианте получена на основе насыщенного уретанового каучука, на 100 мас.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей для изготовления изделий различного целевого назначения, и может быть использовано для изготовления крупногабаритных формовых резинотехнических изделий.

Изобретение относится к эластомеру на основе функционализированного диена и к композиции на его основе. Эластомер на основе функционализированного диена представляет собой от 75 до 95 мас.% монофункциональный эластомер, который несет на одном конце цепи силанольную функциональную группу или полисилоксановый блок с силанольным окончанием при отсутствии функционализации на другом конце, и от 5 до 25 мас.% эластомера связывается или звездообразно разветвляется с помощью олова.

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к резиновым смесям на основе полиметилфенилвинилсилоксанового каучука, и может быть использовано для изготовления изделий с повышенной морозостойкостью.

Изобретение относится к области создания огнестойких керамообразующих электроизоляционных силиконовых резин. Керамообразующая огнестойкая силиконовая резина, полученная вулканизацией по перекисному, аддиционному или поликонденсационному механизму, включающая резиновую смесь (на основе силиконового каучука, усиливающего наполнителя, антиструктурирующей добавки), сшивающий реагент, керамообразующий наполнитель и катализатор, который включает 1-10 мас.ч.
Изобретение относится к функционализированным диеновым каучукам, их получению, к резиновым смесям, содержащим функционализированные диеновые каучуки, к применению для изготовления высоконаполненных резиновых формованных изделий, особенно шин.
Изобретение относится к адгезионному составу для обработки поверхности металлоармирующих материалов, используемых для армирования эластомерных резиновых композиций, а также к способу обработки поверхности таких материалов.
Изобретение относится к области химии, в частности к резиновым кремнийорганическим смесям повышенной огнестойкости, и может применяться для изготовления защитных полимерных оболочек силовых электрических кабелей и проводов с повышенными требованиями безопасности.

Изобретение относится к получению резиновых смесей и может быть использовано для получения уплотнительных материалов, работоспособных в условиях агрессивных сред при высоких температурах.

Изобретение раскрывает способ приготовления резиновой смеси, включающей по меньшей мере один каучуковый компонент (А), выбранный из натуральных каучуков и диеновых синтетических каучуков, наполнитель, содержащий неорганический наполнитель (В), силановый связующий агент (С) и ускоритель вулканизации (D), в котором резиновую смесь смешивают в несколько стадий, каучуковый компонент (А), весь или часть неорганического наполнителя (В), весь или часть силанового связующего агента (С) и ускоритель вулканизации (D) добавляют и смешивают на первой стадии смешения, и удельная энергия смешения на первой стадии составляет 0,05-1,50 кВт·ч/кг, при этом удельная энергия определяется делением мощности, потребляемой двигателем устройства смешения на первом этапе смешения, на общую массу резиновой смеси, при этом скорость вращения лопастей устройства смешения на первой стадии составляет 30-90 об/мин, ускоритель вулканизации (D) представляет собой по меньшей мере один ускоритель вулканизации, выбранный из гуанидинов, сульфенамидов, тиазолов, тиурамов, дитиокарбаматов, тиомочевин и ксантогенатов, и неорганический наполнитель (В) представляет собой по меньшей мере один наполнитель, выбранный из диоксида кремния и газовой сажи.
Наверх