Термопластичная эластомерная композиция для изготовления эластичных материалов



Термопластичная эластомерная композиция для изготовления эластичных материалов
Термопластичная эластомерная композиция для изготовления эластичных материалов
Термопластичная эластомерная композиция для изготовления эластичных материалов
Термопластичная эластомерная композиция для изготовления эластичных материалов

 


Владельцы патента RU 2633549:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)

Изобретение относится к термопластичной композиции для изготовления эластичных материалов и может быть использовано в строительстве, кабельной, автомобильной, легкой промышленности, при производстве различных товаров народного потребления. Композиция содержит синтетический цис-1,4-изопреновый каучук, полипропилен, оксид цинка, стеариновую кислоту, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид, серу, бутадиен-нитрильный каучук, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионат и многостенные углеродные нанотрубки. Технический результат заключается в повышении модуля упругости при растяжении до 57%, условной прочности при растяжении на 50-58%, относительного удлинения при разрыве в среднем в 2,5 раза при сохранении на уровне маслобензостойкости, а также композиция обладает устойчивостью к многократной переработке при повышенных температурах. 3 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к получению полимерных термопластичных композиций и может быть использовано для изготовления эластичных материалов в строительстве, кабельной, автомобильной, легкой промышленности, при производстве различных товаров народного потребления.

Известна термопластичная эластомерная композиция, содержащая цис-1,4-изопреновый каучук, полипропилен низкого давления, оксид цинка, стеариновую кислоту, ускоритель вулканизации - N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид и серу и антиоксидант, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

синтетический цис-1,4-изопреновый каучук 75
полипропилен низкого давления 25
оксид цинка 3-5
стеариновая кислота 1-2
N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 3-5
сера 0,2-0,6
антиоксидант 0,8-1,0,

см. RU Патент №2067103, МПК6 C08L 9/00, C08K 13/02, C08J 3/22, C08L 9/00, C08L 23/12, C08K 13/02, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/44, 1996.

Указанная термопластичная эластомерная композиция обладает недостаточными: условной прочностью при растяжении, относительным остаточным удлинением после разрыва, не устойчива к действию алифатических растворителей, в том числе масел и топлив.

Наиболее близкой по технической сущности является термопластичная композиция для изготовления эластичных материалов, содержащая синтетический цис-1,4-изопреновый каучук, полипропилен низкого давления, оксид цинка, стеариновую кислоту, антиоксидант - N-изопропил- N'-фенил-n-фенилендиамин, сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид и серу, и дополнительно содержит девулканизат из шинной крошки, полученной методами De-линк, ребонд на лабораторных вальцах, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

синтетический цис-1,4-изопреновый каучук 10-25
полипропилен низкого давления 25-65
оксид цинка 5
стеариновая кислота 2
сульфенамид Ц - N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид 5
сера 0,35
антиоксидант - N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин 2
девулканизат из шинной крошки 25-65,

см. RU Патент №2185397, МПК7 C08L 9/00, C08L 17/00, C08L 23/12, C08K 13/02, C08J 3/20, C08K 13/02, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/44, 2002.

Известная термопластичная эластомерная композиция обладает недостаточными: модулем упругости при растяжении, условной прочностью при растяжении, относительным удлинением при разрыве.

Задачей изобретения является повышение модуля упругости при растяжении, условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве при сохранении на уровне маслобензостойкости.

Техническая задача решается тем, что термопластичная композиция для изготовления эластичных материалов, содержащая синтетический цис-1,4-изопреновый каучук, полипропилен, оксид цинка, стеариновую кислоту, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид, серу, согласно изобретению она дополнительно содержит бутадиен-нитрильный каучук, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)-пропионат и многостенные углеродные нанотрубки, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

синтетический цис-1,4-изопреновый каучук 60-70
полипропилен 25-30
оксид цинка 5,0
стеариновая кислота 2,0
N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин 2,0
N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид 5,0
сера 0,35
бутадиен-нитрильный каучук 5-15
полипропилен с содержанием 1-6% привитого
малеинового ангидрида или малеиновой кислоты 3-5
пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионат 1,6
многостенные углеродные нанотрубки 0,01-0,1

Решение технической задачи позволяет повысить упруго-прочностные свойства термопластичной эластомерной композиции: модуль упругости при растяжении до 57%, условную прочность при растяжении на 50-58%, относительное удлинение при разрыве в среднем в 2,5 раза при сохранении на уровне маслобензостойкости.

Заявленная термопластичная эластомерная композиция обладает устойчивостью к многократной переработке при повышенных температурах. Прочность и относительное удлинение заявленной композиции изменяются не более чем на 1% после 5 кратного экструдирования при 170-180°С, в то время как после переработки композиции по прототипу происходит снижение прочности и относительного удлинении на 13 и 17% соответственно.

Характеристика веществ, используемых в составе заявленной композиции:

В качестве термопластичного полимера используют полипропилен марки 01030 (ТУ 2211-074-05766563-2005) с показателем текучести расплава ПТР=2,9-3,5 г/10 мин, см. Промышленные термопласты. Справочник / В.Г. Макаров, В.Б. Коптенармусов. - М.: Изд-во Колос, Химия. - 2004. - 208 с.

В качестве эластичного полимера используют:

- 1,4-цис изопреновый каучук марки СКИ-3, выпускаемый по ГОСТ Р 52367-2005, см. Большой справочник резинщика. Под ред. Резниченко СВ., Морозова Ю.Л., в 2 т. М.: «Техинформ», 2012. - Т 1. - С. 119;

- бутадиен-нитрильный каучук - статистический сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты с содержанием нитрила акриловой кислоты от 18 до 42% мас., Большой справочник резинщика. Под ред. Резниченко С.В., Морозова Ю.Л., в 2 т. М.: «Техинформ», 2012. - Т 1. - С. 186.

В качестве вулканизующего агента используют серу по ГОСТ 127.1-93, в качестве ускорителя вулканизации N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид (Сульфенамид Ц) по ТУ 113-00-05761637-02-95, в качестве активатора вулканизации оксид цинка по ГОСТ 202-84 и стеарин технический по ГОСТ 6484-96.

В качестве стабилизатора используют N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин торговой марки Диафен ФП, пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионат торговой марки Ирганокс 1010.

В качестве полипропилена с привитым малеиновым ангидридом или малеиновой кислотой может быть использован любой полипропилен, содержащий 1,0-6,0% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, например, торговой марки Polybond 3000 или Polybond 3200 или Эталитен PP-g-MAH (1,5%).

Добавка - многостенные нанотрубки производства фирмы Арт-НАНО, Минск, Республика Беларусь, содержит 50-60 мас. % нанотрубок и нановолокон со средним диаметром 20-200 нм и длиной до нескольких десятков мкм, 35-40 мас. % неструктурированного углерода (сажа и пластинки графита), 5-10 мас. % карбидов, оксидов металлов, см. С.А Жданюк, И.Ф. Буяков, А.В. Крауклис, К.О. Борисевич. Об условиях формирования углеродных наноструктур на стальной поверхности реактора из продуктов разложения углеводородов в низкотемпературной плазме/ Инженерно-физический журнал, 2009. - Том №3. - С. 1-7.

Упруго-прочностные свойства термопластичной эластомерной композиции определяют по ГОСТ 270-75 на образцах, полученных экструзией из заявленной термопластичной эластомерной композиции.

Маслобензостойкость - стойкость композиции к действию жидкостей определяют по ГОСТ Р ИСО 1817-2009 в бензине марки АИ-92 и моторном полу синтетическом масле.

Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.

Контрольный пример 1 (без введения в состав композиции добавки - многостенные углеродные нанотрубки)

В смесительной камере пластикордера «Брабендер» при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин смешивают 176,6 г (70 мас. ч.) изопренового каучука и 12,6 г (5 мас. ч.) бутадиен-нитрильного каучука, 5,04 г (2 мас. ч.) N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамина (диафен ФП), 12,6 г (5 мас. ч.) оксида цинка, 5,04 г (2 мас. ч.) стеарина технического. Затем вводят 63 г (25 мас. ч.) полипропилена, 7,56 г (3 мас. ч.) полипропилена с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, 4,03 г (1,6 мас. ч.) пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионата (Ирганокса 1010). После смешения указанных компонентов вводят 0,88 г (0,35 мас. ч.) серы и 12,6 г (5 мас. ч.) ускорителя вулканизации - N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамида (Сульфенамид Ц) и продолжают смешение для осуществления процесса вулканизации эластомеров. Общее время смешения составляет 10-12 минут. Получают термопластичную эластомерную композицию, которую можно перерабатывать вальцеванием, экструзией, литьем под давлением. Для получения образцов с целью определения упруго-прочностных свойств заявленной композиции ее экструдируют через плоско-щелевую головку экструзионной приставки пластикордера «Брабендер» при 180-210°С.

Свойства композиции приведены в таблице 2.

Пример 2

В смесительной камере пластикордера «Брабендер» при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин смешивают 176,6 г (70 мас. ч.) изопренового каучука и 12,6 г (5 мас. ч.) бутадиен-нитрильного каучука, 0,25 г (0,1 мас. ч.) многостенных углеродных нанотрубок, 5,04 г (2 мас. ч.) N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамина (диафен ФП), 12,6 г (5 мас. ч.) оксида цинка, 5,04 г (2 мас. ч.) стеарина технического. Затем вводят 63 г (25 мас. ч.) полипропилена, 7,56 г (3 мас. ч.) полипропилена с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, 4,03 г (1,6 мас. ч.) пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионата (Ирганокса 1010). После смешения указанных компонентов вводят 0,88 г (0,35 мас. ч.) серы и 12,6 г (5 мас. ч.) ускорителя вулканизации - N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамида (Сульфенамид Ц) и продолжают смешение для осуществления процесса вулканизации эластомеров.

Общее время смешения составляет 10-12 минут. Получают термопластичную эластомерную композицию, которую можно перерабатывать вальцеванием, экструзией, литьем под давлением. Для получения образцов с целью определения упруго-прочностных свойств заявленной композиции ее экструдируют через плоско-щелевую головку экструзионной приставки пластикордера «Брабендер» при 180-210°С.

Свойства композиции приведены в таблице 2.

Пример 3-5

Аналогичны примеру 2.

Пример 6 (по прототипу)

В смесительной камере пластикордера «Брабендер» при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин смешивают 65,6 г (25 мас. ч.) изопренового каучука и 131 г (50 мас. ч.) девулканизата, 5,24 г (2 мас. ч). N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамина, 13,1 г (5 мас. ч.) оксида цинка, 5,24 г (2 мас. ч.) стеарина технического. Затем вводят 65,6 г (25 мас. ч.) полипропилена и после смешения всех компонентов вводят 0,92 г (0,35 мас. ч.) серы и 13,1 г (5 мас. ч.) ускорителя серной вулканизации N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамида (Сульфенамид Ц) и продолжают смешение для осуществления процесса вулканизации эластомера. Общее время смешения 10 мин. Получают термопластичную эластомерную композицию, которую можно перерабатывать вальцеванием, экструзией, литьем под давлением. Для получения образцов с целью определения упруго-прочностных свойств композиции ее экструдируют через плоско-щелевую головку экструзионной приставки пластикордера «Брабендер» при 180-210°С.

Состав и свойства по примерам 1-6 сведены в таблицы 1 и 2 соответственно.

Пример 7

Термопластичную эластомерную композицию по примеру 3 и прототипу экструдируют 1-5 раз через плоско-щелевую головку экструзионной приставки пластикордера «Брабендер» при 180-210°С с охлаждением после каждого экструдирования.

Свойства композиции приведены в таблице 3.

Как видно из примеров конкретного выполнения, решение технической задачи позволяет по сравнению с прототипом повысить упруго-прочностные свойства термопластичной композиции для изготовления эластичных материалов: модуль упругости при растяжении до 57%, условную прочность при растяжении на 50-58%, относительное удлинение при разрыве в среднем в 2,5 раза при сохранении на уровне маслобензостойкости, к тому же заявленная термопластичная композиция для изготовления эластичных материалов обладает устойчивостью к многократной переработке при повышенных температурах, сохраняя прочность и относительное удлинение, что позволяет повторно использовать отходы и изношенные изделия.

Термопластичная композиция для изготовления эластичных материалов, содержащая синтетический цис-1,4-изопреновый каучук, полипропилен, оксид цинка, стеариновую кислоту, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид, серу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бутадиен-нитрильный каучук, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионат и многостенные углеродные нанотрубки при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

синтетический цис-1,4-изопреновый каучук 60-70
полипропилен 25-30
оксид цинка 5,0
стеариновая кислота 2,0
N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин 2,0
N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид 5,0
сера 0,35
бутадиен-нитрильный каучук 5-15

полипропилен с содержанием 1-6% привитого

малеинового ангидрида или малеиновой кислоты 3-5
пентаэритрил-тетракис-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропионат 1,6
многостенные углеродные нанотрубки 0,01-0,1



 

Похожие патенты:
Каучуковая смесь содержит, по меньшей мере, следующие составляющие: 60-100 частей по меньшей мере одного бутадиенового каучука на 100 частей каучука и 51 часть или более по меньшей мере одной углеводородной смолы на 100 частей каучука, которая состоит из ароматических мономеров на 30-100 вес.

Изобретение относится к резиновой композиции, включающей сополимер, каучуковый компонент по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей технический углерод со средним размером частиц от 5 до 100 нм и диоксид кремния со средним размером частиц от 0,5 до 200 нм.

Изобретение относится к резиновой композиции, включающей сополимер, каучуковый компонент, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, включающей технический углерод со средним размером частиц от 5 до 100 нм и диоксида кремния со средним размером частиц от 0,5 до 200 нм.

Изобретение относится к материалам, предназначенным для тепловой защиты конструктивных элементов, работающих в условиях воздействия тепловых аэродинамических и газодинамических тепловых потоков.

Изобретение относится к каучуковой композиции для транспортерной ленты, предназначенной для районов с холодным климатом. Описана каучуковая композиция для транспортерной ленты, содержащая: каучуковый компонент, содержащий бутадиеновый каучук и/или бутадиенстирольный каучук, углеродную сажу, серу и ускоритель вулканизации; причем температура стеклования бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет -65°C или ниже; удельная площадь поверхности адсорбции азота углеродной сажи составляет 90 м2/г или ниже; общее содержание бутадиенового каучука и бутадиенстирольного каучука составляет 50% по массе или выше относительно содержания каучукового компонента; содержание углеродной сажи составляет от 30 до 50 массовых частей на 100 массовых частей каучукового компонента; и массовое соотношение (сера/ускоритель вулканизации) содержания серы к содержанию ускорителя вулканизации составляет 1,5 или ниже.

Изобретение относится к каучуковой композиции для использования в протекторе шины. Каучуковая композиция содержит: на 100 мас.ч.

Изобретение относится к способам связывания полидиеновых (со)полимеров. Способ получения связанного полимера включает стадии: (i) полимеризацию сопряженного диенового мономера и, необязательно, сополимеризуемого с ним мономера с получением полимера, содержащего реакционноспособную концевую группу; (ii) взаимодействие реакционноспособной концевой группы полимера с полиизоцианатом, количество функциональных групп которого составляет X, с получением промежуточного полимерного продукта, и (iii) взаимодействие указанного промежуточного полимерного продукта с полиолом, количество функциональных групп которого составляет Y, с получением связанного полимерного продукта, где X+Y≥5.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству резиновых смесей, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий.

Изобретение относится к производству материалов, используемых для изготовления изделий различного функционального назначения, в том числе нефтенабухающих уплотнительных элементов, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, в частности к способу термодеструкции полибутадиена. Способ осуществляется с использованием в качестве исходного вещества натрий-бутадиенового каучука СКБ, содержащего в своей структуре 40-60% 1,2-винильных звеньев, причем получение ведут в одном реакторе путем растворения измельченного натрий-бутадиенового каучука СКБ в минеральном масле при принудительном барботаже воздуха.

Настоящее изобретение относится к композиции, наполненной актинидным порошком. Описана композиция для ядерного топлива, наполненная актинидным порошком, содержащая органическую матрицу и актинидный порошок или смесь актинидных порошков, отличающаяся тем, что в ней содержатся, по меньшей мере: пластифицирующее вещество, содержащее алкан, в котором цепь наиболее длинного радикала содержит по меньшей мере несколько десятков атомов углерода, и присутствующее в объемном содержании, составляющем от 20 до 70% по отношению к суммарному объему только органических соединений; связующее вещество, содержащее, по меньшей мере, полиолефиновый полимер, представляющий собой полиэтилен низкой плотности и/или полипропилен, и присутствующее в объемном содержании, составляющем от 20 до 50% по отношению к суммарному объему только органических соединений; диспергирующее вещество, содержащее карбоновую кислоту или ее соответствующие соли и присутствующее в объемном содержании, составляющем менее чем 10% по отношению к суммарному объему только органических соединений; причем вышеупомянутый актинидный порошок или вышеупомянутая смесь актинидных порошков составляют от 40 до 65 об.% по отношению к объему наполненной матрицы.

Изобретение относится к термопластичным формовочным массам, к применению их для изготовления волокон, пленок, формованных изделий, таких как волокна, пленки, формованные изделия, а также к применениям соли или оксида меди (I) или серебра (I) или их смесей для изготовления формовочных масс или указанных формованных изделий, придающие им определенные свойства, например повышенную стойкость к ультрафиолетовому свету, пониженное образованием фосфина, обладающие менее интенсивным красноватым цветовым тоном и т.д.

Изобретение относится к способу получения электропроводных резиновых вулканизатов. Способ включает вулканизацию при температуре 150°С резиновой смеси, содержащей, мас.%: каучук марки СКН-18 - 40, полисульфидный ускоритель вулканизации - 12, дибутилфталат - 1, диамин - 1, фталевый ангидрид - 1, углеродный наполнитель - 40, регенерат – 5.

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).

Изобретение относится к композициям на основе термопластичных полимеров, подходящих для получения готовых изделий, например формованных изделий, Композиция содержит полиолефиновый полимер и зародышеобразователь, содержащий соединение, соответствующее структуре формулы (I).

Изобретение относится к полипропиленовой композиции, предназначенной для труб и фитингов для труб, используемых при транспортировке жидкостей, например воды или природного газа, во время которой жидкость находится под давлением и/или нагрета.

Изобретение относится к композиции самоокисляемого смоляного состава, высыхающего в воздушной среде. Композиция включает осушитель для самоокисляемого смоляного состава, высыхающего в воздушной среде, и полимер, включающий ненасыщенные алифатические группы.

Изобретение относится к битумной композиции и к способу ее получения. Битумная композиция содержит битум, первую добавку, содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, линейную или разветвленную, имеющую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, и вторую добавку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления уплотнительных элементов, применяемых в производстве пакерно-якорного оборудования нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к высыхающей на воздухе самоокислющейся полимерной композиции, содержащей высушивающее вещество на основе марганца. Самоокисляющаяся полимерная композиция включает высушивающее вещество, полученное путем смешивания 1,4,7-триалкил-1,4,7-триазациклононана (L) и соли марганца, имеющей общую формулу Mn2+[X]n, в которой в качестве аниона X выбирают PF6-, SbF6-, AsF6-, BF4-, B(C6F5)4-, Cl-, Br-, I-, NO3- или R2COO-, и в этом случае n=2, или анион X представляет собой SO42-, и в этом случае n=1, причем R2 представляет собой C1-C20-алкил.

Изобретение относится к композиции пропиленовой смолы, предназначенной для получения формованных изделий, в частности для внутренней отделки салона автомобиля. Композиция содержит пропиленовый полимер (А), имеющий скорость течения расплава 20-300 г/10 мин, этилен α-олефин диеновый сополимер (В-1), имеющий скорость течения расплава менее 0,4 г/10 мин, этилен α-олефиновый сополимер (В-2), имеющий скорость течения расплава от 0,5 г/10 мин до менее 10 г/10 мин, неорганический наполнитель (С), модифицированный полипропилен (D), модификатор поверхности (Е) и пигмент (F).
Наверх