Полимерная композиция

Изобретение относится к полимерной композиции, предназначенной для изготовления резинотехнических изделий, эксплуатируемых при экстремальных температурах и высоком давлении. Композиция содержит смесь каучуков, представляющих собой этилен-пропиленовый каучук и бутилкаучук, выбранный из группы, включающей бутилкаучук хлорбутилкаучук и бромбутилкаучук. Кроме того, композиция содержит в качестве замедлителя вулканизации стеариновую кислоту, многофункциональный модификатор Гексол ХКП, белила цинковые в качестве активатора, технический углерод №330 в качестве наполнителя, вулканизующий агент, представляющий собой алкилфенольную смолу «Рибетак», и Аэросил А-300 гидрофильный с функциями стабилизатора и антиседиментационной добавки многокомпонентных систем. Полученная полимерная композиция имеет высокий комплекс физико-механических показателей, позволяющий повысить прочность, стабильность и сроки эксплуатации получаемых изделий. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к резинотехнической и шинной промышленности и может быть использовано, в частности, для изготовления манжет, уплотнителей, прокладок для вулканизационного оборудования при вулканизации РТИ и шин, эксплуатирующегося при экстремальных температурах и высоком давлении.

Известна резиновая смесь (см. патент RU №2296782 опубл. 10.04.2007 г.), содержащая изопреновый каучук, наполненный хлорбутилкаучук, полученный взаимодействием при смешении бутилкаучука и хлорированного углеводорода общей формулы CnH(2n+2)xClx, где n=10-30, х=7-24, при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, сульфенамидный ускоритель, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, полиэтилен высокого давления, алкилфеноламиновую смолу.

Недостатком известного аналога являются незначительные физико-механические показатели и недостаточная динамическая выносливость эксплуатируемых изделий и довольно сложная технология их изготовления, что может приводить к браку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату прототипом является резиновая смесь (см. патент RU №2365606 опубл. 27.08.2009), содержащая смесь каучуков, мас. ч.: бутилкаучука - 75-95, хлоропренового каучука - 0-10, и хлорсодержащего этилен-пропилен-диенового наполненного каучука - 7-20, и также в расчете на 100 мас. ч. смеси каучуков стеариновую кислоту - 1-3, оксид цинка - 4-10, технический углерод - 30-60, минеральное масло «стабилойл» - 3-8 и фенолформальдегидную смолу «амберол 137» - 5-10.

Недостатком известного прототипа является невысокая стойкость и стабильность в процессе эксплуатации изделий при многократных циклических нагружениях с перепадами в широком диапазоне высокой температуры и давления.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка - незначительной стабильности уплотняющих устройств, техническим результатом которого будет повышение срока эксплуатации изделий из полимерной композиции в пароводяных и агрессивных средах при высоких температурах и давлении.

Сущность изобретения заключается в том, что указанный технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция содержит, мас. ч.: бутилкаучук, или хлорбутил каучук, или бромбутил каучук, 70-95, и этилен-пропиленовый каучук - 30-5, и в расчете на 100 мас. ч., в качестве замедлителя вулканизации - стеариновая кислота - 1,0-2,0, многофункционального модификатора - Гексол ХКП - 0,5-0,6, вулканизующего агента - алкилфенольную смолу «Рибетак» - 8,0-12,0, активатора - белила цинковые - 5,0-7,0, наполнителя - технический углерод N330 - 45-50 и аэросил А 300 гидрофильный с функциями стабилизатора и антиседиментационной добавки многокомпонентных систем - 0,5-1,0.

Каучуки в полимерной композиции выбраны из следующий соображений: поскольку не допускается смешение бутилкаучука с ненасыщенными каучуками, даже следы бутилкаучука в них резко ухудшают качество полимерных композиций, предлагается композиция в сочетании с этилен-пропиленовым каучуком, с которым бутилкаучук легко смешивается.

Для обеспечения термо-, баростойкости и паростойкости полимерной композиции как наиболее эффективной, дающей оптимальные физико-механические показатели при вулканизации бутилкаучуков в сочетании с этилен-пропиленовым каучуком, выбран вулканизующий агент -алкилфенольная смола «Рибетак» R7500E.

Для компенсации гидрофобного действия в очень влажной среде бутилкаучука дополнительно вводится в качестве антиседиментационной добавки и стабилизатора усиливающий наполнитель гидрофильный Аэросила А-300, имеющего малый размер частиц 5-7 нм, сложную структуру агрегатов и силанольные группы на поверхности почти идеальный сферической формулы частиц, чем обеспечивается повышенное взаимодействие с бутилкаучуками, усиливающее свойства по сравнению с другими неорганическими дисперсными наполнителями. Применение Аэросила А-300 ускоряет процесс вулканизации, сокращает время подвулканизации, обеспечивает хорошее формование и течение, что создает возможность получить однородные и, что важно, тонкие по толщине полимерные изделия и обуславливает их необходимые эксплуатационные свойства при комплексном воздействии в диапазоне давления 2,0-2,5 МПа и температуры 180-200°С, например, на вулканизационном оборудовании для вулканизации пневматических шин и резино-технических изделий, где в зависимости от режима вулканизации уплотнительные изделия подвергаются многократно-циклическим нагружениям.

Улучшение физико-механических свойств напрямую связано с размером частиц: наполнители с меньшим размером частиц больше усиливают полимерную композицию, а гидрофильный Аэросил А-300 придает еще полимерной композиции специфические свойства - сопротивление раздиру, усталостную выносливость при изгибе (сопротивление разрастанию трещин и надрывов), сопротивление тепловому старению и повышение маслостойкости, стойкости к действию агрессивных сред, негорючесть.

Для разработанной композиции выбираются ингредиенты со следующими техническими характеристиками: этилен - пропиленовый каучук марки СКЭП-40 - вязкость по Муни усл. ед. 46-55, относительное удлинение при разрыве, % н/м - 350.

Бутилкаучук марки БК - 1675 Н, высший сорт - вязкость по Муни - 45-56, условная прочность при растяжении МПа, н/м - 19, относительное удлинение при разрыве % н/м - 600, ТУ 2294-34-05766801-95.

Техническая характеристика гидрофильного Аэросила А-300:

- Средний размер частиц, нм - 5-7,

- Удельная поверхность (БЭТ), м2/г - 300+30,

- рН суспензии - 3,6-4,3,

- Насыпная плотность, г/л - 110-140.

Технический углерод N 330 по ASTM йодное число, г/кг - 82, Абсорбция ДБФ, 10-5 м3/кг - 78, насыпная плотность, кг/м3 - 380.

Стеариновая кислота - ГОСТ 6484-96.

Гексол ХКП по ТУ 6-01-5-81-97.

Белила цинковые - ГОСТ 202-84.

Алкилфенольная смола «Рибетак». R7500E изготовитель Si Group Inc США, с температурой плавления 80-95°С, содержание метиленовых групп, % масс., 9,0-12,0 и является в композиции компонентом двойного действия, как пластификатор и вулканизующий агент.

В таблице 1 приведена композиция прототипа в предлагаемой полимерной композиции:

Сущность изобретения поясняется следующим примером.

Пример №1

Готовят составы прототипа и предлагаемой по изобретению полимерной композиции.

Изготавливают эти полимерные композиции в две стадии в закрытом резиносмесителе периодического действия.

В первую стадию смешения на резиносмесителе РС-270-40 при температуре 100-110°С, числе оборотов ротора - 40 об/мин в течение 3,5-4 минут вводят бутилкаучук, или хлорбутилкаучук, или бромбутилкаучук - 70 масс. ч., этилен-пропиленовый каучук - 30 масс. ч., технический углерод N330 - 45 масс. ч., стеариновую кислоту - 1,0 масс. ч., Аэросил А-300 - 0,5 масс. ч. На второй стадии в тихоходный резиносмеситель РС-250-30 для предотвращения подвулканизации при температуре 80-90°С и числе оборотов ротора 30 об/мин в течение 4 минут вводят вулканизирующую группу: алкилфенольную смолу «Рибетак» - 8,0 масс. ч., Гексол ХКП - 0,5 масс. ч., белила цинковые 5,0 масс. ч.

Пример №2

В первую стадию смешения на резиносмесителе РС-270-40 при температуре 100-110°С, числе оборотов ротора - 40 об/мин в течение 3,5-4 минут вводят бутилкаучук, или хлорбутилкаучук, или бромбутилкаучук - 95 масс. ч., этилен-пропиленовый каучук - 5,0 масс. ч., технический углерод N330 - 50 масс. ч., стеариновую кислоту - 2,0 масс. ч., Аэросил А-300 - 1,0 масс. ч. На второй стадии в тихоходный резиносмеситель РС-250-30 для предотвращения подвулканизации при температуре 80-90°С и числе оборотов ротора 30 об/мин в течение 4 минут вводят вулканизирующую группу: алкилфенольную смолу «Рибетак» - 12,0 масс. ч., Гексол ХКП - 0,6 масс. ч., белила цинковые 7,0 масс. ч.

Образцы из этих полимерных композиций вулканизуют в прессформах в течение 40-45 минут на стандартных этажных рамных вулканизационных прессах при давлении 4-5 МПа и температуре 170-180°С и проводят сравнительные испытания на исследовательском лабораторном оборудовании и приборах.

В таблице 2 приведены физико-механические показатели сравнительных испытаний

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая по изобретению полимерная композиция по сравнению с прототипом имеет более высокий комплекс физико-механических показателей, чем обеспечивается прочность и стабильность уплотнительных изделий из предлагаемой полимерной композиции в оборудовании, эксплуатирующихся при высоких температурах и давлении.

В таблице 3 приведены экспериментальные испытания диафрагм размера 260-508 при вулканизации автопокрышек на форматорах-вулканизаторах 55".

Полимерная композиция для изготовления резинотехнических изделий, эксплуатируемых при экстремальных температурах и давлении, содержащая смесь каучуков, представляющих собой бутилкаучук, выбранный из группы, включающей бутилкаучук, хлорбутилкаучук или бромбутилкаучук, и этилен-пропиленовый каучук, а также стеариновую кислоту в качестве замедлителя вулканизации, многофункциональный модификатор Гексол ХКП, белила цинковые в качестве активатора, технический углерод №330 в качестве наполнителя, вулканизующий агент, представляющий собой алкилфенольную смолу «Рибетак», и Аэросил А-300 гидрофильный с функциями стабилизатора и антиседиментационной добавки многокомпонентных систем при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Бутилкаучук 70,0-95,0
Этилен-пропиленовый каучук 5,0-30,0
и в расчете на 100 мас. ч. смеси каучука:
Стеариновая кислота 1,0-2,0
Гексол ХКП 0,5-0,6
Белила цинковые 5,0-7,0
Технический углерод №330 45,0-50,0
Смола «Рибетак» 8,0-12,0
Аэросил А-300 0,5-1,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к композиции герметизирующего слоя покрышки. Композиция содержит полимерную основу, образованную из бутилового каучука и/или галогенбутилового каучука, систему наполнителя и систему отверждения.

Изобретение относится к неагломерирующим противотурбулентным присадкам, способу их получения и может быть использовано для снижения гидродинамического сопротивления в трубопроводе при турбулентном режиме течения углеводородов.

Изобретение относится к стабильной эмульсии полиизобутена и ее применению в химико-технических областях. Эмульсия содержит от 10 до 65 мас.% полиизобутена, не более 5 мас.% по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества и возможно от 1 до 65 мас.% по меньшей мере одного воска и/или масла по отношению к полной массе указанной эмульсии, дополненной до 100 мас.% водой.

Изобретение относится к получению динамически вулканизированного сплава эластомерных и термопластических смол, а также к формованной пленке из этого сплава. Сплав включает по крайней мере один эластомер и по крайней мере одну термопластическую смолу.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству вибродемпфирующих эластомерных материалов высокой плотности, и может быть использовано в промышленных установках, электронных приборах, в строительстве и домашнем хозяйстве.

Изобретение относится к эластомерным полимерным материалам для изготовления набухающих уплотняющих изделий с контролируемыми свойствами набухания и к использованию таких материалов.

Изобретение относится к термопластичным эластомерным композициям и способам непрерывного получения этих композиций. Непрерывный способ получения динамически вулканизированного термопластичного эластомера заключается в смешивании на первой стадии смешивающего устройства непрерывного действия термопластичной смолы, негалогенированного эластомера, с содержанием полиолефина больше чем 3,5 мол.%, который модифицирован ненасыщенным карбоксильным соединением, и отверждающего агента.

Изобретение относится к резиновой смеси, способу ее получения и вулканизированной резине из нее. Резиновая смесь содержит несшитый каучук и частицы каучука, имеющие радиационно-сшитую структуру, диспергированные в нем.

Изобретение относится к динамически вулканизированному сплаву для изготовления шин и других резинотехнических изделий. Сплав включает, по меньшей мере, один эластомер, содержащий изобутилен и, по меньшей мере, одну термопластичную смолу.

Изобретение относится к динамически вулканизированным сплавам (ДВС) и, в частности, к ДВС, имеющим улучшенные технологические характеристики и стабильность. Настоящее изобретение также относится к способам получения ДВС.

Изобретение относится к гетерофазному сополимеру пропилена (RAHECO). Сополимер содержит: (i) матрицу (М), представляющую С4-C12 α-олефиновый сополимер пропилена (С-РР), указанный С4-С12 α-олефиновый сополимер пропилена (С-РР) содержит единицы, получаемые из (i.1) пропилена и (i.2) по меньшей мере одного С4-С12 α-олефина; и (ii) эластомерный сополимер пропилена (ЕС), диспергированный в указанной матрице (М).

Изобретение относится к композиции полипропилена, предназначенной для получения литых изделий, и способу ее получения. Композиция полипропилена содержит сомономерные единицы, полученные из этилена, в количестве от 9,0 до 52,0 мол.% и сомономерные единицы, полученные из, по меньшей мере, одного С5-12 α-олефина, в количестве от 0,4 до 3,0 мол.%, и содержание фракции, растворимой в холодном ксилоле, по меньшей мере, 30 мас.

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к полимерным композициям на основе смеси этиленвинилацетатного каучука (ЭВА) и другого полимера. Полимерная композиция на основе смеси ЭВА и другого полимера, представляющего собой полимерный ненасыщенный каучук, используется для изоляции и оболочки электрических кабелей и проводов.
Изобретение относится к термопластичным эластомерам, модифицированным в отношении адгезии, а именно к олефиновым эластомерам TPE-V и TPE-O. Олефиновая термопластичная эластомерная композиция содержит каучуковый компонент, полиолефин и систему промоторов адгезии, в состав которой входит один или несколько первых промоторов адгезии из группы смачивающих промоторов адгезии и один или несколько вторых промоторов адгезии из группы химически активных адгезивных связывающих веществ, а также одну или несколько добавок.

Изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции, подходящей для использования при нанесении покрытия на обрабатываемые изделия, содержащей термопластичный полимер, содержащий винилацетат, и ненасыщенный эластомер, содержащий двойные связи, в качестве полимерных компонентов, где полимерные компоненты присутствуют в форме гомогенной полимерной смеси, и где формируется смесевая матрица, вулканизованная исключительно при использовании серы или системы сшивания, содержащей серу, где система серного сшивания распространяется по всей матрице и полностью проникает в эту матрицу, а также по меньшей мере один антипирен или комбинацию антипиренов.

Изобретение относится к теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука, который может использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод, модифицирующую добавку, представляющую собой фосфорборазотсодержащий олигомер ФЭДА, и микроуглеродные волокна.

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука включает следующее соотношение компонентов, мас.

Изобретение относится к теплозащитному материалу на основе этиленпропилендиенового каучука, который может использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал содержит этиленпропилендиеновый каучук СКЭПТ-40, вулканизующие агенты серу и тиурам Д, ускоритель вулканизации 2-меркаптобензотиазол, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, технический углерод, модифицирующую добавку, представляющую собой фосфорборазотсодержащий олигомер, и смесь микросфер и микроуглеродных волокон.

Изобретение относится к композиции пропиленовой смолы для изготовления формованных изделий, таких как детали автомобилей и элементы бытовой техники. Композиция содержит статистический сополимер пропилена и этилена (А), в котором содержание этилена составляет 2-9 мол.%, сополимер этилена и α-олефина (В), полученный сополимеризацией этилена с одним или более α-олефинами, имеющими 3-10 атомов углерода, волокнистый наполнитель (С), имеющий среднюю длину волокна от 0,1 до 2 мм и средний диаметр волокна 1-25 мкм, смазку (D) и полипропилен, модифицированный ненасыщенными карбоновыми кислотами или их производными (Е).

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).

Изобретение относится к способу получения металлсодержащей смазки, используемой при производстве жестких и полужестких материалов на основе поливинилхлоридной композиции.

Изобретение относится к полимерной композиции, предназначенной для изготовления резинотехнических изделий, эксплуатируемых при экстремальных температурах и высоком давлении. Композиция содержит смесь каучуков, представляющих собой этилен-пропиленовый каучук и бутилкаучук, выбранный из группы, включающей бутилкаучук хлорбутилкаучук и бромбутилкаучук. Кроме того, композиция содержит в качестве замедлителя вулканизации стеариновую кислоту, многофункциональный модификатор Гексол ХКП, белила цинковые в качестве активатора, технический углерод №330 в качестве наполнителя, вулканизующий агент, представляющий собой алкилфенольную смолу «Рибетак», и Аэросил А-300 гидрофильный с функциями стабилизатора и антиседиментационной добавки многокомпонентных систем. Полученная полимерная композиция имеет высокий комплекс физико-механических показателей, позволяющий повысить прочность, стабильность и сроки эксплуатации получаемых изделий. 3 табл., 3 пр.

Наверх