Полимерная композиция

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

;.11 527I40 ьаюз Советсних

Социалистических (61) Дополш|тсльный к патенту (22) Заявлено 22.02.72 (21) 1750677/05 (23) Приоритет — (32) 01.03.71 (31) 119963 (33) США

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 20,12.76 (51) М К т 2 С 08L 33/08

Гасударственный комитет

Совета тйинистрав СССР (53) УДК 678.732-13 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Джуидо Мино и Рудольф Адольф Беренс (США) Иностранная фирма

«Американ Цианамид Компани» (США) (71) Заявитель (54) ПОЛ ИМЕР НАЯ КОМ ПОЗИ ЦИЯ

Изобретение относится к полимерным композициям на основе сополимеров эфиров акриловой кислоты, изделия на основе которых находят применение в автомобилестроении в качестве матсриала для прокладок, маслонепроницаемых уплотнений, О-образных колец, уплотнений коробок передач и так далее.

Известна полимерная композиция, включающая сополимер низшего алкилового эфира акриловой кислоты и хлорсодержащего винилового мономера, сажи, серы и поверхностноактивного вещества.

Изделия на основе этой композиции хотя и обладают маслостойкостью, но она недостаточно высока, вследствии чего изделия, подвергающиеся действию горячего масла, имеют ограниченный срок службы.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение маслостойкости изделий на основе композиции, включающей сополимер низшего алкилового эфира акриловой кислоты и хлорсодержащего винилового мономера, сажи, серы и поверхностно-активного вещества.

Предлагаемая композиция в качестве исходного сополимера содержит сополимер, имеющий в своем составе 0,25 — 3% по весу полибутадиена со степенью ненасыщенности 75—

99% и молекулярным весом 500 — 4000, при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Сополимер 100,0

Сажа 20,0 — 150,0

Сера 0,1 — 1,0

Поверхностно-активное вещество 2,0 — 6,0

Введение B композицию полибутадиена приводит к повышению маслостойкости изделий

10 на ее основе, что приводит и значительному удлинению срока службы изделий.

В качестве низших алкиловых эфиров акриловой кислоты, на основе которых получают сополимер, используемый в композиции по

15 изобретению, применяют эфиры акриловой кислоты и спиртов, содержащих 1 — 8 атомов углерода, также как метиловый, этиловый, ибутиловый, и-гексиловый, 2-этилгексиловый и н-октиловый сложные эфиры акриловой кис20 лоты и т. п. Пригодны также алкоксиэтил- и

à Iêèëтиоэтилакрилаты, описываемые структурной формулой в которой R представляет собой низшую алкильную группу, содержащую от 1 до 8 углеродных атомов, в частности метильную или

527140

53,44

116,7

99,8

151,2

Композиция Композиция

А Б

100

Сополимер 1

Сополимер 2

Печная угольная сажа

Фенил-бета-н афтилам ин тивостаритель)

Стеариновая кислота

Сера

Метафениленбисмалеимид

Каприлат натрия

100

60

2 (про1

0,2

0,75

0,2

0,75

А Б В

1

0,2

Сополпмер 1

Со: о.шмер 2

Печная угольная сажа

60 Протпвостаритель

Стеариновая кислота

Сера

Каприлат натрия

100 100

60 60 60

2 2 2

1 1 1

0,2 0,2 0,2

4 4 4

А Б

98,4 105,5

131,1 121,4

150 120

79 79 этильную, а Х представляет собой атом кислорода или атом серы.

В качестве хлорсодержащих виниловых мономеров используют, например, простой

2-хлорэтилвиниловый эфир, винилхлорацетат, 2-хлорэтилакрилат, соединения, описываемые формулами

0 ОН 0

ll 1 Il

С1-СН вЂ” С вЂ” 0 — СН -СН-СН вЂ” 0 — С вЂ” С =СН1

СН3

0 0

П |) С1- СН -С вЂ” 0 — СН вЂ” 0 — < — С=СИ

СН и т. п.

Обычно мономер, содержащий атом хлора, составляет меньшую долю общей смеси мономеров и количество его достигает, например, примерно 10% по весу. Остальная часть смеси мономеров содержит ли бо один сложный эфир акриловой кислоты, например этилакрилат, либо смесь сложных эфиров акриловой кислоты, таких как этил- и бутилакрилаты, либо смесь из одного или нескольких алкилакрилатов и алкоксиэтилакрилата, алкилтиоэтилакрилата или цианоалкилакрилата или цианоалкоксиалкилакрилата.

П р и м ер 1. Готовят композиции следующего состава, вес. ч.

Сополимер 1 — 94 /о этилакрилата и 6% винилхлорацетата

Сополимер 2 — то же, что и сополимер 1, но приготовлен в присутствии 1% по весу полибутадиена (степень ненасыщенности 99 /о, молекулярный вес -3000).

Компоненты каждой указанной выше композиции смешивают обычным способом на двухвалковой мельнице, как это описано в патенте США Ко 3506624, в течение 10 мин при температуре 165 С и вулканизуют в течение

4 час при температуре 176 С. Физические характеристики изделий па основе этих композиций приведены ниже.

Модуль 100О/о-ный, кгс/см

Сопротивление разрыву, кгс/см

Относительное удлинение при разрыве, /о

Твердость по Шору

После этого композиции испытывают на стойкость к старению в течение 2 недель при температуре 176 С в масле и вторично определяют их характеристики. Старение в контакте с маслом проводят при температуре 176 С.

Стойкость к маслу проявляется как сохранение физичесих характеристик после старения.

Результаты опытов при ведены ниже.

100"/o- ый модуль, кгс/см2

Сопротивление разрыву, кгс/см-

Относительное удлинение, о/о

Твердость по Шору

Эти данные показывают улучшение способности к сохранению исходных характеристик композиции Б по сравнению с композицией А.

Пример 2. Готовят композицию следующего состава вес. ч.:

20 Сополимер 100

Печная угольная сажа 60

Фенил-бета-нафтиламин 2

Стеариновая кислота 1

Сера 0,25

25 Олеат натрия 4

Сополимер — 94% этилакрилата и 6% винилхлорацетата, приготовлен в присутствии

10% по весу полибутадиена (степень ненасыщенности 99 /о, молекулярный вес 3000).

30 Указанную выше смесь перемешивают на стандартных вальцах, примененных в резиновой промышленности, и вулканизуют при температуре 165 С la течение 10 мин, а затем допслпитсльно вулканизуют в течение 4 час при

35 температуре 176 С. Полученные характеристики приведены ниже.

100 /о-ный модуль, кгс/см 73,1

Сопротивление разрыву, кгс/смз 137,4

Относительное удлинение, % 160

40 Твердость по Шору 65

После испытаний материала на основе указанной выше композиции в течение 2 недель при температуре 176 С в масле были определены характеристики, приведенные ниже.

100 /о -ный модуль, кгс/см 63,28

Сопротивление разрыву, кгс/см 94,2

Относительное удлинение, 130

Твердость по Шору 57

Способность к сохранению характеристик после старения улучшается примерно в такой же степени, как и при введении полибутадиена в количестве 1%.

Пример 3. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.

Сополимер 1 — 94 /о смеси из 82% этилакри65 лата и 12% бутилакрилата и 6% винилхлор527140 привев

124,8

128,3

123,0 130,1

139,5 144,1

110 !00

10

61,52

119,5

52,73

131,8

26,31

103,7

340

Б В Г

70,3 119,9 99,!

139,2 129,4 140,6

160 170 135

68 68 72

Л Б В Г

2о

100 100

100 100

60 60 60 60

1 1 1 1

0,25 0,25 0,25 0,25

4 4 4 4

2 2 2 2

Эластомер 1

Эластомер 2

Угольная сажа

Стеариновая кислота

Сера

Каприлат натрия

Противостаритель

Б В Г

32,34 31,64 53,44

109,0 100,1 121,2

230 235 180

44 48 61

Сополимер 1

Г1ечная угольная сажа

Стеариновая кислота

Сера

Каприлат натрия!

60

0,25

100

0,25

0,25

Л Б В Г

56,25

115,3

190

Г

41,48

83,5

24,61

84,4

310

53 ацетата; композицию Б готовят в присутствии

1% по весу полибутадисна (степень пенасыщенности 99%, молекулярный вес - 3000) .

Сополимер 2 — 94% смеси из 50% этилакрилата и 50% метоксиэтилакрилата и 6% винилхлорацетата. Композицию Г готовят в присутствии 1 полибутадиена (степень ненасыщенности 99%, молекулярный вес -3000).

Противостаритель ди-р-нафтил-и-фенилендиамин.

Композиции перемешивают на стандартных резиновых вальцах и вулканизируют в течение 15 мин при температуре 165 С, после чего проводят дополнительную вулканизацию в течение 4 час при температуре 176 С. Свойства полученных материалов приведены ниже.

100%-ный модуль, кгс/см 68,55

Сопротивление разрыву,121,9 кгс/см

Относительное удлине-160 ние, ю/ю

Твердость по Шору 75

После старения в условиях контактирования с маслом в течение 2 недель при температуре 176 С были определены свойства, приведенные ниже.

100 /ю-ный модуль, кгс/см 21,09

Сопротивление разрыву, 85,1 кгс/смю

Относительное удлине-385 ние, %

Твердость по Шору 44

Изделия на основе композиций Б и Г показали лучшую способность к сохранению свойств после старения в горячем масле, чем изделия на основе композиции А и В, соответственно, которые имеют сходный состав и не охватываются настоящим изобретением.

Пример 4. Рецептура композиций, вес. ч.:

Сополимер 1 — 94% этилакрилата и 6% винилхлорацетата, композицию Б готовят в присутствии 1 по весу полибутадиена 1, а композицию  — в присутствии 1% по весу — полибутадиена 2 (полибутадиен 1 имеет степень ненасыщенности 75%, молекулярный вес

-1500, а полибутадиен 2 имеет степень ненасыщенности 99%, молекулярный вес -1300).

Композиции обрабатывают на стандартных резиновых вальцах и вулканизуют в течение

10 мин при температуре 165 С, а дополнительную вулканизацию проводят в течение

4 час при температуре 176 С. При этом вулка35

65 низаты приобретают харак геристики, сны нпжс.

А Б

100ю/ю-ный модуль, кгс/см-

Сопротивление, разрыву, кгс/смю

Относительное удлинение, o o

Твердость по Шору

После старения при температуре 176 С, в течение 2 недель в масле изделия приобретают характеристики, приведены ниже.

100ю, ю-ный модуль, кгс/см-

Сопротивление, разрыву, кгс/см

Относительное удлинение,, o

Твердость по Шор1

Изделия на основе композиции Б и В характеризуются лучшим сохранением свойств, чем изделия на основе композиции А.

Пример 5. Готовят композиции следующего состава, вес. ч.:

Эластомер 1 — 94% смеси из 50% этилакрилата, 25% бутилакрилата и 25% метоксиметилакрилата и 6% винилхлорацетата; композицию Б готовят в присутствии 1% по весу полибутадиена (степень ненасыщенности 99%, молекулярный вес -3000).

Эластомер 2 — 97% смеси 50% этилакрилата, 25% оутилакрилата и 25% этоксиэтилакрилата и 3% винилхлорацетата; композицию Г готовят в присутствии 1% по весу полибутадиена (такого же, как в композиции Б).

Композицию перемешивают на стандартных резиновых вальцах и вулканизуют в течение

15 мин при температуре 165 С. Дополнительную вулканизацию проводят в течение 4 час при тем пер а туре 176 С.

Полученные характеристики приведены ни>ке. 100"ю-пый модуль, кгс/см- 88,2 94,2

Сопротивление растяже-131,8 136.7 нию, кгс/см-

Предельное относитель-130 140 180 ное удлинение, ю, ю

Твердость по Шору 70 71 68 70

После старения в течение 2 недель при температуре 176 С в масле достигнуты характеристики, приведенные ниже.

Л Б В

100"ю-ный модуль, кгс/см - 32,34 49,57

Сопротивление разрыву, 97,0 114,2 кгс/см-

Относительное удлине-260 190 180 ние, . ю

Твердость по Шору 48 50

527140

Формула изобретения

Составитель Н. Просторова

Редактор Л. Герасимова Техред Е. Подурушина Корректор Е. Хмелева

Заказ 2253/4 Изд. ¹ 1698 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Композиции Б и Г показали лучшее сохранение характеристик после старения в условиях контакта с маслом, чем любая из двух остальных композиций А и В.

Полимерная композиция, включающая сополимер низшего алкилового эфира акриловой кислоты и хлорсодержащего винилового мономера, сажи, серы и поверхностно-активного вещества, отл ич а юща я ся тем, что, с целью увеличения маслостойкости изделий на ееоснове, в качестве исходного сополимера она содержит сополимер, имеющий в своем составе 0,25 — 3% по весу полибутадиена со степенью ненасыщенности 75 — 99% и молекулярным весом 500 — 4000, при следующем соотношении компонентов, вес. ч.;

Сополимер 100,0

Сажа 20,0 — 150,0

Сера 0,1 — 1,0

Поверхностно-активное вещество 2,0 — 6,0