Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий

 

(72) Авторы изобретения

Ш.М.Мамедов, К.М.Якубов и И.М.Меликзаде

Сектор радиационных исследований АН Азербайджанской CCP

f (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЖНИЯ УПЛОТНЯЮЦИХ

РЕЗИНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

3-5

2-4

30-70 ла

Наполнитель

Изобретение относится к материалам, применяемым для изготовления различных уплотнителей оборудования нефтяной и химической HpoMblvtJleHHocти.

Известен состав для изготовления уплотняющих ре=ино-технических изделий, включаюций бутадиеннитриль— ный каучук (СКН), вулканизующий агентхлорорганическое соединение, например гексахлор-h-ксилол, синтети30 ческую смолу, например кумаронинденовую и наполнитель — сажу, в соотношении соответственно, вес.ч.:

100;2,5:5:40 (1) °

Однако известный состав характеризуется невысокими физико-механическими показателями и техническими свойствами в газовых и жидких, средах и не обеспечивает возможности снижения стоимости уплотнительных изделий из него.

Цель изобретения — улучшение физико-механических показателей, повышение технических свойств в газовых и жидких средах и снижение себестоимости уплотнительных изделий из данного состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления уплотняющих реэино-технических изделий, включающий бутадиеннитрильный каучук, вулканизующий агент — хлорорганическое соединение, синтетическую смолу и наполнитель, в качестве вулканизующего агента содержит N-g-пропионитрил-1,4,5,7,7-гексахлорбицикло-2,2,1-гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Бутадиеннитрильный каучук 100

Указанный вулканизующий агент

Синтетическая смо3 907028

Хлорорганические соединения с хлорными и азотными группами в качестве структурированного агента соответствуют общей формуле !

О

Предлагаемое в качестве структурирующей добавки хлорорганическое соединение (ХОС) представляет собой белый порошок с Т „130-140оС

Хлорорганическая добавка имеет следующий элементный состав, %: С1 40-. 50,6 М 6-!О.

Показатели примененной в качестве пластификатора смолы синтетической полистироаьного типа (ПС), 26 полученной радиационным способом, приведены в табл.

Синтетическая смола состоит и ос" новнои из стирола

2$ и в незначительном количестве из индена и кумарона

Сй

3$

В табл. 2 приведены рецептуры резиновых смесей — предлагаемых, известных и стандартных.

Hp и и е р 1. Композицию из

40 бутадиениитрильного каучука и предлагаемых структурирующих агентов, взятых в соотношении: ХОС

1 вес.ч. и синтетической смолы

2 вес.ч. на !00 вес.ч. каучука, вулканизуют в вулканизационном прес4$ се в виде пленки и пластинок, при

150 С в течение 17 мин. и при доо ° зе -излучения 15 Ирад. при мощности дозы 1 Ирад/ч.

В табл. 3 и 4 приведены показатели резин с различным количеством добавок N-Ь-пропионитрил-1,4,5,6,7,7-гексахлорбицикло-2,2,1-гепт-5-ен-2,3-дикарбоновой кислоты (XdC), вулканизированных под действием температуры и излучений высокой энергии, с участием синтетической смолы ° б

Как следует из табл. 3, использование ХОС и синтетической смолы в качестве сшивающих агентов позволяет, по сравнению с контрольными смесями, увеличить глубину гель-фракции, плотность, температуру стеклования, температуростойкость и эластичность.

Пример 2. Условия эксперимента те же, но берут 3 вес.ч. ХОС и 4 вес.ч. синтетической смолы на

100 вес.ч. каучука. Результаты представлены в табл. 3 и 4, из которых видно, что в. зависимости от содержания хлорорганических соединений (ХОС) и синтетической смолы более интенсивное структурирование наблюдается при соотношениях 3 вес.ч. и 4 вес.ч. ХОС и ПС. При этом полученные результаты по гель-точке подтверджают увеличение средней числовой молекулярной массы (И ) в зависимости от скорости вулканизации и содержания ХОС и HC.

Пример 3. Каучук содержит

5 вес.ч. ХОС и 6 вес ° ч. синтетической смолы. Из табл. 3 видно, что при этом содержание гель-фракции имеет максимальное значение, т.е. структурирование в гетерогенной системе каучук + ХОС + синтетическая смола завершается и наблюдается сохранение характеристик по теплостойкости и эластичности.

П р н м е р 4. Условия эксперимента те же. Соотношение компонентов:

7 вес.ч. ХОС и 8 вес.ч. синтетической смолы. Установлено, что с увеличением весовых частей ХОС и синтетической смолы завершается структурирование макромолекул каучука. Несомненно это влияет на другие характеристики вулканизаторов. Поэтому при термохимической и терморадиационной вулканизациях изучен не только расход или выбор ХОС и синтетической сиолы по отношению к количеству каучука СКН-40, но и найден оптимальный режим терморадиационной вулканизации при определенных дозах ы соотношениях XOG u синтетической смолы (табл. 3 и 4) Таким образом, для изготовления уплотияющих деталей, рекомендуется состав, состоящий из 3-5 вес.ч. ХОС и 2-4 вес.ч. синтетической сиолы на

100 вес.ч. каучука.

Пример 5. Условия эксперимента те же. В оптимальных. условиях

90702

40

3-5 вес,ч. ХОС и 2-4 вес.ч. ПС при использовании усиливающих наполнителей: HAF - 20, 30, 40 вес.ч.;

1ь1-100 — 10, 20, 30 вес .ч. на 100 вес .ч, каучука совмещают с вулканизующими 5 системами, приведенными в табл. 2.

Физико-механические характеристики вулканизатов в зависимости от содержания ХОС, синтетической смолы и усиливающих наполнителей 10 приведены в табл. 5. Физико-механические свойства резин, полученных при 1 -облучении представлены в табл. 6 °

II p и м е р 6. Условия эксперимента те же. Из каучука, полученного способом, указанным s примере

1, в лабораторных и производственных условиях готовят формовые резиновые изделия круглого сечения диа- 20 метром 80 и 60 мм. Для сравнения используют смеси серной вулканизации. Изготавливают изделия в прессформах при 154 С 10 мин. С последующим облучением Г-лучами Со6О при дозе 15 Мрад и мощности дозы 1 Мрад/ч, В табл. 7 приведены технологические свойства опытных и стандартных серосодержащих изделий.

11риведенные результаты получены после длительного испытания резиновых изделий в качестве уплотнителей для герметизации химических наcocos и компрессоров ХТРЧ-100, 35

АДК-73/40. Как видно иэ табл. 7,. степень набухания изделий при выдержке в течение 48 ч в пироконденсате меньше всего у радиационных изделий, в составе которых не содержатся сера и каптакс. То же наблюдается у опытных изделий и связано, в основном, с изменением структурного состава и технологии изготовления. Судя по литературным данным, изменение характеристик нитрнльных эластомеров при облучении и присутствие других новых синтезированных добавок, приводит к изменению пространственной сетки вулканизатов..

Чем больше масса полимеров, тем меньше диффундирование (диффузия) в них, что приводит, в основном,к повышению эксплуатационных характеристик. Как известно, наиболее важной

55 характеристикой формовых изделий

8 6 при кручении и сдвиге является сохранение стабильности работы, что завиСит от прочности сопротивления раздиру и коэффициента теплостойкости. Из табл. 7 видно, что все четыре предлагаежнс образца полностью сохраняют эксплуатационные характеристики контрольных иэделий, а показатели всех предлагаемых образцов превосходят показатели контроль- ных изделий. Механические показатели после длительного стендового и производственного испытания подтверждают выносливость к воздействию механических нагрузок.

II p и м е р 7. По методике, описанной в примере I, готовят резиновую смесь и детали формового типа. Композиция для изделий изготавливается на лабораторных вальцах. Предварительно деталь вулканиэируется в прессе в течение 3 мин, затем повторное структурирование производится в объеме облучателя Со при мощЬ ности облучения 1 Мрад/ч. Доза облучения составляет 15 Мрад.

Известно, что герметизирующие материалы в химической промышленности (в особенности в двухстадийных газовых компрессорах) рассчитаны, в основном, на маслостойкость. Однако при длительной эксплуатации в газовых средах происходит диффундированне (гаэопроницаемость .в среде этила, этилена, аммиака, азота и кислорода) и в конечном счете у поверхности изделий появляются преждевременные трещины. Коэффициент диффузии наполненных вулканизатов из СКН-40 приведен в табл. 8.

Таким образом, из приведенных табл. 5, 6 и 8 видно, что предлагаемый состав обладает повышенной прочностью на разрыв, раздир, истираемость и газостойкость. Предлагаемый состав можно применять для изготовления уплотнительных изделий, используемых в химической промышленности в качестве герметизирующих уплотнителей насосов и компрессоров.

При этом снижается себестоимость фор- мовых изделий и увеличивается срок их эксплуатации, 907028

Т а б л

Плотность при 20 С, г/см

Температура размягчения, С

116-117

Не ниже 5

Вязкость 40%-ного раствора смолы в ксилоле

13,1

Содержание летучих, Ж

Содержание золы, 7.

Растворимость (в двойном объеме из равной смеси ксилола и уайтспирта) Полная

Полная

5000 6000

Коричневый.

Молекулярная масса

Цвет

100 100 100 100 100

100

100 100

100

1,5

2,0

Каптакс

2,0

1,0

1,0

Альтакс

1,0

1,0

ПС

2-4

3,0

Аэросил

3,0

3,0

Каучук .Каучук СКН-40

Дибутипцебацианат

ПС модифицированная

Кумарон-инденовая смола

ОЭА (олигоэфиракрилат) Не ниже 1,04 1,27

Не более 3,0 1,8

Не более 0,12 0,02

Таблица 2

907028

Продолжение табл. 2

Извест

Предлагаемый

Контрольный

Компоненты

2,0

2,5

БХИК (бис-хлорметил"м-ксилол) 2,5

3-5 3-5

5 0

PBO

5,0

Окись цинка

2,0

2,0 0,5

2,0

2,0,Стеарин

1,0

1,0

1,5

1,5

1,0 2,0 0,5

1,5

40

40 40 50

30

20

БХА (бис-хлорацетат)

БТХ (бензтрихлорид) ПНГТДК (пропионитрил гексахлорбициклодикарбоновой кислоты), Канифоль

Неозон 0

Сера

Сажа ДГ-100

Сажа ПИ-75

Сажа ПМ-100

Сажа HAF

Состав резиновой смеси, вес.ч.

1 2 3 4 1 2

5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

М м о

° °

«6 Ф х

3 о м и

Д) У

Ва

Р

K о

Cf о

Ф

3 л а

Ю1

Ф

D в

0% Ю о

Ю

Ю

D л

° Ф

Ch

Ф о

Ch в о о О ф

О л и ф\ о ь

A ао (ф1

00 л

Я1 о а

О (31 л

Ф ю ф1 Ф

Ю л фЬ м Ф (7I

907028

IO

« б

I и о

«h а о а О

«71 о а

МЪ

«h

О а о\

«Ч а

«О о л а

ФЧ

Ю Ф а

Ф

«h

«Ч а

О\ о ч а

ОР Ф

Ch а о

«Ч

О1 а о (а1 фь

«h а о.Ф Ъ

«фь а

D и

О1 а о

D л

«h а

Щ

Оь а о о Ф

ЦЪ а о

907028

907028

16 м ю о Ф м о Ю Ч ЧР СЧ м о ОЪ

О 00 О О О CV ;"1

Щ л о о м О .Ф ;3\ ф < 1 О О (3 :Ч о и Г», » м» ф м л :л

CO .4 С4 ;О Л .Р4 С4 ь о

С 4 O сЧ ch О Г 4 б СЧ О О СЧ . М о .»

00 » О

N Л .О (4 м л с»

01 00 30 О с4 л ) О м о

-ф С 4

С4 м О з О О м ф 0 о л . 00 oO Î < a O О О м

С) о оо

CV Н » О м о о о о о о 0 л м о» О Г4

О х

И О > о u o

Е ОЯ

Л О:О

Cf

g a о х и

Щ

ОЯ й

СЧ О

2

О Л Ж

О A О д О О

& Йе х ж о»»Z

О <б О

О E

О Ж Ь Ы

e - ЕО

m u и

Р» U

907028

17

75

114

130

640

580

520

45

05

230!

29

31

85

40 воде

71.

Напряжение при ЗООЖ"ном удлинении, МПа

Предел прочности, МПа

Относительное удлинение, 1

Сопротивление раздиру, МПа

Твердость по ТМ-2

Истираемость, г/см -кВч

Эластичность по отскоку, %

Степень набухания, при выдержке изделий в течение 24 ч в пироконденсате, фосфороор ганическом соединении в1елочном растворе

Сопротивление разрыву кгс/см, в пироконденсате

Таблица 6

907028

19 войства резиновых изделий осле обработки

Показатели ермохимической радиационной

40

860

800

890

885

880

Коэффициент теплостойкости при 100оС по пределу прочности 0,75

0,68

0,62

0,62

0,71

0,82

Сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе, тыс. циклов 105

ll7

60

8l

34

42

49

52

Аммиак

43-44

40-42

61-65

58-64

Этан — этилен

50

Иетан щело чном рас тв о ре фосфорорганической с реде

Относительное удлинение, Ж, в пир ок онд енс а те щелочном р ас тв ор е по относительному удлинению

Атмосферостойкость в динамических условиях испытаний, сут

Воздух

Азот

Продолжение табл. 7

Сера+кумарон-инденовая смола (контрольное) Таблица 8

907028

Формула изобретения

Составитель А.Пиняев

Редактор Н.Егорова Техред М. Надь Корректор E.pomxo

Заказ 514 32 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г..Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав для изготовления уплотнякщих реэино-технических изделий, включающий бутадиеннитрильный каучук, вулканизунщий агент — хлорорганическое соединение, синтетическую смолу и наполнит ль, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью улучшения физико-механических показателей, повышения технических свойств в газовых и жидких средах и снижения себестоимости уплотнительных иэделий из данного состава, последний содержит в качестве вулканиэукщего агента

N-Q-пропнонитрил-1,4,5,7,7-гексахлорбицикло-2,2,!-гепт-5-ен-2,3-днкарбоновой кислоты прн следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Бутадиеннитрильный каучук 100

Указанный вулкакиэующий агент 3-5

Наполннтель 30-70

10 Синтетическая смола 2-4

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Блох Г.А. Органические ускорители вулканизации, Л., "Химия", !

% 1972, с. 143-149 (прототип) °

Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению эпоксидной композиции (связующего), используемой в качестве пропиточных растворов (компаундов) при изготовлении стеклопластика
Наверх