Маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь - RU2688741C1

Описание

Изобретение относится к маслобензостойкой морозостойкой резиновой смеси на основе комбинации эпихлоргидринового (ЭХГК) и гидрированного бутадиен-нитрильного (ГБНК) каучуков и может быть использовано в резинотехнической промышленности при изготовлении уплотнений, манжет различного назначения, рукавных изделий для эксплуатации под давлением в углеводородных средах, маслах и в условиях низких температур.

Известна маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь, используемая при изготовлении износостойких резиновых изделий различного функционального назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред, в том числе для изготовления подошв защитной обуви. Резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук СКН 4045, изопреновый каучук СКИ-3, метилстироль-ный каучук СКМС-30 АРК, цис-бутадиеновый каучук, серу, дибензтиазолил-дисульфид, тетраметилтиурамдисульфид, оксид цинка, антискорчинг «ЗПР», стеариновую кислоту, ацетонанил Н 220, тальк, дибутилсебацинат.(патент № RU 2633892 МПК C08L 9/00; 9/02; 9/06 Бюл. №29) опубл. 19.10.2017.

Недостатком известной резиновой смеси является невысокая морозоустойчивость.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе эпихлоргидринового и пропиленоксидного каучуков (RU 2284338 МПК C08L 19/00 Бюл. №27 опубл. 27.09.2006). Известная резиновая смесь на основе эпихлоргидринового каучука (50,0 мас. ч.) в сочетании с пропиленоксидным каучуком (50 мас. ч.) включает следующие ингредиенты: серу, оксид магния, оксид цинка, технический углерод, дибутилсебацинат, стеарин, каптакс, тиурам Д, дибутилдитиокарбамат никеля.

Недостатками резиновой смеси являются низкие упругопрочностные показатели и недостаточная морозостойкость.

Заявляемая резиновая смесь предназначена для изготовления резинотехнических изделий, эксплуатирующихся при низких температурах до - 60°C, например в условиях Крайнего Севера, при сохранении упругопрочностных показателей на высоком уровне.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение температурного предела хрупкости морозостойкой резиновой смеси при низких температурах до - 60°C с удовлетворительными показателями упругопрочностных свойств.

Технический результат достигается за счет применения в резиновой смеси повышенного содержания комбинации эпихлоргидринового каучука 70,0-90,0 мас. ч. и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука 10,0-30,0 мас. ч.

Заявляемая резиновая смесь, включающая технический углерод, серу молотую, ускорители вулканизации - вулкацит CZ/EG-C, вулкацит тиурам/С, DTDM (дитиодиморфолин), пластификатор - дибутилсебацинат, белила цинковые, противостаритель - вулканокс 4010 NA/LG, содержит комбинацию эпихлоргидринового и гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь обеспечивает достижение заявленных свойств за счет применения в ее рецептуре комбинации эпихлоргидринового каучука и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука. Эпихлоргидриновый представляет собой тройной терполимер эпихлоргидрина, пропиленоксида и аллилглицидилового эфира с повышенным содержанием пропиленоксидных звеньев в макромолекулах каучука, например Hydrin Т6000, Япония. Hydrin Т6000 характеризуется содержание хлора - 8%, оксида пропилена (ОП) - 83,7%, эпихлоргидрина (ЭХГ) - 12,4%, аллилглицидилового эфира (АГЭ) - 3,9%. Температура стеклования - 60°C. Высокое содержание звеньев ОП обеспечивает резинам на основе данного каучука высокую морозостойкость. Присутствие непредельных связей аллилглицидилового эфира в макромолекулах каучука позволяет ему совулканизоваться с гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком обычными серосодержащими вулканизующими системами.

Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук обеспечивает резине прочность, теплостойкость, маслобензостойкость, стойкость к термическому старению. Для получения заявляемой резиновой смеси целесообразно использовать низкотемпературные марки гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков с пониженным содержанием акрилонитрила не более 22%, например, Terban 2157 LT, Германия.

Смесь вулканизуется DTDM дитиодиморфолином, изготовитель Китай, который представляет собой порошок белого цвета, DTDM дитиодиморфолин и сера молотая наиболее эффективны в сочетании с двойной системой ускорителей вулканизации высокой активности вулкацит тиурамом/С (импортный аналог тиурама Д фирмы «Lanxess») и вулкацитом CZ/EG-C (импортный аналог сульфенамида Ц фирмы «Lanxess»). Вулкацит CZ/EG-C представляет собой гранулы светло-серого цвета с температурой плавления (t_пл) не ниже 98°C. Вулкацит тиурамом/С - порошок белого цвета с температурой плавления (t_пл) не ниже 142°C. Ускорители вулканизации активируют цинковыми белилами (ГОСТ 202-84).

В качестве пластификатора использован дибутилсебацинат (ГОСТ 8728-88) - сложный эфир бутилового спирта и себациновой кислоты, температура вспышки не ниже 183°C, по внешнему виду представляет собой бесцветную, прозрачную маслянистую жидкость.

В качестве наполнителей в заявляемой композиции использованы технические углерод марок N550, N220, N330, применяемые для улучшения технологических свойств резиновых смесей и повышения физико-механических показателей вулканизатов.

В качестве противостарителя использовался вулканокс 4010 NA/LG (импортный аналог диафена ФП) фирмы «Lanxess» по внешнему виду представляет собой коричневатые чечевицеобразные гранулы с t_пл не ниже 76°С. Данный ингредиент используется в качестве антиоксиданта и противостарителя.

Заявляемую и известную резиновые композиции изготавливали в лабораторном резиносмесителе (I и II стадии) по общеизвестной технологии. Вулканизацию образцов осуществляли при температуре 153°С в оптимальном режиме. Физико-механические показатели резин определяли по ГОСТ 270-75 на стандартном оборудовании. Состав и свойства заявляемой резиновой композиции в сравнении с прототипом представлены в таблицах 1, 2. Пример 1 - известного состава, пример 2-4 заявляемого состава.

По примеру 1 (прототип) изготавливают резиновую смесь из эпихлоргидринового каучука в количестве 50 мас. ч., пропиленоксидного каучука в количестве 50 мас. ч.. Смесь включает серу, оксид магния, оксид цинка, технический углерод П-803, П-324, дибутилсебацинат, стеарин, каптакс, тиурам, дибутилдитиокарбомат никеля.

По примеру 2 изготавливают опытную смесь на основе 80 мас. ч. эпихлоргидринового каучука Hidrin Т-6000, 20 мас. ч. каучука Тербан LT 2157 котороя содержит: белила цинковые - 5,0 мас. ч., DTDM дитиодиморфолин - 2,0 мас. ч., вулкацит CZ/EG-C - 0,9 мас. ч., вулкацит тиурам/С - 1,2 мас. ч., серу молотую - 2,0 мас. ч., дибутилсебацинат - 18,0 мас. ч., вулканокс 4010 NA/LG - 2,0 мас. ч., углерод технический N550 - 35,0 мас. ч., углерод технический N220 - 33,0 мас. ч., углерод технический N330 - 5,0 мас. ч..

По примеру 3 изготавливают опытную смесь на основе 70 мас. ч. эпихлоргидринового каучука Hidrin Т-6000, 30 мас. ч. каучука Тербан LT 2157 отличие заключается в том, что содержание вулкацита тиурам/С - 1,1 мас. ч., серы молотой - 2,1 мас. ч., дибутилсебацината - 16,0 мас. ч., вулканокса 4010 NA/LG - 1,0 мас. ч., углерода технического N220 - 30,0 мас. ч..

По примеру 3 изготавливают опытную смесь на основе 90 мас. ч. эпихлоргидринового каучука Hidrin Т-6000, 10 мас. ч. каучука Тербан LT 2157 отличие заключается в том, что содержание вулкацита тиурам/С - 1,3 мас. ч., серы молотой - 2,2 мас. ч., дибутилсебацинат - 17,0 мас. ч., вулканокс 4010 NA/LG - 1,5 мас. ч., углерод технический N550 - 40,0 мас. ч., углерод технический N220 - 30,0 мас. ч..

Представленные в таблице 2 результаты испытаний резин пункты 1-6 показывают что резины, изготовленные по примерам 2-4, превосходят резины, изготовленные по примеру 1 - прототип по относительному удлинению при разрыве, условной прочности при растяжении и температурному пределу хрупкости.

Сопоставительный анализ приведенных примеров заявляемой резиновой смеси с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав резиновых смесей, отличающийся от прототипа комбинацией эпихлоргидринового и гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков, приводит к повышению температурного предела хрупкости, что обеспечивает достижение заявленного результата.

Заявленная маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь позволяет использовать резинотехнические изделия из нее в экстремальных погодных условиях, а также в условиях Крайнего Севера.

Реферат

Изобретение относится к маслостойкой морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в резинотехнической промышленности при изготовлении маслобензостойких уплотнений, манжет различного назначения, рукавных изделий для эксплуатации под давлением в углеводородных средах и в условиях низких температур. Резиновая смесь содержит комбинацию эпихлоргидринового и гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков, серу молотую, технический углерод N550, технический углерод N220, технический углерод N330, пластификатор – дибутилсебацинат, вулканокс 4010 NA/LG, вулкацит тиурам/С, белила цинковые, вулкацит CZ/EG-С, DTDM – дитиодиморфолин. Изобретение позволяет увеличить морозостойкость резиновой смеси при сохранении маслобензостойкости и упругопрочностных свойств. 2 табл.

Формула