Эбонитовый состав

 

Использование: получение конструкционного материала, в частности элементов строительной опалубки. Сущность изобретения: эбонитовый состав содержит, ч: высокомолекулярный бутадиеновый каучук литиевой полимеризации 100, сера 45 - 55, в качестве ускорителя вулканизации - тетраметилтиурамдисульфид 3,6 - 4,4, в качестве активатора вулканизации - стеарат цинка 4,5 - 5,5, в качестве мягчителя - трансформаторное масло 123 - 170, в качестве наполнителя - каолин 57 - 67 в комбинации с техническим углеродом с удельной геометрической поверхностью 12-18 м²/г 5,7 - 6,7. Реологические характеристики эбонитового состава: динамическая вязкость при 70°С составляет 4820 - 5230 Па с, предел текучести при 70°С 1.2 г/см². Механические характеристики полученного эбонита: предел прочности при сжатии 270-319 кгс/см², предел прочности при растяжении 113-152 кгс/см², ударная вязкость 29.6 кДж/м³. 1 табл.

Изобретение относится к области полимерных материалов, в частности эбонитовых составов.

Разработанные к настоящему времени эбонитовые составы на основе высокомолекулярных каучуков имеют высокий уровень вязкости (вязкость по Муни до 75 ед.) и перерабатываются в резинотехнической промышленности на оборудовании, способном создавать большие деформации сдвига (до 4000 ед.) [1-5].

Смесители непрерывного действия (СНД) имеют высокую производительность, хорошо вымешивают полимерные смеси, но имеют ограничения по уровню реологических характеристик. Уровень динамической вязкости полимерных смесей не должен превышать 30000 Па˙ с и предел текучести 5 г/см².

Для бездефектного изготовления монолитных эбонитовых изделий сложной конструкции с малой поверхностью сечения вязкость полимерных смесей не должна превышать 10000 Па˙ С, т.е. для переработки на смесителях непрерывного действия требуются эбонитовые составы, совмещающие в себе более низкий, чем известные эбонитовые составы на высокомолекулярных каучуках, уровень реологических характеристик и хорошие эксплуатационные свойства (прочность, ударная вязкость).

Целью настоящего изобретения является снижение уровня вязкости эбонитового состава для обеспечения эффективного его перемешивания и формование изделий сложной конструкции методом литья под давлением в пресс-формах с малыми поверхностями сечения на оборудовании непрерывного действия типа СНД.

Снижение вязкости полимерных смесей, в том числе эбонитовых составов, возможно двумя путями: за счет введения мягчителя в высокомолекулярные каучуки или за счет использования низкомолекулярных каучуков.

Известно использование низкомолекулярных каучуков для эбонитовых составов, применяемых в качестве антикоррозионных покрытий и производства прессованных изделий. Но такие составы имеют более низкий уровень механических характеристик, чем на основе высокомолекулярных [6]. Для увеличения механических характеристик в состав таких эбонитов необходимо вводить дополнительно каучуковую или резиновую крошку.

Авторами для снижения уровня реологических характеристик при сохранении высокого уровня механических характеристик выбран путь по введению в эбонитовый состав мягчителя.

Наиболее близким аналогом, взятым авторами за прототип, является эбонитовый состав на основе диенового каучука, мягчителя и прочих ингредиентов [7]. К недостаткам этого состава следует отнести высокую вязкость, поскольку согласно описанию состав перерабатывается на вальцах по периодической технологии.

Это достигается за счет использования в качестве полимерной основы высокомолекулярного бутадиенового каучука литиевой полимеризации марки СКДЛ-250 (ТУ 38 ЧОЗ 77-87), в качестве мягчителя - трансформаторного масла (ГОСТ 10121-76), в качестве ускорителя серной вулканизации использован тетраметилтиурамдисульфид (ГОСТ 740-76), активатора - стеарат цинка (ТУ 6-09-17-262-88), наполнителей - каолин (ГОСТ 19608-87) и технический углерод П-803 (ГОСТ 7885-86).

Примеры предлагаемого эбонитового состава в сравнении с прототипом приведены в таблице. Динамическая вязкость составов определялась на консистометре Хепплера, предел текучести на пластометре с плоско-параллельными пластинами, прочность при растяжении на разрывной машине МРТ-100-1, прочность при сжатии по ГОСТу 4651-82, ударная вязкость по ГОСТу 467-80.

Приведенные результаты испытаний показывают, что эбонитовый состав в заявляемых пределах по содержанию компонентов имеет уровень вязкости от 4820 до 5230 Па˙с и предел текучести порядка 1,2 г/см², тогда как для прототипа они намного выше, более 30000 Па˙ с и более 10 г/см², и не замеряются вышеуказанными методами.

Ограничения по содержанию компонентов в предлагаемом эбонитовом составе установлены исходя из уровня механических характеристик. Предел прочности вулканизованного эбонита при сжатии и растяжении уменьшается (вар. 4, 5, 6) при изменеии дозировки компонентов за заявляемые пределы. По значению ударной вязкости предлагаемый эбонитовый состав не уступает известному.

Использование предлагаемого эбонитового состава в качестве конструкционного материала позволяет не только использовать освобождающееся в связи с конверсией оборудование, но и изготавливать необходимую в народном хозяйстве продукцию, например элементы строительной опалубки.

Формула изобретения

ЭБОНИТОВЫЙ СОСТАВ на основе высокомолекулярного диенового каучука, включающий серу, ускоритель и активатор вулканизации, мягчитель и каолин, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного диенового каучука состав содержит бутадиеновый каучук литиевой полимеризации, в качестве ускорителя вулканизации - тетраметилтиурамдисульфид, в качестве активатора вулканизации - стеарат цинка, в качестве мягчителя - трансформаторное масло и дополнительно содержит технический углерод с удельной геометрической поверхностью 12 - 18 м²/г при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Высокомолекулярный бутадиеновый каучук литиевой полимеризации 100 Сера 45 - 55 Тетраметилтиурамдисульфид 3,6 - 4,4 Стеарат цинка 4,5 - 5,5 Трансформаторное масло 123 - 170 Каолин 57 - 67 Технический углерод с удельной геометрической поверхностью 12 - 18 м²/г 5,7 - 6,7

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2