Резиновая смесь на основе карбоцепного каучука

 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси для изготовления уплотнительных деталей. Изготавливают резиновую смесь состава, мас. ч. : карбоцепной каучук - 100, вулканизующая группа - 4,5-8,5, оксид цинка - 3-6, наполнитель 50-140, пластификатор- 4-32, углерод детонационного синтеза в виде ультрадисперсного порошка, получаемого при взрывном разложении органических веществ, 0,3-1,0. Дополнительно может содержать 2-9 мас.ч. на 100 мас. ч. каучука - противостарителя. Также может содержать 0,5-2,0 мас. ч. замедлителя подвулканизации. Задачей данного изобретения является повышение сопротивления раздиру и истиранию резин при сохранении высоких физико-механических свойств. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке рецептуры резиновых смесей, применяемых для изготовления уплотнительных деталей.

Учитывая условия эксплуатации уплотнительных резиновых технических изделий (РТИ), резиновые смеси для них должны обладать определенным уровнем физико-механических свойств: прочность в МПа, не менее 10; относительное удлинение в %, не менее 200; твердость по Шору А в усл. ед., 60-80; сопротивление раздиру в кН/м, не менее 40; сопротивление истиранию в кДж/см³, не менее 9; накопление относительной остаточной деформации при сжатии в %, не более 50.

Известна резина 7-В-14-1 по ГОСТ 14896-84 /ГОСТ 14896-84. Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств. Технические условия/ на основе карбоцепного каучука (СКН-18С), содержащая в своем составе вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, противостаритель, пластификатор и применяемая для уплотнения различных гидравлических устройств. Обладая достаточным уровнем физико-механических показателей, резина имеет низкое сопротивление раздиру и истиранию (менее 40 кН/м и 9 кДж/см³ соответственно).

Известна резина 51-1524 по ОСТ 38.05208-80 (ОСТ 38.05208-80. Детали резиновые уплотнительные и защитные для гидропривода тормозной системы автомобилей) на основе карбоцепного каучука (этиленпропиленового), содержащая в своем составе вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, противостаритель, пластификатор и предназначенная для тормозной системы автомобиля. При достаточно высоких физико-механических показателях и хорошей теплостойкости (низкое накопление относительной остаточной деформации сжатия) резина имеет неудовлетворительное сопротивление раздиру менее 40 кН/м.

Известна резина 7-51-5003 по ТУ 38.105250-91 (ТУ 38.105250-91. Детали резиновые для автомобилей Автоваза и других заводов) на основе карбоцепного каучука (комбинация СКН-26 АСМ и СКН-40 АСМ), содержащая в своем составе вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, противостаритель, пластификатор, замедлитель подвулканизации. Из всех перечисленных аналогов эта резина в наибольшей степени удовлетворяет перечисленным требованиям.

Данная резина выбрана в качестве прототипа.

Задачей настоящего изобретения является повышение сопротивления раздиру и истиранию резин при сохранении достигнутого уровня физико-механических свойств и теплостойкости.

Поставленная задача достигается тем, что резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, пластификатор, дополнительно содержит углерод детонационного синтеза в виде ультрадисперсного порошка, получаемого при взрывном разложении органических веществ, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Карбоцепной каучук - 100.0 Вулканизующая группа - 4.5 - 8.5 Оксид цинка - 3.0 - 6.0
Наполнитель - 50.0 - 140.0
Пластификатор - 4.0 - 32.0
Углерод детонационного синтеза - 0.3 - 1.0
Углерод детонационного синтеза (продукт УДС-с) выпускается по ТУ 2169-001-11165112-93 (ТУ 2169-001-11165112-93. Углерод детонационного синтеза. Технические условия). Применяется для модифицирования различных композиционных материалов в качестве добавки к маслам и смазкам в электролиты при гальванических покрытиях.

Применение УДС-с в резинах не известно, не ясны его свойства, приводящие к повышению сопротивления раздиру и истиранию резины.

В связи с этим заявляемое техническое решение, по мнению авторов, удовлетворяет критерию "существенные отличия".

Предлагаемые и известные резиновые смеси изготавливались на обычном оборудовании резинового производства. Технологических затруднений в процессе изготовления не наблюдалось. Вулканизация осуществлялась в вулканизационном прессе.

Физико-механические показатели вулканизатов определялись в соответствии с ГОСТами 270-75 (прочность и относительное удлинение), 263-75 (твердость по Шору) 262-79 (сопротивление раздиру), 426-77 (сопротивление истиранию), 9.029-74 (относительная остаточная деформация при сжатии).

Состав предлагаемых резиновых смесей и свойства резин представлены в таблицах 1 - 6.

Пример 1. В табл. 1 приведены составы, а в табл. 2 свойства резин на основе комбинации бутадиеннитрильных каучуков СКН-26 АСМ и СКН-40 АСМ. В качестве вулканизующей группы использованы NN'-дитиодиморфолин, тиурам Д, сульфенамид Ц, в качестве наполнителя комбинация техуглерода П514 и П702 с мелом. В качестве противостарителя - диафен ФП и ацетонанил Р, в качестве замедлителя подвулканизации - N'-нитрозодифениламин, в качестве пластификатора - стеарин, стабилойл 18, ДБС, парафин.

Из данных табл. 2 видно, что введение 0.3-1.0 мас.ч. продукта УДС в резины независимо от корректировки дозировок ингредиентов смесей (составы 4,5) приводит к повышению сопротивления раздиру в среднем на 20% и истиранию в среднем на 29% при неизменности остальных свойств. Оптимальной дозировкой продукта УДС-с является 0.3-1.0 мас.ч., так как при выходе за пределы этих дозировок модифицирующий эффект не наблюдается.

Пример 2. В табл. 3 приведены составы, а в табл. 4 свойства резин на основе бутадиеннитрильного каучука СКН-18С. В качестве вулканизующей группы использованы сера, тиозол 2 МБС, Гуанид Ф в качестве наполнителя - техуглерод П803, в качестве противостарителя - диафен ФП, параоксинеозон, альдоль-альфа-нафтиламин, в качестве пластификатора - стеарин, ДБС.

Из представленных данных видно, что при использовании продукта УДС в количестве 0.3-1.0 мас. ч. наблюдается повышение сопротивления раздиру на 15-30% и повышение сопротивления истиранию на 12-60% при сохранении остальных показателей резины. Эффект улучшения свойств вулканизатов не зависит от корректировки других ингредиентов смесей (составы 4,5 приведены с корректировкой дозировок ингредиентов). Дозировка продукта УДС-с является оптимальной, так как при снижении ее ниже 0.3 мас.ч. и повышении свыше 1.0 мас. ч. модифицирующей эффект уменьшается.

Пример 3. В табл. 5, 6 приведены составы и свойства резин на основе этиленпропиленового каучука, содержащих продукт УДС-с. В качестве вулканизующей группы использованы пероксимон F-40 и сера, в качестве наполнителя - техуглерод П324, в качестве пластификатора - полиэтиленгликоль ПЭГ-115, масло синтетическое ВА-8.

Показатели табл. 6 свидетельствуют о повышении сопротивления раздиру и истиранию резины на 25-40% при сохранении остальных показателей. Корректировка содержания ингредиентов не влияет на модифицирующий эффект (составы 4, 5). Использование продукта УДС-с в дозировке менее 0.3 мас.ч. и более 1.0 мас.ч. не приводит к улучшению свойств резин.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении на 15-40% сопротивления раздиру и истиранию резин без ухудшения остальных свойств, что приводит к повышению ресурса и надежности работы уплотнительных деталей из них.

Учитывая изложенное, внедрение в промышленность предлагаемого изобретения целесообразно и экономически выгодно.

Формула изобретения

1. Резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, пластификатор, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит углерод детонационного синтеза в виде ультрадисперсного порошка, получаемого при взрывном разложении органических веществ, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Карбоцепной каучук - 100
Вулканизующая группа - 4,5 - 8,5
Оксид цинка - 3 - 6
Наполнитель - 50 - 140
Пластификатор - 4 - 32
Указанный углерод - 0,3 - 1,0
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит противостаритель в количестве 2 - 9 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

3. Смесь по п.2, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит замедлитель подвулканизации в количестве 0,5 - 2,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3