Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука

 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке износостойких резин на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН-18) для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов. Технический эффект заключается в повышении упругоэластических характеристик резиновой смеси при сохранении высоких морозостойкости, твердости, низкой остаточной деформации сжатия после теплового старения. Описывается резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас. %, включающая серу, оксид цинка, технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12-18 м²/г, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит N, N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил) дисульфид, альдол-α-нафтиламин, N-(4-гидроксифенил)-нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N-фенилендиамин -1,4 дибутилфталат, ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас.% 100,0; cера 2,45-2,65; N, N'-дифенилгуанидин 0,20 -0,30; ди-(2-бензотиазолил)дисульфид 2,60-2,80; оксид цинка 7,40-7,60; альдоль-α-нафтиламин 3,80-4,20; N-(4-гидроксифенил) нафтиламин-2 0,90-1,10; N-(1,3-диметилбутил)-N-фенилендиамин-1,4 0,80-1,20; технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 1-18 м²/г 128-132; стеариновая кислота 0,80-0,20; дибутилфталат 18,0-22,0; ультрадисперсный алмазосодеращий порошок (УДАГ) 0,1-1,0. 2 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке износостойких резин на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН-18) для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов.

Известны резиновые смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН-18), включающие наполнители, активаторы вулканизации, ускорители вулканизации, мягчители и серу, используемые для изготовления уплотнительных элементов пар вращательного и возвратно-поступательного перемещения (Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник под ред. А.И.Голубева, Л.А.Кондакова.- М.: Машиностроение, 1986, с.464). Однако резины из этих смесей характеризуются неудовлетворительной износостойкостью и низкими деформационно-прочностными характеристиками, что снижает ресурс их работы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой смеси является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 17-20 мас.%, включающая серу, оксид цинка, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, стеариновую кислоту, дибутилсебацинат, N-фенил-N'-изопропил-n- фенилендиамин и технический углерод с удельной геометрической 12-18 м²/г, дополнительно содержит алкилфеноформальдегидную резольную серусодержащую смолу, ω,ωʹ- гексахлорпараксилол, технический углерод с удельной поверхностью 75-82 м²/г и технический углерод с удельной поверхностью 90-110 м /г прототип.( SU 1700019 A1, 1991).

Обладая повышенной морозостойкостью, твердостью, резины из этой смеси характеризуются низкими упругоэластичными свойствами.

Задачей изобретения является повышение упругоэластичных характеристик резиновой смеси при сохранении высоких морозостойкости, твердости, низкой остаточной деформации сжатия после теплового старения.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас. %, включающая серу, оксид цинка, технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12-18 м²/г, стеариновую кислоту, дополнительно содержит N,N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, альдоль -α- нафтиламин, N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, дибутилфталат, ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас.% - 100,00 Сера - 2,45 - 2,65 N,N'-дифенилгуанидин - 0,20 - 0,30 Ди(2-бензотиазолил)дисульфид - 2,60 - 2,80 Оксид цинка - 7,40 - 7,60 Альдоль-α-нафтиламин - 3,80 - 4,20 N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2 - 0,90 - 1,10 N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4 - 0,80 - 1,20 Технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12-18 м²/г - 128 - 132
Стеариновая кислота - 0,80 - 1,20
Дибутилфталат - 18,0 - 22,0
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) - 0,1 - 1,0
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) - продукт, получаемый детонационным синтезом из органического сырья (ТУ 84-415-115-87), содержащий 30% кубического алмаза, 70% графита.

УДАГ вводят в резиновую смесь, изготовленную по стандартной технологии, при вальцевании в течение 8 мин при температуре поверхности валков 50-60^oС.

Вулканизацию проводят при 150^oC, давлении 12,0 МПа в течение 25 мин. Выдержка вулканизатов до испытаний не менее 6 ч. Состав резиновых смесей приведен в табл. 1.

Объемный износ вулканизатов определяют по ГОСТ 25509-79, физико-механические показатели по ГОСТ 270-75, твердость - по ГОСТ 263-75, относительную остаточную деформацию сжатия - по ГОСТ - ГОСТ 9.029-74 (метод A). Свойства вулканизатов приведены в табл. 2.

Использование данного изобретения, реализуемого на стандартном оборудовании, позволяет повысить прочностные, упругоэластичесие характеристики и износостойкость резины. Как видно из приведенных данных, прочностные характеристики резин из заявляемой резиновой смеси по сравнению с материалом прототипа возросли в 1,4 раза, относительное удлинение при разрыве возросло в 1,3 раза, износостойкость возросла в 2 раза, что привело к увеличению ресурса работы узлов трения.

Применение резиновой смеси заявляемого состава позволит повысить ресурс работы резиновых уплотнений при работе в составе герметизирующих устройств.

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17 - 23 мас.%, включающая серу, оксид цинка, технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12 - 18 м²/г, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит N, N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, альдоль-α-нафтиламин, N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, дибутилфталат, ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) при следующем соотношении компонентов, ма.ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17 - 23 мас.% - 100,00
Сера - 2,45 - 2,65
N,N'-дифенилгуанидин - 0,20 - 0,30
Ди-(2-бензотиазолил)дисульфид - 2,60 - 2,80
Оксид цинка - 7,40 - 7,60
Альдоль-α-нафтиламин - 3,80 - 4,20
N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2 - 0,90 - 1,10
N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4 - 0,80 - 1,20
Технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12 - 18 м²/г - 128 - 132
Стеариновая кислота - 0,80 - 0,20
Дибутилфталат - 18,0 - 22,0
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) - 0,1 - 1,0

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2