Резиновая смесь для герметизирующего слоя

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается получения герметизирующего слоя при производстве безкамерных шин и пневмоконструкций. Резиновая смесь содержит изопреновый каучук, наполненный хлорбутилкаучук, полученный взаимодействием при смешении бутилкаучука и хлорированного углеводорода общей формулы CnН(2n+2)-xClx, где n=10-30, x=7-24, при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, серу, сульфенамидный ускоритель, стеариновую кислоту, оксид цинка, полиэтилен высокого давления, технический углерод, алкилфеноламинную смолу. Технический результат состоит в повышении защиты резиновой смеси от возможной преждевременной вулканизации в процессах ее изготовления и переработки. 2 табл.

 

Изобретение относится к резиновой промышленности, к производству резиновых смесей и может быть использовано при производстве безкамерных шин и пневмоконструкций.

Известна резиновая композиция на основе изопренового каучука, включающая в себя вулканизующую группу - серу, ди-(2-бензтиазолил)-дисульфид, N-циклогексилбензтиазол сульфенамид-2, модификатор РУ, мягчители и пластификаторы - масло ПН-6, стеарин и рубракс, наполнители - технический углерод и белую сажу, для усиления когезионной прочности и повышения каркасности - полиэтилен низкого давления ПЭНД, а также цинковые белила и канифоль, гексол и в качестве термостабилизаторов и противоутомителей диафен ФП, дианилид (4-фенил-аминофенил) тиофосфоновой кислоты и 2,6 диморфолилметил, 3 нонилфенол (RU 2215756, 20.07.2003). Данная композиция обладает повышенными эксплуатационными свойствами (прочность на разрыв, сопротивление раздиру, удовлетворительное тепловое старение и усталостная выносливость). Однако она имеет достаточно сложный состав и в основном предназначена для изготовления осевой опоры редуктора железнодорожного транспорта.

Известны герметизирующие композиции на основе резиновых смесей. Так, известен состав в виде герметизирующей композиции, используемый в резиновой промышленности (РФ 2103306, 27.01.1998). Основу композиции составляют (мас.ч.) хлорбутилкаучук-100 и канифоль сосновая 30-50. Кроме того, композиция содержит (мас.ч.) масло вакуумное 15-45, стеариновую кислоту 2-4, окись цинка 8-12, сажу белую 8-16 и карбонат кальция 50-95. Состав обладает эластичностью. Из этой композиции формуют жгуты, используемые для герметизации и уплотнения конструкции.

Известна другая герметизирующая композиция на основе смеси каучуков с использованием синтетической и природной смол, включающая {мас.%}: бутилкаучук 9-12, полибутен 26-30, терпенфенолформальдегидную смолу 6-8, канифоль 2-3, этиленпропилендиеновый каучук 9-12 и наполнители - мел и тальк (РФ 2115683, 27.07.1998). Данная композиция используется в основном в строительной индустрии для герметизации стыков в полносборном домостроении, в транспортных средствах и не обладает комплексом всех необходимых свойств, позволяющих использовать ее в производстве шин и пневмоконструкций.

Из RU 2204580, 20.05.2003 известна герметизирующая композиция на основе смесей каучуков (бутилкаучука и изопренового каучука) в сочетании с такими компонентами, как канифоль, полибутен, мел, белая сажа, оксид цинка, стеариновая кислота. Однако данная композиция хотя и обеспечивает хорошую герметичность, но представляет собой вакуумную замазку, используемую для обеспечения герметичности процессов вакуумного и вакуумно-автоклавного формования изделий из полимерных

композиционных материалов (ПКМ) и металлов при температурах от +125 до +180°С.

Из SU 1260374, 30.09.1986 известна резиновая смесь на основе изопренового каучука, используемая в производстве шин и резинотехнических изделий. Данная резиновая смесь включает серу, сульфенамид, N-дитиодиморфолин, стеарин, цинковые белила, N-нитрозадифениламин, N-фенил-N-изопропил-n-фенилендиамин, фенилнафтиламин, гексахлорпараксилол, печной технический углерод и модификатор - блокированный изоцианатсодержащий олигодиен - продукт взаимодействия гидроксилсодержащего олигомера на основе дивинила и изопрена в массовом соотношении 80-20 с толуилендиизоцианатом, при этом она содержит в качестве гексахлорпараксилола его как таковой или смесь с парафиновым углеводородом в массовом соотношении 80:20, в качестве сульфенамида - 2-бензтиазолил-N-морфолилсульфенамид или N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид, а в качестве модификатора - изоцианатный олигодиен, блокированный соединением, выбранным их группы, включающей аминокапроновую кислоту, 2-амино-4-тиометилбутановую кислоту, цинковую соль 2-амино-4-тиометилбутановой кислоты и цинковую соль аминобензойной кислоты, и дополнительно содержит дисульфидалкилфенолформальдегидную смолу или молекулярный комплекс резорцина с уротропином при определенных соотношениях компонентов. Однако композиция достаточно сложна, токсична, хотя и имеет хорошую теплостойкость, сопротивление раздиру.

Известна резиновая смесь, используемая при производстве шин, в частности для изготовления герметизирующего слоя, включающая изопреновый каучук, бутадиеновый каучук, хлорбутилкаучук ХБК НТ - 1066, 1068, серу, сульфенамидный ускоритель, стеариновую кислоту, оксид цинка, полиэтилен низкого давления, микрокристаллический воск 3В-1, серосодержащую алкилфенолоформальдегидную смолу (октофор 105), технический углерод при определенных соотношениях компонентов (Техническая документация №30-85 на промышленное производство легковых шин с уровнем качества 1990 г. - М., 1985, с.241, рис.83-79). Данная резиновая смесь является наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению. Однако известная резиновая смесь не обеспечивает необходимой прочности связи с резинами на основе изопренового каучука и динамической выносливости резины.

Из SU 1707025, 22.08.1989 г. известна резиновая смесь для герметизирующего слоя при производстве безкамерных шин. Данное известное изобретение позволяет повысить прочность связи с резинами на основе изопренового каучука и динамическую выносливость резины для герметизирующего слоя за счет дополнительного введения бутилкаучука (БК) и асфальтено-смолистого мягчителя (АСМГ). Резиновая смесь по изобретению содержит галоидированный бутилкаучук, бутилкаучук, серу, сульфенамидный ускоритель, алкилфенолдисульфидную смолу, стеариновую кислоту, оксид цинка, воск, полиэтилен низкого давления, асфальтено-смолистый мягчитель и технический углерод при следующем соотношении компонентов соответственно мас.ч. 25-75:75-25:0,5-2,0:0,7-1,5:2,0-10,0:1,0-3,0:3,0-5,0:1,0-3,0:1,0-3,0:15,0-35,0:50-65.

Однако она также не обеспечивает всего комплекса необходимых эксплуатационных свойств: экологическую безопасность, преждевременную вулканизацию резиновой смеси в процессах ее изготовления и переработки.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение защиты резиновой смеси от возможной преждевременной вулканизации в процессах ее изготовления и переработки. Поставленная техническая задача достигается тем, что резиновая смесь для герметизирующего слоя, включающая хлорбутилкаучук, серу, сульфенамидный ускоритель, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, алкилфеноламинную смолу, содержит изопреновый каучук, полиэтилен высокого давления, а в качестве хлорбутилкаучука содержит наполненный хлорбутилкаучук, полученный взаимодействием при смешении бутилкаучука и хлорированного углеводорода общей формулы CnH(2n+2)-xClx,

где n=10-30, х=7-24, при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе ее смешения при следующем соотношении компонентов в мас.ч.

Изопреновый каучук35,0-75,0
Вышеуказанный хлорбутилкаучук25,0-65,0
Сера0,4-0,7
Сульфенамидный ускоритель0,3-1,0
Стеариновая кислота1,0-3,0
Оксид цинка2,0-7,0
Алкилфеноламинная смола1,5-4,0
Полиэтилен высокого давления2,0-4,0
Технический углерод40,0-60,0

В качестве изопренового каучука резиновая смесь по изобретению содержит, например, изопреновый каучук СКИ-3, в качестве сульфенамидного ускорителя содержит, например, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид (сульфенамид Ц), сульфенамид M (N-оксидиэтилен-2-бензтиазолилсульфенамид), в качестве алкилфеноламинной смолы содержит смолу октофор N.

Используемый наполненный галоидированный (хлорированный каучук) хлорбутилкаучук получают, например, следующим образом. Хлорсодержащий эластомер (хлорбутилкаучук) получают взаимодействием эластомера и хлорсодержащего реагента в резиносмесителе при 80-150°С в течение 10-30 минут. В качестве хлорсодержащего реагента используют хлорированный водород общей формулой CnH(2n+2)-xClx, где n=10-30, х=7-24. При этом эластомер берут в количестве 75-95 мас.ч., а хлорированный углеводород - 5-25 мас.ч., а на 11-21 минуте смешения эластомера с хлорсодержащим углеводородом в резиносмеситель вводят 5-50 мас.ч. коллоидной двуокиси кремния (кремнекислоты).

Ниже для иллюстрации приведем конкретный пример приготовления хлорбутилкаучука (наполненного) в соответствии с вышеописанным общим способом его получения.

Пример. В резиносмеситель загружается бутилкаучук БК в количестве 95 мас.ч., затем загружается хлорированный углеводород формулы CnH(2n+2)-xClx, где n=10, а х=7 в количестве 5 мас.ч. Смесь перерабатывают 15 минут при t 90°С и частоте вращения роторов, об/мин: переднего 40, заднего 60. На 16 минуте в резиносмеситель загружается 5 мас.ч. коллоидной кремнекислоты (SiO2). На 25 минуте смесь выгружают. Полученный продукт содержит связанного хлора 0,8-1,5 мас.%.

Применение нового хлорсодержащего бутилкаучука (ХБК-2,5), полученного механохимической галоидной модификацией, позволяет сохранить основные специфические свойства резин герметизирующего слоя на достаточно высоком уровне.

В таблице 1 в качестве примера приведены возможные составы известной и предлагаемой резиновой смесей для герметизирующего слоя.

Таблица 1
КомпонентыСодержание компонентов в мас.ч. на 100 мас.ч. каучука и смеси
ИзвестнаяПредлагаемая
Изопреновый каучук СКИ-350,050,0
Хлорбутилкаучук ХБК НТ-1066, 106850,0-
Хлорбутилкаучук ХБК-2,5-50,0
Сера0,520,52
Сульфенамид Ц0,400,40
Кислота стеариновая2,02,0
Оксид цинка3,03,0
Алкилфеноламинная смола (октофор N)2,02,0
Полиэтилен высокого давления3,03,0
Технический углерод40,050,0

Резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе в 2 стадии. Первая стадия - скорость вращения роторов резиносмесителя 40 об/мин, температура выгрузки 150°С, продолжительность смешения 3 минуты; вторая стадия - скорость вращения роторов 20 об/мин, температура выгрузки 110°С, продолжительность смешения 5 минут.

Вулканизацию резиновых смесей проводят в прессе при температуре 155°С в течение 20 мин. Пластоэластические, физико-механические и некоторые специфические свойства резиновых смесей и вулканизатов определяют в соответствии с существующими ГОСТами.

Свойства предлагаемой и известной резиновых смесей даны в таблице 2.

Таблица 2
СвойстваПоказатели свойств резиновых смесей и вулканизатов
ИзвестнаяПредлагаемая
Пластичность, усл.ед.0,370,40
Когезионная прочность, МПа3,493,45
Вязкость по Муни(100°С), усл.ед.58,566,0
Испытания на пластометре «Фаерстон»
Время истечения, с25,816,2
Усадка, %62,058,5
Испытания на реометре «Монсанто»
Минимальный крутящий момент, Н м9,09,8
Время начала вулканизации, мин4,49,3
Скорость вулканизации, %/мин по ГОСТ 12535-847,99,4
Оптимальное время вулканизации, мин17,020,0
Максимальный крутящий момент, Н м16,024,5
Физико-механические характеристики
Условная прочность при удлинении 300%, МПа2,58,3
Условная прочность при растяжении, МПа10,510,0
Относительное удлинение при разрыве, %650550
Сопротивление раздиру, кН/м3139
Воздухопроницаемость, см2/с ат 10-80,420,40

Таким образом, как следует из представленных данных таблицы 2, резиновая смесь по изобретению позволяет значительно увеличить как время начала вулканизации, так и оптимальное время вулканизации резиновых смесей, что понижает склонность резиновых смесей к преждевременной вулканизации, при этом несколько улучшаются и такие свойства, как пластичность, прочность, сопротивление раздиру, воздухопроницаемость.

Резиновая смесь для герметизирующего слоя, включающая изопреновый каучук, хлорбутилкаучук, серу, сульфенамидный ускоритель, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, алкилфеноламинную смолу, отличающаяся тем, что резиновая смесь дополнительно содержит изопреновый каучук, полиэтилен высокого давления, а в качестве хлорбутилкаучука содержит наполненный хлорбутилкаучук, полученный взаимодействием при смешении бутилкаучука и хлорированного углеводорода общей формулы СnН(2n+2)-хClх, где n=10-30, х=7-24, при температуре 80-150°С в присутствие коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Изопреновый каучук35,0-75,0
Вышеуказанный хлорбутилкаучук25,0-65,0
Сера0,4-0,7
Сульфенамидный ускоритель0,3-1,0
Стеариновая кислота1,0-3,0
Оксид цинка2,0-7,0
Алкилфеноламинная смола1,5-4,0
Полиэтилен высокого давления2,0-4,0
Технический углерод40,0-60,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к безасбестовым полимерным композициям фрикционного назначения и может быть использовано в машиностроении, в частности, для производства тормозных колодок для железнодорожного подвижного состава.

Изобретение относится к области модификации битумов полимерами. .

Изобретение относится к химикатам, применяемым в резиновой и шинной промышленности для модификации цис-1,4-полиизопрена (ПИ), конкретно к N-замещенным моноамидов малеамовой кислоты (ММК) и композициям, включающим ММК и свободнорадикальные инициаторы присоединения ММК к макромолекулам ПИ.

Изобретение относится к полимерным композициям для изготвления эластичного абразивного инструмента для поверхностной финишной обработки изделий сложного профиля, в том числе крупногабаритных.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве теплоизоляционных плит. .

Изобретение относится к полимерным композициям и может найти применение в различных областях народного хозяйства, в частности в кабельной промышленности. .

Изобретение относится к области производства полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п.

Изобретение относится к композиционным материалам с полимерной матрицей и может использоваться в машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности для изготовления фрикционных деталей, предназначенных для работы в среде масла.

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к термопластичной композиции галогенированных эластомеров повышенной вязкости и к способу получения таких композиций.

Изобретение относится к способу прививки полимеров на основе сопряженных диеновых мономеров к бромированным бутилкаучукам и использования этих привитых сополимеров в резиновых композициях, которые после вулканизации приобретают улучшенные физические характеристики.

Изобретение относится к пластмассовой, резиновой, химической, нефтехимической, лакокрасочной, авиационной и другим отраслям промышленности, перерабатывающим и применяющим пластмассы, каучуки, лаки, адгезивы.

Изобретение относится к пластмассовой, резиновой, химической, нефтехимической, лакокрасочной, авиационной и другим отраслям промышленности. .

Изобретение относится к полимерам на изобутиленовой основе, в частности к галоидированным полимерам, обладающим повышенной прочностью до обработки и повышенной непроницаемостью, а также к способу их получения.

Изобретение относится к составу полимерной композиции на оcнове непластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), применяемой, например, для получения профильно-погонажных изделий (оконные и дверные блоки) с повышенными прочностью на излом и светостойкостью.

Изобретение относится к составу полимерной композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ), применяемой для изготовления профильно-погонажных изделий, пленок и листов.

Изобретение относится к составу полимерной композиции на основе непластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), применяемой для получения профильно-погонажных изделий.

Изобретение относится к прозрачным и способным окрашиваться эластомерным композициям. .

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается получения герметизирующего слоя при производстве безкамерных шин и пневмоконструкций

Наверх