Резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов
Владельцы патента RU 2365606:
Общество с ограниченной ответственностью "Поликров" (RU)
Изобретение относится к резиновой промышленности и касается производства резинотехнических изделий, таких, например, как шины и других. Резиновая смесь содержит смесь каучуков, мас.ч. - бутилкаучука - 75-90, хлоропренового каучука - 0-10 и хлорсодержащего этилен-пропилен-диенового наполненного каучука - 7-20. Хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый каучук получают смешением этилен-пропилен-диенового каучука и хлорсодержащего углеводорода в присутствии коллоидной двуокиси кремния. Резиновая смесь содержит также в расчете на 100 мас.ч смеси каучуков стеариновую кислоту - 1-3, оксид цинка - 4-10, технический углерод - 30-60, минеральное масло «стабилойл» - 3-8 и фенолформальдегидную смолу «амберол137» - 5-10. Резиновая смесь позволяет получить резины, обладающие уменьшенной ползучестью и осмоляемостью, а также повышенной динамической выносливостью. 2 табл.
Изобретение относится к рецептуре резиновых смесей и может быть использовано в резиновой промышленности в производстве шин и резинотехнических изделий.
Известна резиновая смесь на основе хлоропренового и изопренового каучуков, включающая в качестве модификатора хлоролефин (SU 516718, 1976). Однако резины, получаемые из данной резиновой смеси, имеют значительную истираемость.
Известна другая резиновая смесь на основе хлоропренового и бутадиен-метилстирольного каучуков, включающая цинковые белила, технический углерод, N-фенилнафтиламин - 2, ди (2-бензотиазолил) дисульфид, серу, стеариновую кислоту, парафин и индустриальное масло. Получаемые резины обладают высокими прочностными показателями, но имеют высокую истираемость (Технические условия на детали автомобильного и тракторного машиностроения, №38-005-204-71).
Из SU 1054379, 15.11.1983 известна резиновая смесь на основе хлоропренового и бутадиен-метилстирольного каучуков, включающая цинковые белила, технический углерод, N-фенилнафтиламин-2, ди (2-бензотиазолил) дисульфид, серу, стеариновую кислоту, парафин, индустриальное масло, полиоксипропилендиуретандиаллилат или полиоксипропилентриуретантриаллилат при определенных соотношениях этих компонентов. Получаемая резиновая смесь обладает повышенной устойчивостью к истиранию, но не обладает необходимыми свойствами, являющимися технической задачей изобретения.
Из RU 2296782, 10.04.2007 известна резиновая смесь, которая содержит изопреновый каучук, наполненный хлорбутилкаучук, полученный взаимодействием при смешении бутилкаучука и хлорированного углеводорода общей формулы Сn Н(2n+2)-х Сlх, где n=10-30, х=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, технический углерод, полиэтилен высокого давления, алкилфеноламинную смолу. Технической задачей является повышение защиты резиновой смеси от возможной преждевременной вулканизации в процессах ее изготовления и переработки. Однако известная резиновая смесь не обладает необходимым комплексом свойств и предназначена для герметизирующего слоя при производстве бескамерных шин и пневмоконструкций.
Технической задачей заявленного изобретения является уменьшение ползучести, осмоляемости и увеличения динамической выносливости резин для диафрагм форматоров-вулканизаторов.
Поставленная техническая задача достигается тем, что резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов включает бутилкаучук, хлоропреновый каучук и хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук, полученный смешением этилен-пропилен-диенового каучука и хлорсодержащего углеводорода общей формулы Сn Н(2n+2)-х Сlх, где n=10-30, х=7-24 при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, а также резиновая смесь содержит в расчете на 100 мас.ч смеси каучуков стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, минеральное масло «Стабилойл» и фенолформальдегидную смолу «Амберол-137» при следующем соотношении компонентов резиновой смеси в мас.ч.:
| Бутилкаучук | 75,0-90,0 |
| Хлоропреновый каучук | 0-10,0 |
| Вышеуказанный хлорсодержащий | |
| этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук | 7,0-20,0 |
| Стеариновая кислота | 1,0-3,0 |
| Оксид цинка | 4,0-10,0 |
| Технический углерод | 30,0-60,0 |
| Минеральное масло «Стабилойл» | 3,0-8,0 |
| Смола фенолформальдегидная «Амберол-137» | 5,0-10,0 |
В резиновой смеси по изобретению используют, например, в качестве бутилкаучука - бутилкаучук БК-1675, технического углерода - технический углерод N 330 (ПМ-75), минерального масла - масло «Стабилойл», фенолформальдегидной смолы - смолу «Амберол-137».
В качестве хлорсодержащего этилен-пропилен-диенового каучука резиновая смесь по изобретению содержит хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый каучук ХЭПДК-2, полученный, например, по следующей технологии:
В резиносмеситель типа РВСД (фрикция 1:1.5) загружается этилен-пропилен-диеновый эластомер (СКЕПТ-60) в количестве 95 мас.ч. Затем загружается хлорированный углеводород формулы Сn H(2n+2)-x Clx, где n=20, х=21 в количестве 5 мас.ч. Смесь перерабатывается при температуре 80°С и частоте вращения роторов, об/мин: переднего - 30, заднего - 45. На 11 минуте в смеситель загружается 5 мас.ч. коллоидной кремнекислоты (SiO2). Полученный продукт содержит связанного хлора 2,0-2,3 мас.%.
Применение нового хлорсодержащего этилен-пропилен-диенового каучука с содержанием хлора 2±0,5% мольных хлора (ХЭПДК-2) взамен 15 мас.ч. бутилкаучука БК-1675 в рецептах диафрагменных резин позволяет оптимизировать ряд специфических характеристик (ползучесть, динамическая выносливость, осмоляемость), что может привести к существенному увеличению сроков эксплуатации диафрагм форматоров-вулканизаторов. Применение нового каучука ХЭПДК-2 позволяет также несколько повысить условную прочность при растяжении, эластичности по отскоку и относительного остаточного удлинения после разрыва с сохранением остальных свойств резиновых смесей и вулканизатов на требуемом уровне.
Нижеследующий пример иллюстрирует изобретение, но не ограничивает его (см. таблицу 1). Для сравнения с резиновой смесью по изобретению была приготовлена известная резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов (технологический регламент Московского шинного завода №404 ш-89 «Производство легковых радиальных шин с металлокордным брекером»).
Пример.
Резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе РВСД-250-40 в две стадии. Первая стадия - продолжительность смешения 15 мин, температура выгрузки 175°С, вторая стадия - продолжительность смешения 5 мин, температура выгрузки 120°С. На второй стадии вводится оксид цинка и фенолформальдегидная смола.
Вулканизацию смесей проводят в прессе при температуре 175°С. Пластоэластичные, физико-механические и некоторые специфические свойства резиновых смесей и вулканизатов определяют в соответствии с существующими ГОСТами. Осмоляемость резин определяют в соответствии с методикой, приведенной в диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тургумбаева Х.Х. (Исследование СКЭПТ в шинных резинах, Москва, МИТХТ, 1968, 136 с.).
| Таблица 1 | ||
| Компоненты | Содержание компонентов в мас.ч. на 100 мас.ч. каучука в смеси | |
| известная по регламенту | по изобретению | |
| Бутилкаучук БК-1675 | 95,0 | 80,0 |
| Хлоропреновый каучук | 5,0 | 5,0 |
| Каучук ХЭПДК-2 | - | 15,0 |
| Стеариновая кислота | 2,0 | 2,0 |
| Оксид цинка | 5,0 | 5,0 |
| Технический углерод N 330 (ПМ-75) | 50,0 | 50,0 |
| Масло «Стабилойл» | 5,0 | 5,0 |
| Смола фенолформальдегидная «Амберол-137» | 8,0 | 8,0 |
Свойства резиновой смеси по изобретению и известной представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Свойства | Показатели свойств резиновых смесей и вулканизатов | |
| известная по регламенту | по изобретению | |
| Пластичность, усл. ед. | 0,41 | 0.42 |
| Вязкость по Муни при 140°С, усл. ед. | 37 | 36 |
| Условная прочность при удлинении 300%, МПа | 5,0 | 6,0 |
| Условная прочность при растяжении, МПа | 10,2 | 12,6 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 620 | 600 |
| Относительное остаточное удлинение после разрыва, % | 34 | 20 |
| Сопротивление раздиру, кН/м | 60 | 63 |
| Коэффициент теплового старения при 180°С за 24 ч (по условной прочности) | 0,6 | 0,6 |
| Коэффициент температуростойкости при 100°С (по условной прочности) | 0,7 | 0,62 |
| Твердость по TM-2, усл. ед. | 74 | 78 |
| Динамическая выносливость до разрушения, тыс. циклов | 42 | >50 |
| Ползучесть при 160°С за 24 ч (при 30 гc/мм2), мм | 119 | 53 |
| Эластичность по отскоку после теплового старения при 180°С за 24 ч, % | ||
| при 20°С | 16 | 18 |
| при 100°С | 28 | 30 |
| Осмоляемость, % | 1,2 | 0,6 |
Как следует из вышеприведенных данных, резиновая смесь по изобретению обладает высокими прочностными свойствами, стойкостью к тепловому старению, уменьшенной ползучестью и низкой осмоляемостью.
Резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов, включающая бутилкаучук, хлоропреновый каучук и хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук, полученный смешением этилен-пропилен-диенового каучука и хлорсодержащего углеводорода общей формулы Cn·H(2n+2)-x Clx, где n=10-30, х=7-24 при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, а также резиновая смесь содержит в расчете на 100 мас.ч. смеси каучуков стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, минеральное масло «стабилойл» и фенол-формальдегидную смолу «амберол 137» при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:
| бутилкаучук | 75-90 |
| хлоропреновый каучук | 0-10 |
| вышеуказанный хлорсодержащий | |
| этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук | 7-20 |
| стеариновая кислота | 1-3 |
| оксид цинка | 4-10 |
| технический углерод | 30-60 |
| минеральное масло «стабилойл» | 3-8 |
| смола фенол-формальдегидная «амберол 137» | 5-10 |
