Резиновая смесь для получения композиционных материалов

Авторы патента:

САЛИХОВ НАИФ ХАСАНОВИЧ (RU)

ГАТИЯТУЛЛИН МУХАММАТ ХАБИБУЛОВИЧ (RU)

C08L83/04 - полисилоксаны

C08K5/14 - пероксиды

C08K3/36 - диоксид кремния

C08K3/34 - кремнийсодержащие соединения

C08K3/24 - кислоты или их соли

Владельцы патента RU 2539661:

ГАТИЯТУЛЛИН МУХАММАТ ХАБИБУЛОВИЧ (RU)
САЛИХОВ НАИФ ХАСАНОВИЧ (RU)

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к созданию резиновых смесей на основе силоксановых каучуков, и может быть использовано для изготовления электроизоляционных трубок и изоляционных оболочек кабеля, полимерных изоляторов высоковольтных линий, резинотехнических изделий и материалов, работающих в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами. Резиновая смесь содержит смесь высокомолекулярного диметилвинилсилоксанового каучука, полученного полимеризацией в присутствии щелочного катализатора, и диметилсилоксанового каучука в соотношении их 50:50, аэросил, порошкообразный кварцевый наполнитель с размером частиц 1-5 мкм, красную кровяную соль и перекисный вулканизующий агент Пероксимон F-40. Вулканизаты резиновой смеси по изобретению в виде композиционных материалов обладают повышенной гибкостью, огнестойкостью, стойкостью к действию плесневых грибов, озоностойкостью, стойкостью к действию солнечной радиации, а также работоспособностью в интервале температур от минус 60°C до плюс 155°. 2 табл.

Известна в широком ассортименте резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука, аэросила, полуусиливающих наполнителей (оксидов цинка, титана), пылевидного кварца, антиструктурирующего агента - кремнийорганического соединения, вулканизующего агента - органической перекиси, выпускаемые промышленностью [см. Химия и технология кремнийорганических эластомеров. / Под редакцией В.О. Рейхсфельда. Л.: Химия, 1973 г. стр.141-153], являющаяся наиболее близкой к изобретению.

Однако вулканизаты данной резиновой смеси не устойчивы к действию топлив, масел, органических растворителей. Все это ограничивает их практическое применение в ряде областей техники, где требуется повышенная маслобензостойкость.

Из ТУ 2257-001-68189339-2011 ЗАО «Центр-Синтез» известна каучуковая композиция «Силотерм ЭП-6» на основе низкомлекулярного силоксанового каучука, содержащая низкомолекулярный силан, микронизированную аммонийную соль полифосфорной кислоты, пентаэритрит, катализатор аминопропилтриметоксисилан и дибутилдиацетат олова при определенных соотношениях компонентов композиции.

Силиконовое огнезащитное покрытие «Силотерм ЭП-6» предназначено для:

- противопожарной защиты кабельного хозяйства, в том числе на АЗС и ТЭС;

- повышение предела огнестойкости несущих конструкций;

- повышение предела огнестойкости вентиляционных коробов, в том числе на АЭС и ТЭС;

- отделки огнестойких конструкций промышленных и строительных объектов, в целях повышения влагозащиты в системах СПО-3 при транспортировке и хранении.

Однако данная композиция не предназначена для получения композиционных материалов, таких как резинотехнические изделия, а используется только в качестве огнезащитного покрытия. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату с заявленным изобретением является известная резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука, включающую аэросил, пылевидный кварц, органическую перекись и антиструктурирующий агент - кремнийорганическое соединение, дополнительно вводят низкомолекулярный метилвинилсилоксановый каучук формулы:

НО[(СН₃)₂SiO]m(СН₃)(СН₂СН)SiO]_nH,

где m, n - мольное содержание звеньев, причем m+n=100 (моль.%), n=98,5-99,85 (мол.%), n=0,15-1,5 (мол.%); с молекулярной массой 20-70 тыс. ед., а также и в качестве антиструктурирующего агента - α, ω-дигидроксиполидиметилсилоксан повышенное количество пылевидного кварца при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

Высокомолекулярный метилвинилсилоксановый каучук 70-80

Низкомолекулярный метилвинилсилоксановый каучук 20-30

Аэросил 40-50

Пылевидный кварц 170-200

Антиструктурирующий агент - α, ω-дигидроксиполидиметилсилоксан (продукт НД-8) 8-10

Органическая перекись 1,5-2,0

Согласно изобретению в качестве вулканизующего агента используют перекиси, такие как Пероксим F-40 и перекись 2,4-ДХБ(2,4-дихлорбензоил), но в основном (согласно примерам), предпочтительно используют 2,4-дихлорбензоил (см. пример конкретного получения резиновой смеси), (RU 2224774, 27.02.2004). Получают резиновую смесь, изделия из которой стойки в контакте с бензинами, органическими растворителями и минеральными маслами. Технической задачей заявленной резиновой смеси для получения композиционных материалов (различных резинотехнических изделий) является повышение работоспособности получаемых резинотехнических изделий при рабочей температуре окружающей среды от минус 60 градусов С до плюс 130 градусов С и относительной влажностью воздуха 98% при температуре до 35 градусов, повышение огнестойкости и пожаробезопасности их, а также снижение дымообразования, а обеспечение стойкости их к воздействию плеснивых грибов, к воздействию смазочных масел, воздействию озона и солнечной радиации, и в итоге к повышению срока службы резинотехнических изделий Поставленная техническая задача и достигаемый технический результат достигается новой резиновой смесью для получения резинотехнических изделий (композиционных материалов), включающей смесь высокомолекулярного диметилвинилсилоксинового каучука, полученного полимеризацией в присутствии щелочного катализатора, и диметилсилоксанового каучука при соотношении их 50:50, аэросил, кварцевый наполнитель порошкообразный с размером частиц от 1,0 до 5,0 мкм, перекисный вулканизующий агент Периксимон F-40- (бис-(трет-бутилпероксиизопропилбензол), добавку в виде красной кровяной соли-гексацианоферрата (III) калия при следующем соотношении компонентов в масс.ч.дение в рецептуру их к резиновой смеси дополнительно в качестве полимерной основы низкомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука приводит к формированию в мас.ч:

указанная смесь силоксановых каучуков	- 100,0
аэросил	- 1,9-2,1
указанный кварцевый порошкообразный наполнитель	- 98,0-102,0
указанный перекисный вулканизующий агент	- 1.0-5,0
гексацианоферрат(III)калия	- 1.0-2,0

Использование в заявленной резиновой смеси высокомолекулярного диметилвинилового каучука в сочетании с диметилсилоксановым каучуком в соотношении их 50:50, а также использование кварцевого порошкообразного наполнителя с размером частиц 1,0-5,0 мкм. в меньшем количестве, а также сочетание их с аэросилом и гексацианоферратом(III)калия (красной кровяной соли) именно Периксимона F-40 (бис(трет-бутилпероксиизопропилбензол) приводит к формированию более плотной вулканизационной сетке. Сочетание данных компонентов, взятых в указанных количественных соотношениях приводит к получению композиционных материалов (резинотехнических изделий) из заявленной резиновой смеси способствует повышению срока службы их с улучшенными свойствами (морозостойкостью, теплостойкостью, огнестойкостью снижению дымообразованию, стойкостью к плесневым грибам, стойкостью к смазочным маслам, воздействию озона и солнечной радиации). В качестве высокомолекулярного диметилвинилсилоксанового каучука, получаемого полимеризацией в присутствие щелочного катализатора, используют каучуки марок СКТВ (СКТВ - 1 щел.), в качестве диметилсилоксанового каучука используют каучуки марок СКТ (Энциклопедия полимеров, т.1, 1972, Москва, Сов. энциклопедия, с.1150-1156).

В качестве целевой добавки используют красную кровяную кровь (гексацианоферрат(III) калия; железосинеродистый калий, ферроцианид калия).

В качестве аэросила резиновая смесь содержит, например аэросил А-300, А-175.

Резиновую смесь готовят следующим образом. В смесителе типа М-1 с Z-образной формой рабочих лопастей и числом оборотов 20-28 в минуту или другого типа, обеспечивающим получение гомогенной смеси при температуре 20-30°C, смешивают диметилвинилсилоксановый каучук с аэросилом и предварительно перемешанным до получения гомогенной массы диметилсилоксановым каучуком с порошкообразным и красной кровяной солью. После получения гомогенной массы резиновую смесь прогревают при температуре 160-180°C в течение 25-30 минут. Затем в охлажденную до комнатной температуры резиновую смесь на вальцах вводят вулканизующий агент - органическую перекись (Пероксимон F-40).

Полученную смесь вулканизуют в одну стадию в экструдере при температуре 127-132°C.

Свойства вулканизатов резиновых смесей определялись с использованием тестированных методик:

ГОСТ 269-66 - Резина. Общие требования к проведению физико-механических испытаний.

ГОСТ 270-75 - Резина. Метод определения упруго-прочностных свойств.

ГОСТ 263-75 - Резина. Метод определения твердости по Шору А.

ГОСТ 9030-74ЕСЭКС - Резина. Метод испытания на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред.

Качество ингредиентов, используемых для приготовления резиновых смесей, соответствует требованиям, заложенным в следующей технической документации: В таблице 1 приведены примеры составов резиновой смеси по изобретению. В таблице 2 приведены некоторые свойства материалов (композиционных материалов), изготовленных из резиновой смеси по изобретению.

Примеры составов резиновой смеси по изобретению.

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов, масс.ч.
Резиновой смеси	1	2	3
1. Высокомалекулярный
Диметилвинилсилоксановый	50	50	50
каучук СКТВ-1 (щелочн.)
2. Диметилсилоксановый	50	50	50

каучук СКТ
3. Аэросил А-300	1,9	2,0	2,1
4. Порошкообразный кварцевый порошок с размером частиц 3 мкм
	98,0	100,0	102,0

5. Гексацианоферрат(III) калия	1,0	2,0	1,5

6. Вулканизующий перегисный агент Периксимон F-40	1,0	2,0	5,0

Композиционные материалы, например силовые кабели с оболочкой и изоляцией из резиновой смеси по изобретению обладают следующими свойствами:

- могут эксплуатироваться при рабочей температуреокружающей среды от минус 60°C до плюс 130°C и относительной влажности воздуха до 98°C при температуре до 35°C;

- кабели являются гибкими и огнестойкими: не распространяют горения при групповой прокладки по категории А;

- огнестойкость кабелей в условиях воздействия открытого пламени огня с температурой (750±50°С) составляет не менее 180-240 мин.;

- дымообразование при горении и тлении кабелей не приводит к снижению светопроницаемости в испытательной камере более, чем на 40-50%;

- кабели стойки к воздействию смены температур от минус 60°C до плюс 155°C (при отсутствии токовых нагрузок);

- стойки к воздействию смазочных масел;

- стойки к воздействию озона и солнечной радиации;

- стойки к воздействию плесневых грибов;

Все указанные свойства позволяют увеличить качество их и срок их эксплуатации:

- минимальный срок службы 20-30 лет.

Таблица 2
Показатели	Прототип*	1	2	3	4	5	6	7	8
Твердость по Шору А, ед.
Изменение массы образца, %, после выдержки его в течение 72 ч.
а) в масле марки М₈Г₃К при 150°С	-7,8	-1,8	-3	-2,3	-2,5	-1,4	-1,5	-5,0	-
б) в изооктанотолуольной смеси (7:3) при (25±5)°С	123	40,1	38,2	37,4	47,2	44,8	44,2	74	-
Изменение показателей после воздействия масла М₈Г₃К в течении 72 часов при 150°С
а) твердость по Щору А, ед.	-14	-3	-3,5	-2,5	-4,5	-3,6	-39	-14	-
б) прочность, %	-20	-13	-14	-15	-14	-13	-14	-18	-
в) положительного удлинения, %	-25	-16	-12	-14	-17	-18	-35	-20	-

Резиновая смесь для получения резинотехнических изделий, включающая смесь высокомолекулярного диметилвинилсилоксанового каучука, полученного полимеризацией в присутствии щелочного катализатора, и диметилсилоксанового каучука при соотношении их 50:50, аэросил, кварцевый наполнитель порошкообразный с размером частиц от 1,0 до 5,0 мкм, перекисный вулканизующий агент Пероксимон F-40-(бис-(трет-бутилпероксиизопропилбензол), добавку в виде красной кровяной соли-гексацианоферрата (III) калия при следующем соотношении компонентов, масс.ч:

указанная смесь силоксановых каучуков	100,0
аэросил	1,9-2,1
указанный кварцевый порошкообразный наполнитель	98,0-102,0
указанный перекисный вулканизующий агент	1,0-5,0
гексацианоферрат(III)калия	1,0-2,0

Изобретение может быть использовано для герметизации агрегатов самолетных конструкций, эксплуатирующихся в широком интервале температур. Термо-, топливостойкая герметизирующая композиция на основе полидиметилметил(гексафторалкил)силоксанового полимера формулы где Rf n=99-50, m=1-50, l=3-15, включает минеральный наполнитель, выбранный из оксида цинка, диоксида титана, диоксида кремния, структурирующий - тетраэтоксисилан или этилсиликат - агент и катализатор - соль олова.

Устройство для вакуум-терапии ран // 2530054

Изобретение относится к устройству для вакуум-терапии ран, содержащему покрывной материал (2) для воздухонепроницаемого закрывания раны и окрестности раны (1); средство (7), подходящее для создания разрежения в зоне раны, в частности для функционального соединения зоны раны с находящимся наружи покрывного материала источником вакуума, чтобы можно было создать вакуум в зоне раны и отсосать жидкости из зоны раны; и накладку на рану (3), причем накладка на рану содержит пеноматериал с открытыми порами на основе сшитого полиорганосилоксана, где пеноматериал (c) может быть получен реакцией отверждаемой смеси, содержащей компоненты: (i) полиорганосилоксан, содержащий одну или несколько групп с C2-C6-алкенильной группой, предпочтительно содержащий одну или несколько винильных групп, (ii) полиорганосилоксан, содержащий одну или несколько групп Si-H, (iii) порообразователь, содержащий одну или несколько OH-групп и (iv) металлоорганический катализатор.

Покрытия для хирургических игл и способы их нанесения // 2526164

Настоящее изобретение относится к способам нанесения покрытий на хирургические иглы из металлического сплава. На иглу наносят нижнее покрытие, включающее функционализированный винилом органополисилоксан, отверждают нижнее покрытие, наносят верхнее покрытие, включающее полидиметилсилоксан, при этом нижнее покрытие связывается с верхним.

Керамообразующая резиновая смесь (варианты) // 2519379

Изобретение относится к области химии, в частности к резиновым кремнийорганическим смесям повышенной огнестойкости, и может применяться для изготовления защитных полимерных оболочек силовых электрических кабелей и проводов с повышенными требованиями безопасности.

Применение полиорганосилоксанов при переработке и вулканизации каучука // 2518611

Изобретение относится к применению полиорганосилоксана с 3 или более элементарными силоксановыми звеньями, который содержит один или более органических компонентов R1, причем R1 содержит одну или более углерод-углеродных связей и выбран из циклоалкенила, алкенила, винила, алкила, норборнила, (ди)циклопентенила или производных метакрилата или акрилата, и один или более углеводородных компонентов R2, причем R2 имеет длину цепи от 5 до 50 атомов углерода, в качестве присадки при переработке каучука, где переработка представляет собой пероксидную вулканизацию.

Композиционный материал для изготовления композиционных материалов // 2516500

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к получению композиционных материалов, используемых для изготовления резинотехнических изделий - кабелей, проводов, уплотнительных материалов.

Способ получения композиционных частиц // 2516389

Изобретение относится к способу получения композиционных частиц, который заключается в конденсации одного или нескольких соединений кремния общей формулы , в которой R обозначает необязательно замещенный алкильный или арильный остаток с 1-20 атомами углерода или атом водорода, R1 обозначает необязательно замещенный углеводородный остаток или атом водорода и n обозначает число от 1 до 4, или одного или нескольких продуктов его конденсации в присутствии растворителя или смеси растворителей и одного или нескольких растворимых полимеров.

Смеси, содержащие кремнийорганические соединения, и их применение // 2516298

Изобретения касаются защиты субстратов от коррозии. Технический результат - создание вещества для защиты материалов от коррозии, которое можно добавлять к сухим строительным смесям, как в виде порошка, так и в виде жидкого препарата, устойчивость в хранении, экологичность, отсутствие взаимодействия или очень незначительное взаимодействие с гидравлически связующими компонентами.

Аминоалкоксимодифицированные силсесквиоксановые адгезивы для улучшения и сохранения адгезии металлов к вулканизированному каучуку // 2516199

Группа изобретений может быть использована, например, при производстве шин, конвейерных лент, шлангов, в подвесках двигателя или рукоятках клюшек для гольфа. Аминоалкоксимодифицированные силсесквиоксановые (амино АМС) и/или амино со-АМС соединения, которые также могут содержать меркаптосилан и/или блокированный меркаптосилан, являются превосходными адгезивами для покрытия стали вулканизированным каучуком.

Олигоэтоксисилоксан (варианты) // 2515327

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в частности к олигоэтоксисилоксану, который получают путем обработки кремнийорганических отходов, измельченных до размера частиц не более 3 см, смесью, состоящей из тетраэтоксисилана, этилсиликата 32 и/или этилсиликата 40, гидроксида калия или гидроксида натрия и воды при температуре 60-700С в течение 3-8 час с последующей фильтрацией.

Полимерная композиция для сшитых изделий // 2539571

Изобретение относится к способу получения сшитого изделия. Способ включает стадию полимеризации этилена, необязательно, с одним или более альфа-олефиновым(и) сомономером(ами) в присутствии катализатора Циглера-Натта, формование из указанного полимера изделия и его последующее сшивание.

Сшиваемая фторкаучуковая композиция и сшитое каучуковое изделие // 2539009

Изобретение относится к сшиваемой фторкаучуковой композиции, которая может давать сшитое каучуковое изделие, например герметизирующий материал. Композицию, содержащую фторкаучук и соединение, выраженное формулой: (Х-)х(Z-)zY, сшивают, образуя сшитое каучуковое изделие.

Композиция термоотверждаемого порошкового покрытия // 2521039

Изобретение относится к термоотверждаемому порошковому покрытию, способу его получения, использованию композиции порошкового покрытия для нанесения ее на подложку, подложке, покрытой композицией порошкового покрытия, и способу нанесения покрытия на подложку с использованием композиции порошкового покрытия.

Керамообразующая резиновая смесь (варианты) // 2519379

Композиционный материал для изготовления композиционных материалов // 2516500

Силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции // 2505565

Изобретение относится к сшивающимся композициям на основе полиолефинов и их сополимеров и модификаторам для получения силанольносшивающихся полимерных композиций, которые могут быть использованы для получения пленочных покрытий, изоляции и оболочек кабелей и проводов различного назначения.

Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука // 2501820

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления изделий различного целевого назначения, в том числе пакерующих элементов (резиновых уплотнителей в нефтяных или газовых скважинах), используемых в производстве пакерно-якорного оборудования.

Пневматическая шина и слоистый пластик // 2495757

Изобретение относится к пневматической шине и слоистому пластику в качестве внутреннего несущего материала. Пневматическая шина содержит слоистый пластик, состоящий из пленки термопластичной смолы или термопластичной эластомерной композиции, и слоя каучуковой композиции.

Арамидные частицы, содержащие пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации // 2476467

Изобретение относится к арамидной частице, содержащей пероксидный инициатор радикало-цепной полимеризации, при этом частица содержит 3-40 мас.% пероксидного инициатора радикало-цепной полимеризации в расчете на массу арамидной частицы.

Огнестойкая резиновая смесь // 2472821

Изобретение относится к области химии, в частности к резиновым кремнийорганическим смесям повышенной огнестойкости, и может применяться для изготовления огнестойких полимерных оболочек высоковольтных электротехнических изделий, например изоляторов.

Термо-, топливостойкая силоксановая герметизирующая композиция холодного отверждения // 2534793