Морозостойкая резиновая смесь на основе эпихлоргидринового каучука hydrin t-6000
Владельцы патента RU 2685089:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке резин на основе эпихлоргидринового каучука, и может быть использовано в автомобильной, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности. Резиновая смесь включает, мас.ч.: Hydrin Т-6000 - 100,00, серу - 1,5, технический углерод N774 - 65,0-80,0, оксид цинка - 3,0, оксид магния - 1,0, стеариновую кислоту - 1,5, дибутилсебацинат - 10,0, 6PPD - 1,0-1,5, 4010 - 1,0 -1,5, дибутилдитиокарбамат цинка - 0,0-1,0, дифенилгуанидин - 0,5-1,0 при необходтмости, каптакс - 1,5, тиурам - 1,5. Изобретение позволяет получать резину с высокими показателями морозостойкости и маслостойкости при удовлетворительном уровне упруго-прочностных показателей. 2 табл.
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке морозо- и маслостойких резин на основе эпихлоргидринового каучука Hydrin Т-6000. Такие резины предназначены для использования в автомобильной, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, а также других отраслях техники, в первую очередь в качестве уплотнений, для которых требуется высокий уровень морозо- и маслостойкости.
Известна резиновая смесь на основе пропиленоксидного и эпихлоргидринового каучуков следующего состава, масс. ч: пропиленоксидный каучук СКПО - 75-95, эпихлоргидриновый каучук СКЭХГ-СТ - 5-25, стеариновую кислоту - 0,5-3,0, оксид цинка - 2,0-10,0, каптакс - 0,3-1,0, тиурам - 0,5-2,0, серу - 0,5-2,0, наполнитель - технический углерод - 0-100. (RU 2640784 C08L 19/00, C08L 71/02, C08K 3/06, C08K 5/40, C08K 5/47, опубликовано 11.01.2018.) Вулканизаты имеют высокий уровень упругопрочностных показателей, низкую температуру хрупкости - -69÷-80°С. Однако резиновые смеси имеют низкую стойкость в углеводородных средах и недостаточную морозостойкость: значение степени набухания в среде стандартной жидкости СЖР-3 (ГОСТ 9.030-74) - 11-16%, коэффициента морозостойкости по эластическому восстановлению при сжатии (Кв) при -40°C в диапазоне 0,40÷0,64, при -50°C в диапазоне 0,18÷0,48. На основании анализа работоспособности уплотнительных резин установлено (Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Под ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение. 1986. 464 с.), что степень набухания не должна превышать 5%, коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению должен быть не ниже 0,15.
Известна резиновая смесь на основе эпихлоргидринового и пропиленоксидного каучуков следующего состава, масс.ч.: эпихлоргидриновый каучук - 40,0-60,0, пропиленоксидный каучук - 60,0-40,0, сера - 1,0-2,0, тиурам Д - 1,0-2,0, каптакс - 0,5-1,5, оксид цинка - 3,0-5,0, оксид магния - 2,0-4,0, стеарин - 1,0-3,0, дибутилфталат - 4,0-6,0, технический углерод П 324 - 20,0-30,0, технологическая добавка - сорбитан моностеарат - 1,0-3,0 (Патент РФ 2591157, опубликовано 10.07.2016). Вулканизаты имеют высокий уровень упругопрочностных показателей. Недостатком резиновых смесей является более высокая температура хрупкости - 50÷-55°C, высокая степень набухания +23,7÷+28,6%%, низкая твердость - 54-58.
Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе эпихлоргидринового каучука Hydrin Т-6000, изготовленная по ТУ 38.403635-90, включающая вулканизирующий агент - серу, ускорители вулканизации - каптакс и тиурам Д, активатор вулканизации - оксид цинка, наполнитель - технический углерод П-324 и стеариновую кислоту (Румянцева А.В., Клочков В.И., Курлянд С.К., Хвостик Г.М. Структура и свойства резин на основе органических окисей // Молодой ученый. - 2014. -№14-1. С. 39-44). Вулканизаты, изготовленные из этой резиновой смеси, обладают высокой прочностью при растяжении, относительным удлинением при разрыве, достаточно низким остаточным удлинением. Однако вулканизаты имеют недостаточную морозостойкость: Кв при -40°C, -50°C и -60°C составляют 0,66, 0,32 и 0,06 ссответственно.
Технической задачей данного изобретения является создание резиновой смеси на основе эпихлоргидринового каучука Hydrin Т6000, вулканизаты которой обладают наряду с хорошей маслостойкостью повышенной морозостойкостью.
Поставленный технический результат достигается тем, что резиновая смесь для морозо-, маслостойких изделий, включающая эпихлоргидриновый каучук марки Hydrin Т-6000, вулканизующие агенты, активаторы вулканизации, ускорители вулканизации, наполнители, антиоксиданты, пластификатор, содержит компоненты в следующем соотношении, мас. ч.:
| Hydrin Т-6000 | 100,00 |
| Сера | 1,5 |
| Технический углерод N774 | 65,0-80,0 |
| Оксид цинка | 3,0 |
| Оксид магния | 1,0 |
| Стеариновая кислота | 1,5 |
| Дибутилсебацинат | 10,0 |
| 6PPD | 1,0-1,5 |
| 4010 | 1,0-1,5 |
| Дибутилдитиокарбамат цинка | 0,0-1,0 |
| Дифенилгуанидин | 0,5-1,0 |
| Каптакс | 1,5 |
| Тиурам | 1,5 |
Новым является композиция вышеперечисленных компонентов, введенных в состав резиновой смеси в оптимальном количественном соотношении. Такое соотношение компонентов позволяет обеспечить высокую морозостойкость и маслостойкость в стандартном масле.
Сущность изобретения заключается в том, что резиновую смесь получают смешением на вальцах или в резиносмесителе при температуре 60-65°C. Вулканизацию проводят при температуре 155°C в течение 20 минут. Состав резиновых смесей приведен в табл. 1
Полученные резиновые смеси подвергались следующим испытаниям: определение физико-механических свойств (ГОСТ 270-75), определение твердости по Шору А (ГОСТ 263-75), определение коэффициента морозостойкости по эластическому восстановлению при сжатии (Кв) (ГОСТ 13808-79), определение степени набухания в среде стандартной жидкости СЖР-3 (ГОСТ 9.030-74). Свойства вулканизатов приведены в табл. 2.
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы: эпихлоргидриновый каучук Hydrin Т-6000 фирмы «Zeon»; сера техническая (ГОСТ 127.1-93); технический углерод N774 (ASTM D 1765-03); стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96); дибутилсебацинат (ГОСТ 8728-88); оксид цинка (ГОСТ 202-84), оксид магния (ГОСТ 844-79), каптакс (ГОСТ 739-94), дифенилгуанидин (ГОСТ 40-80), тиурам (ГОСТ 740-76); 6PPD (CAS 793-24-8), 4010 (CAS 101-72-4), диметилдитиокарбомат цинка (ТУ 6-00204197-254-94).
Hydrin Т-6000 - является новым продуктом компании «Zeon Chemicals» (Япония, представляет собой тройной термополимер эпихлоргидрина (ЭХГ - 12,4%), пропиленоксида (ПО - 83,7%) и аллилглицидилового эфира (АГЭ - 3,9%). Он обладает самой низкой температурой стеклования (Тст -60°C) из всех торговых марок эпихлоргидриновых каучуков, представленных данной компанией и, тем самым, является перспективным каучуком для создания на его основе морозостойких резин.
В предлагаемой резиновой смеси могут также могут использоваться аналоги ингредиентов, выпускаемые различными фирмами. В этом случае требуется незначительная корректировка в технологии получения резиновой смеси.
Анализ данных, приведенных в таблице 2, показывает, что резины на основе эпихлоргидринового каучука Hydrin Т6000 имеют лучшие показатели морозостойкости: коэффициента морозостойкости по эластическому восстановлению при сжатии (Кв) при температурах -40°C, -50°C, -55°C, -60°C и температуры хрупкости. Указанные резины также обладают низкой степенью набухания в среде масла СЖР-3. Использование данного изобретения приведет к надежной эксплуатации машин и механизмов в условиях экстремально низких температур окружающего воздуха. Некоторое понижение упругопрочностных показателей (условная напряжение при 100% удлинении, условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве) не должно повлиять на ухудшение эксплуатационных свойств, так как эти резины предполагается применять как уплотнительные, а для них полученные показатели соответствуют нормативным (Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Под ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение. 1986. 464 с.).
Резиновая смесь на основе эпихлоргидринового каучука Hydrin Т-6000, включающая серу, каптакс, тиурам, дифенилгуанидин, при необходимости, оксид цинка, оксид магния, стеариновую кислоту, дибутилсебацинат, технический углерод N774, 6PPD, 4010, дибутилдитиокарбамат цинка, при необходимости, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.ч.:
| каучук Hydrin Т-6000 | 100 |
| сера | 1,5 |
| технический углерод N774 | 65-80 |
| оксид цинка | 3 |
| оксид магния | 1 |
| стеариновая кислота | 1,5 |
| дибутилсебацинат | 10 |
| 6PPD | 1,0-1,5 |
| 4010 | 1,0-1,5 |
| дибутилдитиокарбамат цинка | 0,0-1,0 |
| дифенилгуанидин | 0,5-1,0 |
| каптакс | 1,5 |
| тиурам | 0,5-1,5 |
