КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАССИВНЫХ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
COMPOSITE MATERIAL FOR MAKING LARGE INDUSTRIAL RUBBER ARTICLES

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для производства композиционного материала, применяемого для изготовления толстостенных резинотехнических изделий (РТИ), обладающих высокими амортизационными, морозостойкими, эластическими свойствами и эксплуатируемых при температурах от -40°C до +60°C.
Производство массивных резинотехнических изделий связано с рядом трудностей, вызванных как их размерами, так и условиями эксплуатации. Технологические параметры оборудования для изготовления массивных РТИ (давление при формовании, время и температура вулканизации) отличаются от режимов изготовления остальных РТИ. Композиционный материал для производства массивных резинотехнических изделий должен обладать стойкостью к подвулканизации и иметь широкое плато вулканизации, изготовленные из данного материала изделия должны обеспечивать хорошие упруго-прочностные, амортизационные, эластические, морозостойкие свойства, длительно эксплуатироваться при больших нагрузках [1, 2].
Наиболее близкой по технологической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому композиционному материалу является вулканизованная резиновая смесь для получения твердых резин [3], включающая продукт первично обработанных частично вулканизованных резиновых смесей 20-50 мас.%, резиновую муку 15-45 мас.%, серу 1-3 мас.%, ускорители вулканизации 0,5-2,0 мас.%, технический углерод 2-10 мас.%, минеральные наполнители 1-15 мас.%, смолы 0,5-5,0 мас.%, мягчители нефтяного происхождения 1-8 мас.%, нефтяной битум 4-15 мас.%, антиоксиданты 0,5-1,0 мас.%. Смесь также может содержать не более 8 мас.% бутадиен-стирольного каучука не более 7 мас.% регенерата, а также не более 0,5 мас.% активаторов вулканизации, не более 0,2 мас.% стеариновой кислоты и не более 0,1 мас.% замедлителей вулканизации.
Недостатками известной вулканизованной резиновой смеси для получения твердых резин, обладающей удовлетворительными реологическими свойствами и вулканизационными характеристиками, хорошим комплексом прочностных и эластических показателей, являются достаточно высокие ее вязкостные свойства, низкая стойкость к преждевременной подвулканизации, недостаточный уровень значений показателей сопротивления накоплению относительной остаточной деформации, атмосферостойкости, морозостойкости, эластичности.
Задача настоящего изобретения направлена на снижение вязкости, сопротивления накоплению относительной остаточной деформации сжатия композиционного материала, увеличение его стойкости к преждевременной подвулканизации и улучшение перерабатываемости на технологическом оборудовании, а также повышение атмосферостойкости, морозостойкости, эластичности композиционного материала при сохранении достаточного уровня его твердости и упруго-прочностных свойств.
Для достижения поставленной задачи предлагается композиционный материал на основе ненасыщенных каучуков общего назначения (СКС или СКИ) или регенерата или продукта первично обработанных частично вулканизованных резиновых смесей, включающий продукт латексный скоагулированный, серу, ускорители вулканизации, кислоту стеариновую, смолы, мягчители, битум нефтяной, углерод технический, минеральные наполнители, замедлитель подвулканизации, антиоксиданты, технологическую добавку, дегидратирующий агент - кальцийнафт при следующем соотношении компонентов, масс.%:
Ненасыщенный каучук, общего назначения
4,84÷8,77
Продукт латексный скоагулированный
5,26÷29,20
Регенерат
19,95÷34,84
Продукт первично обработанных частично
вулканизованных резиновых смесей
30,68÷48,39
Сера
0,52÷2,04
Ускорители вулканизации
0,44÷1,09
Кислота стеариновая
н/б 0,7
Смолы
0,44÷1,74
Мягчители
6,21÷19,28
Битум нефтяной
4,84÷23,34
Углерод технический
4,83÷18,84
Минеральные наполнители
1,45÷5,64
Замедлитель подвулканизации
0,02÷0,38
Антиоксиданты
н/б 2,44
Технологическая добавка
0,04÷2,55
Дегидратирующий агент - кальцийнафт
0,26÷1,40
В предлагаемом композиционном материале могут использоваться в качестве ускорителей вулканизации: сульфенамид Ц (N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид), тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид), ДФГ (N,N -дифенилгуанидин), ДТДМ (N,N-дитиодиморфолин), тиазол 2МБС (ди-(2-бентиазолил)-дисульфид).
В качестве смол используются: инден-кумароновая смола, канифоль сосновая, пластификатор АДМТ, термополимерная смола, смола стирольно-инденовая.
С целью усиления возможно использование следующих марок углерода технического: П-234, П-324, N 339, N 330.
В качестве мягчителей используются: масло-мягчитель ПН-6ш, масла индустриальные, минеральные отработанные масла.
В качестве минеральных наполнителей используются: каолин, мел природный, таурит ТС-Д, шунгит.
В качестве замедлителей подвулкинизации используются: ангидрид фталевый, N-циклогексилтиофталимид.
В качестве антиоксидантов используются: диафен ФП (N-фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин), ацетонанил Р,Н (полимеризованный 2,2,4-триметил1,2-дигидрохинолин), парафин.
В качестве технологических добавок используются: полиэтилен низкомолекулярный, соли жирных кислот - стеарат натрия или стеарат цинка [4, 5].
Отличительным признаком предлагаемого композиционного материала для изготовления массивных резинотехнических изделий является использование продукта латексного скоагулированного, технологической добавки, дегидратирующего агента.
Основным компонентом предлагаемого композиционного материала является продукт латексный скоагулированный, представляющий собой отходы латексных смесей, образующиеся из-за преждевременной коагуляции при производстве латекса и латексных изделий (латексных нитей и губчатых изделий) в результате нарушения ингредиентного состава, параметров технологического процесса, условий и сроков хранения латексов и латексных смесей.
Процесс смешения композиционного материала осуществляется в резиносмесителе РСВД-250 при последовательном вводе компонентов. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 11 до 13 минут.
Изобретение поясняется примерами 1-8, составы которых представлены в таблице 1. Реологические свойства композиционного материала, кинетика вулканизации и физико-механические показатели вулканизатов приведены в таблице 2.
Вязкоэластические свойства композиционного материала исследованы на анализаторе перерабатываемости резин марки PMDR 2000, вулканизационные характеристики сняты на реометре ф. «Монсанто». Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 9.029-74, ГОСТ 12535-84, ГОСТ 7912-74, ГОСТ 263-75, ГОСТ 9.024-74, ГОСТ 21110-86, ГОСТ 10722-76, ГОСТ 415-75 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизиции 143°C×15 минут.
Предлагаемый композиционный материал для изготовления массивнвх резинотехнических изделий, включающий ненасыщенные каучуки общего назначения (СКС или СКИ) или регенерат или продукт первично обработанных частично вулканизованных резиновых смесей, продукт латексный скоагулированный, серу, ускорители вулканизации, кислоту стеариновую, смолы, мягчители, битум нефтяной, углерод технический, минеральные наполнители, замедлитель подвулканизации, антиоксиданты, технологическую добавку, дегидратирующий агент - кальцийнафт, обеспечивает снижение вязкости, сопротивления накоплению относительной остаточной деформации сжатия композиционного материала, увеличение его стойкости к преждевременной подвулканизации и улучшение перерабатываемости на технологическом оборудовании, а также повышение атмосферостойкости, морозостойкости, эластичности композиционного
материала при сохранении достаточного уровня его твердости и упруго-прочностных свойств.
Композиционный материал благодаря увеличению стойкости к подвулканизации, широкому плато вулканизации, хорошим упруго-прочностным, амортизационным, эластическим, морозостойким свойствам может использоваться для изготовления массивных резинотехнических изделий, длительно эксплуатируемых при больших нагрузках.
Источники информации
1. Технология резиновых технических изделий. В.И. Иванова, Л.А. Алешунина, Ленинград, «Химия», 1988.
2. Каучук-олигомерные композиции в производстве резиновых изделий. А.А. Донцов, А.А. Канаузова, Т.В. Литвинова, Москва, «Химия», 1986.
3. Патент RU 2172750 C2, 27.08.2001.
4. Справочник резинщика под ред. П.И. Захарченко, Москва, «Химия», 1971.
5. Технические и технологические свойства резин. Д.Л.Федюкин, Ф.А. Махлис, Москва, «Химия», 1985.