РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к области химии, в частности, к получению резиновых смесей на основе силиконового каучука, и может использоваться в производстве различных резинотехнических изделий.
5
Известна резиновая смесь, включающая силоксановый каучук, перекись бензоила, двуокись титана и термостабилизирующую добавку - титанат меди, при соотношении компонентов, мас.ч.: силоксановый каучук - 100; перекись бензоила - 5,8-6,0; двуокись титана - 120-130 и титанат меди - 20-30. (Авторское свидетельство СССР №1573022. Резиновая смесь. - М.кл.: C08L 83/04. - 23.06.90. Бюл. №23). Недостатком известной резиновой смеси является низкие физико-механические показатели.
3
Известна резиновая смесь на основе метилвинилсилоксанового каучука или его смеси с метилфенилвинилсилоксановым каучуком в соотношении (70-90):10-30), включающая белую сажу, аэросил, окись цинка, дигидрооксиполидиметилсилоксан и Na-цео-литполиметилсилоксановый сорбент при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: метилвинилсилоксановый каучук или смесь его с метилфенилвинилсилоксановым каучуком в соотношении (70-90):(10-30) - 100, белая сажа - 3-7, аэросил - 35-43, окись цинка - 3-7, дигидрооксиполидиметилсилоксан - 8-12 и Na-цеолитполиметилсилоксановый сорбент - 2-10. (Авторское свидетельство СССР №821605. Резиновая смесь на основе метилвинилсилоксанового каучука. - М.кл.: D06N 7/02, C08L 83/04. - 15.04.81. Бюл. №14). Данное изобретение принято за прототип.
Недостатком известной резиновой смеси является отсутствие стабильности технологических и физико-механических свойств их при хранении, что обусловлено использованием в качестве антиструктурирующей добавки дигидрооксиполидиметилсилоксана.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение срока хранения и стабильности технологических и физико-механических свойств резиновых смесей до 10 месяцев.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является повышение стабильности технологических и физико-механических свойств резиновых смесей из силиконовых каучуков при их хранении в течение 10 месяцев.
Указанный технический результат достигается тем, что, в известной резиновой смеси на основе силиконового каучука, включающей, по меньшей мере, один высокоактивный наполнитель, органическую перекись и антиструктурирующую добавку, содержащую силандиольные группы, согласно предложенному техническому решению, в качестве антиструктурирующей добавки резиновая смесь содержит диметилсилоксандиол, полученный гидролизом в среде акцептора щелочи продукта взаимодействия деполимери-зата или гидролизата с гидроксидом натрия в соотношении, определяющим содержание силандиольных групп в пределах 8-12%, в присутствии изопропилового спирта и воды.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявляемой резиновой смеси, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
В соответствии с изобретением в заявленной резиновой смеси из силиконового каучука используются следующие компоненты:
каучук СКТВ-1, ТУ 38.103675-89;
высокоактивный наполнитель - аэросил марки А-200 или А-300, ОСТ 14922-77;
органическая перекись - паста перекиси 2,4-дихлорбензоила (50-процентная), импортный продукт. Инструкция И 38.405117-85;
антиструктурирующая добавка - диметилсилоксандиол, собственного приготовления, технологический регламент ТР 2379-2009.
Используемый для стабилизации резиновой смеси диметилсилоксандиол, получают гидролизом в среде акцептора щелочи - 16-процентном растворе уксусной кислоты продукта взаимодействия деполимеризата или гидролизата с гидроксидом натрия в соотношении, определяющим содержание силандиольных групп в пределах 8-12%, в присутствии изопропилового спирта и воды.
Приготовление антиструктурирующей добавки - диметилсилоксандиола осуществляют следующим образом.
В реактор, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, загружали 100 г деполимеризата, при перемешивании которого добавляли 7,8 г изопропилового спирта, 7,8 г воды и 27,0 г гидроксида натрия. Реакционную массу нагревали до 70°С. Время реакции - 6 часов. Затем проводили стадию гидролиза, для чего в реактор загружали 16-процентный раствор уксусной кислоты в количестве 253,1 г. Гидролиз проводился при температуре от +2 до +20°С. После чего проводилось отделение органического слоя от водно-солевого раствора. Получено 93,5 г (93,5%) диметилсилоксандиола с содержанием гидроксильных групп 10,2% при вычисленных 10,82%.
По аналогичной методике получены диметилсилоксандиолы с содержанием 8,2 и 12,0% гидроксильных групп.
Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного исполнения.
Пример 1. Резиновые смеси готовили в смесителе типа «Бенбери» путем смешения 100 мас.ч. каучука СКТВ с 45 мас.ч. аэросила марки А-200, 9 мас.ч. диметилсилоксандиола с содержанием гидроксильных групп 10,2% при температуре 20-60°С в течение 30-40 мин. с последующим прогревом в течение 1,5-2,0 ч. при температуре 160-165°С. Затем смесь выгрузили из смесителя, вальцевали на лабораторных вальцах и добавили 1,8 мас.ч. пасты перекиси 2,4-дихлорбензоила. Резиновые смеси вулканизовали в 2 стадии: первую стадию в гидравлическом прессе при температуре 120±5°С в течение 10-15 мин, вторую - в термостате с принудительной циркуляцией при температуре 200°С в течение 4-6 ч.
По аналогичной методике получили резиновые смеси по примерам 2-5, рецептуры которых приведены в табл.1.
Таблица 1
Наименование компонентов резиновой смеси
Содержание компонентов резиновой смеси, мас.ч.
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
СКТВ
100
100
100
100
100
А-200
45
45
-
-
-
А-300
-
-
40
40
40
Диметилсилоксандиол с содержанием гидроксильных групп, %:
8,2
9,0
9,0
10,2
9,0
12,0
9,0
9,0
Перекись 2,4 дихлор-бензоила (50%)
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
Свойство резиновых смесей по примерам 1-5 и прототипу приведены в табл.2.
Оценка качества полученных резиновых смесей проводилась по методикам:
Способность к вальцеванию по ТУ 38.103693 90. Смеси резиновые кремнийорганические для электротехнической промышленности.
ГОСТ 270-75. Резина. Метод определения упруго-прочностных свойств растяжении.
ГОСТ 263-75. Резина. Метод определения твердости по Шору А.
Таблица 2
Наименование показателей
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
* Прототип
Исходные физико-механические показатели
Способность к вальцеванию, с
40
10
30
30
10
60
Прочность при растяжении, МПа
8,7
9,3
8,9
9,6
10,0
8,9
Относительное удлинение, %
390
440
380
420
450
390
Твердость по Шору А, усл. ед.
52
48
54
52
48
48
Физико-механические показатели по истечении 10 месяцев хранения
Способность к вальцеванию, с
120
60
100
100
70
Смесь заструктурировалась
Прочность при растяжении, МПа
8,5
9,3
8,4
9,0
9,9
-
Относительное удлинение, %
370
410
380
400
430
-
Твердость по Шору А, усл. ед.
55
48
57
54
50
-
Как видно из табл.2, показатели технологических (способность к вальцеванию сырой резиновой смеси) и физико-механических свойств полученных резиновых смесей при хранении в течение 10 месяцев сохраняются, а резиновая смесь, полученная по прототипу, в течение 6 месяцев хранения полностью потеряла свои технологические свойства.