ИЗДЕЛИЕ ХОЛОДНОЙ УСАДКИ, СОДЕРЖАЩЕЕ ЭПИХЛОРГИДРИНОВУЮ КОМПОЗИЦИЮ
COLD SHRINK ARTICLE CONTAINING EPICHLOROHYDRIN COMPOSITION

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Данная заявка является родственной патентной заявке США, имеющей название "ИЗДЕЛИЕ ХОЛОДНОЙ УСАДКИ, СОДЕРЖАЩЕЕ ЭПИХЛОРГИДРИНОВУЮ КОМПОЗИЦИЮ", номер дела поверенного 63119US002, поданной того же числа, что и данная заявка, описание которой включено в данную заявку полностью путем ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к изделиям холодной усадки для применения в различных областях. В частности, настоящее изобретение относится к изделиям холодной усадки, сформированным из композиции, содержащей эпихлоргидриновую композицию.
Уровень техники
Изделия холодной усадки применяют во многих различных областях, например для соединения проводов и кабелей и защиты, герметизации и/или изоляции подложек от неблагоприятных условий окружающей среды. Примеры областей промышленности, в которых применяют изделия холодной усадки, включают автомобильную, аэрокосмическую, энергетическую, телекоммуникационную, химическую и оборонную промышленность.
Известно о формировании изделий холодной усадки из эластомерных композиций, которые содержат эластомер для того, чтобы способствовать растяжению и сжатию изделия. Примеры известных эластомеров, которые применяют в изделиях холодной усадки, включают смолу EPDM (на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера) или силиконовую смолу. В данной области проблемой является получение композиций, сохраняющих заданное удлинение при разрыве и заданные постоянные установленные свойства в высокотемпературных условиях.
Сущность изобретения
Осуществления настоящего изобретения включают композицию, которая имеет заданное удлинение при разрыве и заданные постоянные установленные свойства в высокотемпературных условиях.
Например, осуществления могут включать эластомерную композицию, содержащую эпихлоргидриновую композицию, причем эластомерная композиция является, по существу, свободной от фторэластомерной композиции. Также, например, осуществления могут включать наполнитель. Наполнитель может содержать, например, упрочняющую сажу и кремнезем. Также, например, осуществления могут включать пероксидный отвердитель.
Например, осуществления могут включать способ применения. Осуществления данного способа могут включать обеспечение эластомерной композиции, содержащей эпихлоргидриновую композицию, причем эластомерная композиция является, по существу, свободной от фторэластомерной композиции. Осуществления также могут включать обеспечение наполнителя, содержащего упрочняющую сажу. Осуществления также могут включать обеспечение пероксидного отвердителя. Осуществления также могут включать смешивание эластомерной композиции, наполнителя и пероксидного отвердителя с формированием смешанной композиции. Осуществления также могут включать отверждение смешанной композиции с формированием трубчатого материала холодной усадки. Осуществления также могут включать установку съемного каркаса внутри трубчатого материала холодной усадки для поддержания материала холодной усадки в растянутом состоянии.
Краткое описание чертежей
На ФИГ.1 представлен вид в перспективе изделия холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением в релаксационном состоянии перед растягиванием.
На ФИГ.2 представлен вид в перспективе изделия холодной усадки, изображенного на ФИГ.1, в растянутом состоянии на каркасе.
На ФИГ.3 представлен вид в перспективе изделия холодной усадки, изображенного на ФИГ.1, в растянутом состоянии на каркасе, изображенном на ФИГ.2, со связанной подложкой.
На ФИГ.4 представлен вид в перспективе изделия холодной усадки, изображенного на ФИГ.1, частично расположенного на каркасе, изображенном на ФИГ.2, и частично размещенного на подложке, изображенной на ФИГ.3.
На ФИГ.5 представлен вид в перспективе изделия холодной усадки, изображенного на ФИГ.1, включая индицирующий знак, полностью размещенного на подложке, изображенной на ФИГ.3.
На ФИГ.6 представлен вид в перспективе разветвленного изделия холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением в релаксационном состоянии перед растягиванием.
На ФИГ.7 представлен вид в перспективе разветвленного изделия холодной усадки, изображенного на ФИГ.6, в растянутом состоянии на множестве каркасов.
На ФИГ.8 представлен вид в перспективе гофрированного изделия холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к изделию, включающему трубчатый материал холодной усадки, сформированный из эластомерного материала. Термин "способный к холодной усадке", как используется в данной заявке, определен как способность изделия (или части изделия) давать усадку из растянутого состояния в релаксационное или частично растянутое состояние.
В составы изделий холодной усадки могут быть включены эластомеры, позволяя изделиям холодной усадки растягиваться из релаксационного состояния в растянутое состояние, и в то же время также позволяя изделиям давать холодную усадку снова в релаксационное состояние. В осуществлениях настоящего изобретения, например, эластомерная композиция может содержать эпихлоргидриновую композицию, и эластомерная композиция может быть свободной от любых фторэластомерных композиций.
Если не заявлено иное, все концентрации в данной заявке выражены в массовых долях на сто массовых долей резины (phr), где резину определяют как составляющую общую массу эластомера. Таким образом, как используется в данной заявке, phr конкретного компонента представляет собой массовые доли компонента по отношению к 100 общим массовым долям эластомера.
Некоторые примеры эпихлоргидриновых композиций могут включать любой полимер, содержащий мономеры эпихлоргидрина, такие как, например, гомополимеры, сополимеры, терполимеры и тетраполимеры, содержащие эпихлоргидрин. Примеры приемлемых эпихлоргидринов могут включать гомополимеры эпихлоргидрина, сополимеры, содержащие эпихлоргидрин, терполимеры, содержащие эпихлоргидрин и эластомерные полимеры, полученные из эпихлоргидрина и трех или более различных мономеров. Примеры особенно приемлемых сополимеров эпихлоргидрина включают сополимеры эпихлоргидрина и этиленоксида и сополимеры эпихлоргидрина и аллилглицидилового эфира. Примеры особенно приемлемых терполимеров эпихлоргидрина включают терполимеры эпихлоргидрина, этиленоксида и аллилглицидилового эфира (например, продукт T3000L или HYDRIN SC1000, коммерчески доступные от Zeon Chemicals L.P., Louisville, KY); и терполимеры эпихлоргидрина, пропиленоксида и аллилглицидилового эфира.
Дополнительно к эпихлоргидрину, эластомерные композиции в соответствии с настоящим изобретением также могут содержать дополнительные необязательные вещества, такие как наполнители упрочняющего класса (упрочняющие наполнители), фторопласты в дополнение к фторэластомерам, пигменты, абсорбенты направленной энергии, антиоксиданты, стабилизаторы, наполнители, масла, технологические добавки, нейтрализаторы, модификаторы реологии, агенты связывания силана, вещества, образующие поперечные связи (например, сшивающие агенты, сшивающие соагенты и ускорители отверждения), увлажнители, пламегасители, пламегасящие синергисты, антимикробные добавки, любые другие добавки, известные из уровня техники, и любые комбинации вышеуказанных веществ в любом соотношении. Концентрация таких дополнительных веществ в эластомерной композиции в соответствии с настоящим изобретением может быть любой концентрацией, достаточной для обеспечения заданного результата.
Наполнитель упрочняющего класса (упрочняющий наполнитель) может быть необязательно включен в эластомерную композицию в соответствии с настоящим изобретением для повышения стыковочных свойств и свойств при разрыве изделий холодной усадки (сформированных из эластомерной композиции) при повышенных температурах. Примеры приемлемых наполнителей включают упрочняющий наполнитель на основе кремния, упрочняющую сажу, фторопласты, глины и любые комбинации любых указанных веществ в любом соотношении.
2
2
2
Как используется в данной заявке, термин "упрочняющий наполнитель на основе кремнезема" определен таким образом, чтобы включать все соединения, имеющие формулу SiO (например, чистый кремнезем); все композиции, включающие, по меньшей мере, приблизительно десять массовых процентов SiO и/или производного SiO, исходя из общей массы композиции; все силикаты; и любые комбинации любых указанных веществ в любом соотношении. Примеры приемлемых упрочняющих наполнителей на основе кремнезема включают кремнезем (который также имеет название диоксида кремния); кремнезем, обработанный силаном; пирогенный кремнезем (например, такой как продукт CABOSIL М-5, коммерчески доступный от Cabot Corporation, Billerica, MA); пирогенный кремнезем, обработанный силаном, такой как, например, продукт AEROSIL R972, продукт AEROSIL R974 и продукт AEROSIL 200, все из которых коммерчески доступны от Degussa Company, Parsippany, NJ, и пирогенный кремнезем, обработанный силаном, линии CABOSIL, коммерчески доступный от Cabot Corporation, Billerica, MA; силикаты; и любые комбинации любых указанных веществ в любом соотношении. Примеры приемлемых силикатов включают силикат кальция, силикат алюминия и их смеси. В некоторых осуществлениях средний размер частиц упрочняющего наполнителя на основе кремнезема может составлять менее чем приблизительно 30 нанометров (нм). В других осуществлениях средний размер частиц упрочняющего наполнителя на основе кремнезема может составлять от приблизительно 10 нм до приблизительно 20 нм.
2
Фраза "упрочняющая сажа", как используется в данной заявке, включает любую сажу, средний размер частиц которой составляет менее чем приблизительно 40 нм, что соответствует средней площади поверхности приблизительно 65 м/г. Некоторые особенно приемлемые средние размеры частиц для упрочняющей сажи находятся в диапазоне от приблизительно 9 нм до приблизительно 40 нм. Сажа, которая не является упрочняющей, включает сажу, средний размер частиц которой превышает приблизительно 40 нм. Как показано в Таблице 1, некоторые примеры приемлемой упрочняющей сажи включает, например, сажу серии N-100, сажу серии N-200 и сажу серии N-300, все из которых коммерчески доступны от Cabot Corporation, Billerica, MA.
Таблица 1
Название
Аббревиатура
Обозначение ASTM
Размер частиц, мм
Сверхизносостойкая
SAF
N110
20-25
печная сажа
Высокоизносостойкая
ISAF
N220
24-33
печная сажа
Износостойкая печная
HAF
N330
28-36
сажа
Легкообрабатываемая
ЕРС
N300
30-35
канальная сажа
Быстроэкструдируемая
FEF
N550
39-55
печная сажа
Высокомодульная
HMF
N683
49-73
печная сажа
Полуусиливающая
SRF
N770
70-96
печная сажа
Высокодисперсная
FT
N880
180-200
термическая сажа
Среднедисперсная
МТ
N990
250-350
термическая сажа
Эластомеры, содержащие наполнитель из упрочняющей сажи, могут предложить повышенный предел прочности на разрыв, улучшенный модуль, повышенную жесткость и повышенную стойкость к износу, вызываемому трением. С другой стороны, эластомеры, содержащие наполнитель из сажи, которая не является упрочняющей, могут не проявлять улучшенных свойств или характеристик, которые проявляет упрочняющая сажа, как показано в Примерах, соответствующих Таблицам 2-4. Осуществления в соответствии с настоящим изобретением демонстрируют, что упрочняющая сажа предлагает полезные механические свойства при применении с фтороэластомерами как при комнатной температуре, так и при повышенных температурах, как показано в Примерах, соответствующих Таблицам 2-4.
Примеры фторопластов, которые могут служить в качестве (или являться частью) наполнителя упрочняющего класса (упрочняющего наполнителя), включают гомополимеры тетрафторэтиленовых мономеров, любой сополимер, содержащий тетрафторэтиленовый мономер, любой терполимер, содержащий тетрафторэтиленовый мономер, любой другой полимер, содержащий тетрафторэтиленовый мономер и три или более различных мономеров, и любые комбинации любых указанных веществ в любом соотношении. Примеры приемлемых сополимеров включают сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена (например, продукт ZONYL МР 1500, коммерчески доступный от DuPont Fluoroproducts, Wilmington, DE).
Примеры приемлемых глинистых наполнителей, которые могут служить в качестве (или являться частью) наполнителя упрочняющего класса (упрочняющего наполнителя), включают наполнители из каолиновой глины, обработанной силаном (силикат алюминия), коммерчески доступные от Engelhard Corporation, Iselin, New Jersey под торговьм обозначением "Translink 37", "Translink 77", "Translink 445", "Translink 555" и "Translink HF-900".
В некоторых осуществлениях настоящего изобретения концентрация наполнителя может находиться в диапазоне от приблизительно 10 phr до приблизительно 25 phr. Например, если наполнители содержат только пирогенный кремнезем, то концентрация пирогенного кремнезема может находиться в диапазоне от приблизительно 10 phr до приблизительно 25 phr. Также, например, если наполнители содержат только упрочняющую сажу, то концентрация упрочняющей сажи может находиться в диапазоне от приблизительно 10 phr до приблизительно 25 phr. Также, например, если наполнители содержат как пирогенный кремнезем, так и упрочняющую сажу, то концентрация комбинации наполнителей может находиться в диапазоне от приблизительно 10 phr до приблизительно 25 phr.
Эластомерная композиция материала холодной усадки также может включать абсорбент направленной энергии. Абсорбент направленной энергии может обеспечивать индуцируемый направленной энергией индицирующий знак, нанесенный на внешнюю поверхность материала холодной усадки путем воздействия сфокусированного луча энергии на абсорбент направленной энергии. Примеры приемлемых абсорбентов направленной энергии для применения в эластомерных композициях в соответствии с настоящим изобретением включают материал PolyOne №AD 3000051160 ("Stan-Tone MB-27838 Black"), продукт материала PolyOne №CC10041306WE и "Stan-Tone MB-29293" (все доступны от PolyOne Corporation, Suwanee, Georgia); материал RTP №RTP 0299 х 102892 SSL-801191, доступный от RTP Company, Winona, Minnesota; материал Clariant №00025275, доступный от Clariant Masterbatches Division of Albion, Michigan; материал Ticona Material №1000-2LM ND3650, доступный от Ticona of Summit, New Jersey; материал BASF №NPP TN020327 ("Ultramid B3K LS Black 23189"), доступный от BASF Corporation Performance Polymers, Mt. Olive, New Jersey; и их комбинации. Такие материалы абсорбентов направленной энергии могут включать диоксид титана, слюду и их комбинации. Диоксид титана может действовать в качестве как пигмента, так и абсорбента направленной энергии, как обсуждают в Birmingham, Jr. et al., патент США №5,560,845.
Эластомерные композиции в соответствии с настоящим изобретением могут содержать пигмент или комбинацию пигментов для воздействия на основной цвет изделия холодной усадки, сформированного из эластомерных композиций в соответствии с настоящим изобретением. Примеры приемлемых пигментов включают диоксид титана; сажу; оксид цинка; берлинскую лазурь; сульфид кадмия; оксид железа; хроматы свинца, цинка, бария и кальция; азокрасители; тиоиндиго; антрахинон; антоантрон; трифенондиоксазин; жирорастворимые пигментные красители; фталоцианиновые пигменты, такие как медный фталоцианиновый пигмент и его производные; хинакридоновый пигмент; пигменты, коммерчески доступные под торговыми обозначениями "Цинквазия", "Хромофталь", "Филамид", "Филестер", "Филофин", "Хорнахром", "Хорнамолибдат", "Хорнатерм", "Иргаколор", "Иргалит", "Иргасперс", "Иргазин", "Микранил", "Микролен", "Микролит", "Микрозол" и "Юнисперс", все доступны от Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY; и любые комбинации любых вышеуказанных веществ в любом соотношении. В некоторых осуществлениях цвет и концентрация пигмента (пигментов), включенных в эластомерную композицию, может зависеть от степени включения адсорбента направленной энергии. В качестве одного примера может быть использован желтый пигмент в комбинации с адсорбентом направленной энергии для получения изделий холодной усадки, которые под действием сфокусированного луча энергии проявляют высококонтрастные индуцируемые направленной энергией индицирующие знаки.
Примеры приемлемых антиоксидантов для применения в эластомерных композициях в соответствии с настоящим изобретением включают растворы цинк 2-меркаптотолуимидазола в нефтяном технологическом масле (например, "Vanox ZMTI" и "Vanox MTI", коммерчески доступные от R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, Connecticut); смеси октилированных дифениламинов (например, "Agerite Stalite" коммерчески доступный от R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, Connecticut); антиоксиданты на фенольной основе (например, IRGANOX 1010, коммерчески доступный от Ciba Specialty Chemicals); антиоксиданты типа ароматического амина (например, NAUGARD 445, коммерчески доступный от Crompton Corporation, Middlebury, Connecticut); и их комбинации.
Примеры масел, которые могут быть приемлемым образом включены в эластомерные композиции в соответствии с настоящим изобретением, включают углеводородные масла (например, полихлортрифторэтилен), коммерчески доступные от Halocarbon Production Corporation, River Edge, NJ под торговым обозначением Halocarbon 95).
Примеры некоторых приемлемых сшивающих агентов для эластомерных композиций включают амины и пероксиды, включая пероксидные отвердители, такие как следующие пероксиды, которые являются коммерчески доступными от R.T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, Connecticut: дикумил пероксид (например, продукт VAROX DCP, продукт VAROX DCP-40C, продукт VAROX DCP-40KE и продукт VAROX DCP-40KE-HP); бензоилпероксид (например, продукт VAROX ANS); дибензоил пероксид (например, продукт VAROX А 75); 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан (например, продукт VAROX DBPH, продукт VAROX DBPH 40 MB, продукт VAROX DBPH-50, продукт VAROX DBPH-50-НР, продукт VAROX DBPH-P20 и продукт VAROX DCP-40KE); трет-бутил пербензоат (например, продукт VAROX ТВРВ и продукт VAROX ТВРВ-50); 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексин-3 (например, продукт VAROX 130 и продукт VAROX 130-XL); альфа, альфа-бис(трет-бутилперокси)диизопропилбензол (например, продукт VAROX VC-R); ди-(2-трет-бутилпероксиизопропил)бензол (например, продукт VAROX 802-40C, продукт VAROX 802-40KE и продукт VAROX 802-40KE-HP); ди-(2-трет-бутилпероксиизопропил)бензол в EPR (например, продукт VAROX 802-40MB); производные любых указанных веществ; и любые комбинации вышеуказанных веществ в любом соотношении. Примеры приемлемых концентраций сшивающего агента в эластомерных композициях, такого как, например, пероксидного отвердителя Varox, находятся в диапазоне от приблизительно 1 phr до приблизительно 6 phr.
Сшивающие соагенты могут быть включены в эластомерные композиции в соответствии с настоящим изобретением для усиления реакций поперечного сшивания. Примеры приемлемых сшивающих соагентов для включения в эластомерные композиции включают триаллил изоцианураты (например, продукт TAIC DLC-A, коммерчески доступный от Natrochem Inc., Savannah, GA.) и акриловые соагенты. Примеры приемлемых акриловых соагентов включают многофункциональные мономеры, такие как бифункциональные и трифункциональные мономеры. Примеры приемлемых бифункциональных мономеров включают следующие мономеры, коммерчески доступные от Sartomer Company, Inc., Exton, Pennsylvania: 1,3-бутиленгликоль диакрилат, 1,3-бутиленгликоль диметакрилат, 1,4-бутандиолдиакрилат, 1,4-бутандиолдиметакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, 1,6-гександиолдиметакрилат, алифатический диметакрилатный мономер, алкоксилированный алифатический диакрилат, алкоксилированный циклогексан диметанолдиакрилат, алкоксилированный циклогександиметанолдиакрилат, алкоксилированный циклогександиметанолдиакрилат, алкоксилированный гександиолдиакрилат, алкоксилированный гександиолдиакрилат, алкоксилированный гександиолдиакрилат, алкоксилированный неопентилгликоль диакрилат, алкоксилированный неопентилгликольдиакрилат, ароматический диметакрилатный мономер, модифицированный капролактионом неопентилгликоль гидроксипивалат диакрилат, модифицированный капролактоном неопентилгликоль гидроксипивалатдиакрилат, циклогександиметанол диакрилат, циклогександиметанол диметакрилат, диэтиленгликоль диакрилат, диэтиленгликоль диметакрилат, дипропиленгликоль диакрилат, этоксилированный (10) бисфенол альфа диакрилат, этоксилированный (2) бисфенол альфа диметакрилат, этоксилированный (3) бисфенол альфа диакрилат, этоксилированный (30) бисфенол альфа диакрилат, этоксилированный (30) бисфенол альфа диметакрилат, этоксилированный (4) бисфенол альфа диакрилат, этоксилированный (4) бисфенол альфа диметакрилат, этоксилированный (8) бисфенол альфа диметакрилат, этоксилированный бисфенол альфа диметакрилат, этоксилированный бисфенол альфа диметакрилат, этоксилированный (10) бисфенол диметакрилат, этоксилированный (6) бисфенол альфа диметакрилат, этиленгликоль диметакрилат, модифицированный гидроксипивалевым альдегидом триметилолпропандиакрилат, неопентилгликоль диакрилат, неопентилгликольдиметакрилат, полиэтиленгликоль (200) диакрилат, полиэтиленгликоль (400) диакрилат, полиэтиленгликоль (400) диметакрилат, полиэтиленгликоль (600) диакрилат, полиэтиленгликоль (600) диметакрилат, полиэтиленгликоль диметакрилат, полипропиленгликоль (400) диметакрилат, пропоксилированный (2) неопентилгликольдиакрилат, тетраэтиленгликоль диакрилат, тетраэтиленгликоль диметакрилат, трициклодекандиметанол диакрилат, триэтиленгликоль диакрилат, триэтиленгликоль диметакрилат, трипропиленгликоль диакрилат, трипропиленгликоль диакрилат, и их комбинации. Примеры приемлемых трифункциональных мономеров включают триметилолпропан триметакрилат, триметиолпропан триакрилат, и их комбинации. Примеры приемлемых концентраций сшивающих соагентов в эластомерных композициях в соответствии с настоящим изобретением находятся в диапазоне от приблизительно 0,5 phr до приблизительно 4,5 phr, по массе.
Эластомерная композиция материала холодной усадки может быть получена путем смешивания компонентов эластомерной композиции, содержащей эпихлоргидрин, в соответствующем аппарате для смешивания. Например, компоненты эластомерной композиции могут быть, в общем, соединены в любом порядке в соответствующем аппарате для смешивания при температуре компонентов, составляющей приблизительно 60°С.
Перед смешиванием в эластомер могут быть также включены дополнительные необязательные вещества. Если сшивающие агенты или сшивающие соагенты предназначены для включения в эластомерную композицию, то компоненты, содержащие эпихлоргидрин, могут быть смешаны на первой стадии смешивания, как описано выше. Сшивающие агенты и/или сшивающие соагенты затем могут быть смешаны в эластомерной композиции на второй стадии смешивания при более низкой температуре, чем первая температура смешивания, например от приблизительно 50°С до приблизительно 100°С, для предотвращения преждевременной поперечной сшивки.
Эластомерная композиция затем может быть сформирована в изделие холодной усадки при помощи любого приемлемого способа, такого как, например, экструзия или формование. В некоторых осуществлениях изделия холодной усадки из эластомерной композиции отверждают, применяя приемлемый способ отверждения, для воздействия на поперечное сшивание эластомерной композиции. Некоторые примеры приемлемых способов отверждения включают, например, условия повышенных температур и давлений (например, автоклавирование), излучение, или любые другие приемлемые способы отверждения, известные из уровня техники.
2
В некоторых осуществлениях изделие холодной усадки может быть автоклавировано в не содержащей кислород и/или воду атмосфере, где не содержащую кислород и/или воду атмосферу применяют вместо пара. Как используется в данной заявке, если не заявлено иное, термин "не содержащая кислород атмосфера" относится к атмосфере установленного объема газа, которая содержит менее чем приблизительно один объемный процент кислорода, исходя из общего объема газа в атмосфере, а термин "не содержащая воду атмосфера" относится к атмосфере установленного объема газа, которая содержит менее чем приблизительно 0,1 объемный процент водяного пара, исходя из общего объема газа в атмосфере. Примеры не содержащих кислород атмосфер включают атмосферы, содержащие более чем приблизительно 99 объемных % газообразного азота, газообразного аргона, газообразного гелия, газообразного ксенона, газообразного неона, любого другого приемлемого инертного газа и комбинации любых указанных веществ в любом соотношении. Например, трубка в соответствии с настоящим изобретением может быть отверждена автоклавированием в пресс-форме. Как используется в данной заявке, термин "трубка" относится к полому цилиндру, открытому с обоих концов. В одном осуществлении трубку сначала формируют (например, путем экструзии), а затем помещают внутрь спиральных пазов алюминиевой пресс-формы. Пресс-форму помещают в обогреваемый пресс и подвергают воздействию температуры, составляющей приблизительно 185°С, и давления, в диапазоне от приблизительно 5-14 мегапаскалей (МПа) (приблизительно 75-200 фунт/дюйм). Один конец трубки соединен с системой подачи газообразного азота, содержащей приблизительно 99,5 объемных % газообразного азота. Пресс-форма может быть продута в течение приблизительно двух минут при помощи системы подачи газообразного азота при скорости потока, составляющей приблизительно 40 куб. футов сжатого газообразного азота. Также может быть применено любое другое время продувания и скорость потока, достаточные для снижения содержания кислорода и/или влаги до приемлемых уровней. После первоначальной продувки пресс-форму герметично закрывают и давление внутри пресс-формы может быть поддержано при приблизительно 200 фунтов на квадратный дюйм (фунт/дюйм) в течение приблизительно 20 минут. Затем пресс-форму высвобождают и позволяют давлению в пресс-форме вернуться до атмосферного давления. Трубка может быть затем удалена из пресс-формы и охлаждена.
Эластомерные композиции в соответствии с настоящим изобретением могут быть сформированы в изделия холодной усадки любой формы или геометрической конфигурации, известные из уровня техники. Некоторые неисчерпывающие примеры изделий холодной усадки включают трубки, диски и многократно разветвленные конструкции (т.е. трубкообразные конструкции с множеством входов и/или выходов).
Изделия холодной усадки, сформированные из эластомерных композиций в соответствии с настоящим изобретением, могут проявлять различные полезные механические свойства в различных сочетаниях при различных условиях окружающей среды (например, при комнатной температуре или при повышенных температурах, например, при 150°С). Материал холодной усадки, сформированный из эластомерной композиции, проявляет улучшенное растяжение, остаточную деформацию и свойства при разрыве, находясь в растянутом состоянии при повышенных температурах. Некоторые осуществления изделий холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением могут быть подвергнуты, в растянутом состоянии, воздействию температур, составляющих, по меньшей мере, приблизительно 150°С в течение продолжительного периода времени, не проявляя, при изучении невооруженным глазом, никаких расколов, разрывов или разломов.
Например, в некоторых осуществлениях, материал холодной усадки может содержать эластомерную композицию, содержащую эпихлоргидрин, где эпихлоргидрин смешивают с упрочняющей сажей, пирогенным кремнеземом и пероксидным отвердителем. После окончания обработки эластомерного изделия, включающей надлежащий способ пероксидного отверждения, полученная в результате эластомерная композиция может проявлять полезные свойства, в частности для материалов холодной усадки.
В некоторых осуществлениях надлежащие массовые проценты упрочняющей сажи, пирогенного кремнезема и пероксидного отвердителя должны быть сохранены для установления заданных свойств удлинения при разрыве и заданных свойств остаточной деформации, даже при высокотемпературных условиях. Например, слишком высокое процентное содержание пероксида может привести к получению нежелательно высокой остаточной деформации, а слишком низкое процентное содержание пероксида может привести к получению нежелательно низкого растяжения. Также, например, слишком высокое процентное содержание сажи и/или кремнезема в качестве наполнителя может привести к получению нежелательно низкого растяжения, а слишком низкое процентное содержание сажи и/или кремнезема в качестве наполнителя может привести к получению нежелательных эксплуатационных качеств при высокотемпературных условиях. Затем, в некоторых осуществлениях, количество наполнителя (сажи и/или кремнезема) находится в диапазоне от приблизительно 10 phr до приблизительно 25 phr, а количество пероксидного отвердителя находится в диапазоне от приблизительно 0,5 phr до приблизительно 4,0 phr. Такое сочетание приводит к получению полезных свойств растяжения, превышающих приблизительно 550% и остаточной деформации менее чем приблизительно 15% при комнатной температуре; растяжению, превышающему приблизительно 300%, и остаточной деформации менее чем приблизительно 15% при 130 градусах Цельсия; и растяжению, превышающему приблизительно 275%, и остаточной деформации менее чем приблизительно 15% при 150 градусах Цельсия. Дополнительно, такое сочетание приводит к получению материала холодной усадки, который не разрывается при выдерживании в течение семи дней в радиально растянутом на 200% состоянии при 150 градусах Цельсия.
Также различные осуществления изделий холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением проявляют химическую стойкость по отношению к таким веществам, как, например, дизельное топливо и гидравлическая жидкость. Некоторые осуществления изделий холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением проявляют возрастание массовых процентов менее чем на приблизительно 25% при погружении в дизельное топливо при приблизительно 49°С на 24 часа и/или возрастание массовых процентов менее чем на приблизительно 10% при погружении в дизельное топливо при приблизительно 71°С на 24 часа.
При ссылках на чертежи трубчатое изделие холодной усадки 10 в соответствии с настоящим изобретением приведено на ФИГ.1 в исходном релаксационном состоянии до осуществления любого растяжения. Изделие холодной усадки 10 содержит радиальную стенку 11, внутреннюю поверхность 14 и внешнюю поверхность 16.
Когда изделие холодной усадки 10 находится в исходном релаксационном состоянии, то радиальная стенка 11 имеет продольную длину А, внутренний диаметр В, внешний диаметр С и толщину слоя D. Продольная длина А и внутренний диаметр В могут быть различными, исходя из индивидуальных потребностей данного применения, таких как, например, размеры подложки, над которой будет помещено изделие холодной усадки 10. Внешний диаметр С, в общем, определяют внутренним диаметром В и толщиной слоя D, где толщина слоя D обычно является, по существу, однородной как вокруг окружности Е, так и вдоль длины А изделия холодной усадки 10. Толщина слоя D в соответствии с потребностями является настолько тонкой, чтобы позволить изделию холодной усадки 10 легко растягиваться от исходного релаксационного состояния после применения сил растяжения.
Примеры приемлемых диапазонов толщин слоев D составляют от приблизительно 0,060 дюймов до приблизительно 0,25 дюймов. Примеры приемлемых диапазонов внутреннего диаметра В составляют от приблизительно 0,2 дюйма до приблизительно 3 дюймов.
Различные стадии способа размещения изделия холодной усадки 10 приведены на ФИГ.2-5. Изделие холодной усадки 10 показано в растянутом состоянии на каркасе 18 на ФИГ.2. Подложка 20 показана на ФИГ.3 как вставленная в каркас 18, который поддерживает растянутую форму изделия холодной усадки 10. Изделие холодной усадки 10, частично размещенное от каркаса 18 на подложке 20, показано на ФИГ.4. Изделие холодной усадки 10, полностью размещенное на подложке 20, показано на ФИГ.5. Изделие холодной усадки 10 может защищать подложку 20 и/или может определять подложку 20, которая может, например, содержать провод, кабель, трубку с жидкостью или трубопровод.
Для размещения изделия холодной усадки 10 на подложке 20 изделие холодной усадки 10 сначала поперечно (или радиально) растягивают из исходного релаксационного состояния до растянутого состояния и ориентируют на каркасе 18, как показано на ФИГ.2. Как используется в данной заявке, термины "растянутый", "растяжение", "растянутое состояние" и т.п. относятся к поперечному растяжению, которое увеличивает внутренний диаметр В и внешний диаметр С, в отличие от продольного растяжения, которое увеличивает продольную длину А, хотя такое продольное растяжение является допустимым. Изделие холодной усадки 10 может быть растянуто и помещено на каркас 18 любым традиционным способом. Каркас 18 может, в общем, иметь любую структуру, приемлемую для сохранения изделия холодной усадки 10 в растянутом состоянии. Например, каркас 18 может быть жесткой, полой пластиковой трубкой.
Если изделие холодной усадки 10 находится в растянутом состоянии, как наилучшим образом показано на ФИГ.2, то радиальная стенка 11 имеет продольную длину А', внутренний диаметр В', внешний диаметр С' и толщину стенки D'. Из-за растяжения внутренний диаметр В' и внешний диаметр С' превышают внутренний диаметр В и внешний диаметр С соответственно. Приемлемое растяжение изделия холодной усадки 10 может, в общем, находится в диапазоне от приблизительно 150% до приблизительно 400%, где растяжение выражают в единицах процентов растяжения внутреннего диаметра В по отношению к внутреннему диаметру В'. Особенно приемлемое растяжение изделия холодной усадки 10 может, в общем, находиться в диапазоне от приблизительно 200% до приблизительно 300%.
Подложка 20 может быть вставлена в каркас 18, удерживающий растянутую форму изделия холодной усадки 10, как показано на ФИГ.3. В некоторых осуществлениях подложка 20 может быть отцентрирована в полую часть каркаса 18 с применением направляющих пальцев (не показаны), которые содержатся в каркасе 18. После вставки подложки 20 в каркас 18 изделие холодной усадки 10 переносят из каркаса 18 на подложку 20, как показано на ФИГ.4. Перенос может быть осуществлен различными способами, например путем соскальзывания изделия холодной усадки 10 из каркаса 18 на подложку 20, или путем стягивания и удаления каркаса 18, таким образом, позволяя изделию холодной усадки 10 окружать и контактировать с подложкой 20.
Если изделие холодной усадки 10 удаляют из каркаса 18, то изделие холодной усадки 10 дает холодную усадку из растянутого состояния (но не обязательно каждый раз) в исходное релаксационное состояние. Достигнет ли изделие холодной усадки 10 релаксационного состояния, зависит от диаметра подложки 20. Подложка 20 может иметь диаметр, позволяющий изделию холодной усадки 10 по существу возвращаться в исходное релаксационное состояние и по существу восстанавливать внутренний диаметр В и внешний диаметр С, как наилучшим образом показано на ФИГ.4. Внутренний диаметр В изделия холодной усадки 10 в исходном релаксационном состоянии может быть немного меньшим, чем внешний диаметр подложки 20, что предотвращает полное стягивание изделия холодной усадки 10 в исходное релаксационное состояние, и таким образом обеспечивает достаточное и надежное соответствие и сцепление изделия холодной усадки 10 на периферических поверхностях подложки 20. Если изделие холодной усадки 10 полностью размещено на подложке 20, то внутренняя поверхность 14 изделия холодной усадки 10 проходит вокруг, обращена к и, типично, контактирует с внешней поверхностью 22 подложки 20, как показано на ФИГ.5.
В некоторых осуществлениях внешняя поверхность 16 изделия холодной усадки 10 может содержать идентификаторы в виде необязательного индицирующего знака 24, который может обеспечивать, например, информацию относительно изделия холодной усадки 10 и/или подложки 20. Индицирующий знак 24 может быть однобуквенным знаком или многобуквенными знаками и может содержать множество текстовых (т.е. буквенно-цифровых) или графических знаков, символов и т.п. Индицирующий знак 24 может также являться или содержать машинно-считываемые индицирующие знаки, такие как штрихкоды. Также индицирующий знак 24 может иметь структуру поверхности, отличную от структуры частей внешней поверхности 16, которые не являются индицирующими знаками 24.
Индицирующий знак 24 может быть сформирован при помощи любого приемлемого способа, включая, например, нанесения чернил на внешнюю поверхность 16 и/или маркирования сфокусированным лучом энергии внешней поверхности 16. Сфокусированный луч энергии может быть направленно сфокусированным стимулированным испусканием или излучением, как, например, лазерный луч. Индицирующий знак 24, в виде индуцируемого лучом энергии индицирующего знака, может быть сформирован, например, путем растяжения изделия холодной усадки 10 из исходного релаксационного состояния, маркируя внешнюю поверхность 16 путем воздействия энергией сфокусированного луча, и позволяя изделию холодной усадки 10 давать холодную усадку назад в исходное релаксационное состояние.
Для того, чтобы способствовать формированию индуцируемого лучом энергии индицирующего знака, эластомерные композиции в соответствии с настоящим изобретением могут включать абсорбент направленной энергии. Такие абсорбенты направленной энергии, после нагревания сфокусированным лучом энергии, могут быть применены для обеспечения индицирующего знака 24, который имеет цвет, отличный от цвета внешней поверхности 16, не являющейся индицирующим знаком. Таким способом, цвет индицирующего знака 24 может контрастировать с цветом внешней поверхности 16 таким образом, что индицирующие знаки являются рельефными и различимыми. Если желательной является высокая визуальная различимость индицирующего знака 24, то в эластомерную композицию могут быть включены как пигментный, так и абсорбенты направленной энергии для обеспечения сильного контраста между основным цветом внешней поверхности 16 и контрастирующим цветом индицирующего знака 24. Дополнительное обсуждение индуцируемых лучами идентификаторов и способов маркирования изделий холодной усадки приведено в заявке №10/806,811, поданной 23 марта 2004 г. под названием "Маркерная втулка холодной усадки".
В некоторых осуществлениях индицирующий знак 24 является различимым невооруженным глазом человека, имеющего зрение 20/20, который находится на расстоянии, по меньшей мере, приблизительно 36 сантиметров от индицирующего знака 24, если изделие холодной усадки 10 находится в растянутом состоянии или в релаксационном состоянии.
Информация относительно изделия холодной усадки 10 и/или подложки 20 может также быть предоставлена пользователю при помощи основного цвета внешней поверхности 16 изделия холодной усадки 10. Например, синий основной цвет внешней поверхности 16 может передавать пользователю информацию, которая отличается от информации, передаваемой при помощи желтого или черного основного цвета. В некоторых осуществлениях изделие холодной усадки 10 может содержать как индицирующий знак 24, так и передающий информацию основной цвет внешней поверхности 16.
Изделия холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением могут содержать множество эластомерных компонентов. Разветвленное изделие холодной усадки 30 в соответствии с настоящим изобретением, в релаксационном состоянии перед растягиванием, показано на ФИГ.6. Изделие холодной усадки 30 может содержать множество полых эластомерных частей (или компонентов) 32А, 32В, 32С и 32D, каждый из которых имеет внутреннюю поверхность 14 и внешнюю поверхность 16. Соответствующие внутренние поверхности 14 определяют удлиненные полости (не показаны) через каждую из эластомерных частей 32А, 32В, 32С и 32D, которые контактируют друг с другом.
Если полые эластомерные части 32А, 32В, 32С и 32D растянуты в растянутое состояние, то каркасы 18 могут быть вставлены в растянутые части 32А, 32В, 32С и 32D, как показано на ФИГ.7, для поддержания частей 32А, 32В, 32С и 32D в растянутом состоянии. Изделие холодной усадки 30 (части 32А, 32В, 32С и 32D) может быть размещено на одной или более подложках 20 из растянутых состояний на каркасах 18 в соответствии со способами, описанными выше по отношению к размещению изделия холодной усадки 10.
Изделия холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением могут содержать гофрировки, позволяющие изделиям холодной усадки иметь продольную длину в негофрированном релаксационном состоянии, которое имеет, по существу, большую длину, чем продольная длина изделий холодной усадки при расположении на съемном каркасе в растянутом гофрированном состоянии. Изделие холодной усадки 40, которое частично размещено от каркаса 18 на внешней поверхности 22 подложки 20, приведено на ФИГ.8. Находясь в растянутом состоянии на каркасе 18, изделие холодной усадки 40 содержит множество гофрировок 42. Как показано при помощи части холодной усадки 44, после высвобождения из каркаса 18, неподдерживаемые гофрированные части изделия холодной усадки 40 проходят продольно и гофрировки, которые ранее присутствовали в неподдерживаемых частях, эффективно исчезают, когда часть холодной усадки 44 достигает исходного релаксационного состояния.
АНАЛИЗ СВОЙСТВ И ПРОЦЕДУРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК
Для характеристики свойств изделий холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы различные аналитические методы. Подробное описание таких аналитических методов приведено ниже. Как используется в данной заявке, "ASTM D412" относится к ASTM D412 - 98а (повторно утверждено в 2002 г.) под названием "Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers - Tension", опубликованному в январе 2003 г., доступному от American Society for Testing and Materials International, West Conshohocken, Pennsylvania.
I. Испытания механических свойств
А. Растяжение при разрыве и прочность при разрыве
Определение прочности при разрыве и относительного растяжения при разрыве для гантелей, сформированных из эластомерных композиций в соответствии с настоящим изобретением, выполняют в соответствии с процедурами, описанными в Способе испытаний А ASTM D412 при помощи устройства для проверки на прочность tensiTECH III, коммерчески доступного от Tech Pro, Cuyahoga Falls, Ohio.
Способ, описанный ниже, аналогичный Способу испытаний В ASTM D412, может быть применен для определения растяжения при разрыве для кольцевых образцов, вырезанных из трубки, сформированной из эластомерных композиций в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии со способом, примененным в данной заявке, кольцевые образцы, имеющие продольную ширину, составляющую приблизительно 3/8 дюйма, вырезают из трубки, и кольцевые образцы помещают в устройство для проверки на прочность. Каждый конец каждого кольцевого образца закрепляют в зажимном приспособлении между двумя штифтами, имеющими 0,124 дюйма в диаметре, которые присоединены к каждому зажимному приспособлению. Зажимные приспособления для проверки устройства на прочность затем тянут в противоположные стороны со скоростью, составляющей приблизительно 20 дюймов/минута, и регистрируют деформационную и разрывную нагрузку. Если в данной заявке не заявлено иное, то испытания растяжения при разрыве и прочности при разрыве выполняют в камере с контролем температур при температуре, составляющей приблизительно 150°С, где тестовые образцы содержат в течение 6±2 минут при 150°С перед проведением испытаний.
Прочность при разрыве для кольцевых образцов рассчитывают при помощи следующего уравнения:
Фактическая прочность = Разрывная нагрузка / (2 × ширина кольцевого образца × толщина кольцевого образца)
Растяжение при разрыве для кольцевых образцов рассчитывают при помощи следующего уравнения:
Фактическое растяжение ID при разрыве=((Растянутая окружность - Исходная окружность) / (Начальная нагрузка)) × 100.
В. Относительная остаточная деформация
Испытание относительной остаточной деформации иллюстрирует количество упругого восстановления, которое проявляет изделие. Относительную остаточную деформацию рассчитывают при помощи следующего уравнения:
% Остаточная деформация =100 × (Релаксационная длина - Исходная длина) / (Тестовая длина - Исходная длина)
Для определения относительной остаточной деформации для дисков гантелеобразные испытательные образцы вырезают из дисков в соответствии с процедурами, описанными в Способе испытаний A ASTM D-412. Параллельные исходные отметки, расстояние между которыми составляет один дюйм, помещают в приблизительный центр каждой гантели. Гантели помещают в зажимные приспособления и растягивают, пока расстояние между исходными отметками не составит 2 дюйма, что коррелирует со 100% растяжением. Зажимные приспособления под нагрузкой затем помещают в печь при 100°С на 3 часа. Через 3 часа зажимные приспособления удаляют из печи и растянутым гантелям позволяют охлаждаться при комнатной температуре (21°С±2°С) в течение 1 часа. Растянутые гантели удаляют из зажимных приспособлений и помещают на гладкую деревянную или картонную поверхность. Расстояние между параллельными исходными отметками измеряют через 30±2 минуты. Относительную остаточную деформацию определяют при помощи формулы, приведенной выше, где исходная длина составляет 1 дюйм, тестовая длина составляет 2 дюйма, а релаксационная длина равна конечному расстоянию между исходными отметками после охлаждения.
Для определения относительной остаточной деформации трубки кольцевые образцы, имеющие длину 3/8 дюйма, вырезают из трубки и измеряют исходный диаметр кольцевых образцов. Кольцевые образцы затем вставляют в стальную оправу, имеющую диаметр, приблизительно в два раза превышающий внутренний диаметр кольцевых образцов трубки, что приводит к радиальному растяжению кольцевых образцов на приблизительно 100% в диаметре. Край оправы имеет коническую форму для облегчения вставки и удаления оправы из кольцевых образцов. При растягивании в оправе кольцевые образцы помещают в печь при 100°С в течение 3 часов. После истечения 3-часового периода оправу и растянутые кольцевые образцы удаляют из печи и позволяют им охлаждаться при комнатной температуре (21°С±2°С) в течение 1 часа. Кольцевые образцы затем удаляют из оправы и помещают на гладкую деревянную или картонную поверхность. Внутренние диаметры кольцевых образцов измеряют через 30±2 минуты и для расчета относительной остаточной деформации кольцевых образцов используют следующую формулу:
% Остаточная деформация=100 (rd-od) / (md-od),
где rd представляет собой релаксационный диаметр, od представляет собой исходный диаметр, a md представляет собой диаметр оправы.
С. Испытание трубки на раскалывание
Испытания трубки на раскалывание проводят для того, чтобы проиллюстрировать свойства при разрыве изделий холодной усадки со временем. Испытание проводят, используя образцы трубки, полученные из эластомерных композиций в соответствии с настоящим изобретением, в соответствии со способами, описанными выше. Образцы трубки, имеющие длину приблизительно 3-4 дюйма, вырезают и помещают в стальные оправы, имеющие диаметр, приблизительно в три раза превышающий внутренний диаметр образцов трубки. Как таковые, образцы трубки растягивают радиально на приблизительно 200%. При удержании в состоянии радиального растяжения на приблизительно 200% образцы помещают в печь при 150°С на семь дней. После истечения семидневного периода вытянутые образцы визуально проверяют на предмет появления признаков разрывов. Образцы трубки считают не прошедшими испытание на раскалывание, если какие-либо расколы или разрывы визуально наблюдают невооруженным глазом.
II. Испытания гидравлического сопротивления
Гидравлическое сопротивление изделий холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением определяют путем вырезания гантелевидных тестовых образцов (в соответствии со способами, описанными в Способе испытаний A ASTM D412) из дисков, сформированных из композиций в соответствии с настоящим изобретением. Тестовые образцы взвешивают по отдельности, а затем погружают либо в гидравлическую жидкость, либо в дизельное топливо в широких тестовых пробирках. Тестовые пробирки, содержащие дизельное топливо, помещают в масляную баню, которую поддерживают при температуре приблизительно 49°С, на 24 часа, а тестовые пробирки, содержащие гидравлическую жидкость, помещают в масляную баню, которую поддерживают при температуре приблизительно 71°С, на 24 часа. Тестовые образцы затем удаляют из тестовых пробирок, высушивают фильтровальной бумагой, и взвешивают по отдельности. Соответствующее относительное поглощение дизельного топлива и гидравлической жидкости для тестовых образцов затем рассчитывают с использованием исходных масс и конечных масс гантелевидных испытательных образцов.
III. Испытание лазерной маркировки
Визуальную различимость индицирующего знака количественно определяют для изделий холодной усадки в соответствии со следующими процедурами. Трубку без индицирующего знака, имеющую внешний диаметр 1,0 мм, растягивают на каркасе, имеющем диаметр 2,0 см. Растянутую трубку затем маркируют лазером с формированием индицирующий знака при помощи лазерной системы Nd:YAG. Лазерная система Nd:YAG является коммерчески доступной под торговым названием "Hi-Mark" №400 от GSI Lumonics, Inc., Kanata, Ontario, Canada. Лазерные режимы для лазерной системы Nd:YAG включают режим питания 64,8 Ватт, скорость маркирования 5,1 см/минута и частоту 6 пиковых периодов в секунду. Установленное расстояние головки лазерной системы до внешней поверхности трубки составляет 18,3 см (7,2 дюймов). Индицирующий знак маркируют таким образом, что индицирующий знак, если трубка находится в растянутом состоянии, имеет высоту шрифта в круговом направлении вокруг трубки, составляющую 2,0 мм.
После маркирования трубку удаляют из каркаса и позволяют давать, по существу, холодную усадку снова в релаксационное состояние. Индицирующий знак на трубке, находящейся, по существу, в релаксационном состоянии, затем визуально наблюдают невооруженным глазом. Маркирование определяют как приемлемое, если индицирующий знак (имеющий высоту шрифта 2,0 мм) на трубке визуально различим невооруженным глазом (т.е. имеющим зрение приблизительно 20/20) на расстоянии, по меньшей мере, приблизительно 36 см (приблизительно 14 дюймов).
ПРИМЕРЫ
Настоящее изобретение более конкретно описано в следующих примерах, которые приведены только в качестве иллюстраций, поскольку многочисленные модификации и вариации, входящие в объем настоящего изобретения, будут очевидны специалистам в данной области техники. Если не указано иное, все части, процентные содержания и соотношения, о которых сообщено в следующих примерах, являются массовыми, и все реактивы, которые использовали в примерах, были получены или доступны от таких основных химических поставщиков, как Sigma-Aldrich Chemical Company, Saint Louis, Missouri, или могут быть синтезированы при помощи традиционных методов. Также, если не заявлено иное, все технические данные, включенные в данную заявку для трубки, приведены для трубки, отвержденной в атмосфере, не содержащей кислород. Дополнительно, если не указано иное, все тесты были проведены в соответствии с надлежащим анализом и процедурами определения характеристик, описанными выше.
В следующих Примерах использовали следующие аббревиатуры композиций:
ЕСО (T3000L): Полимер эпихлоргидрина, коммерчески доступный от Zeon Chemicals of Louisville Kentucky.
AEROSIL R974: Обработанный силаном, пирогенный кремнезем, коммерчески доступный от Degussa Company, Parsippany, NJ.
ZONYLMP1500: Сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена, коммерчески доступный от DuPont Fluoroproducts, Wilmington, DE. (Также известен специалистам в данной области техники как Тефлон).
N-110 черная: Упрочняющая сажа, коммерчески доступная от Cabot Corporation, Billerica, MA.
N-990 черная: Неупрочняющая сажа, коммерчески доступная от Cabot Corporation, Billerica, MA.
Оксид цинка: Композиция, коммерчески доступная от компании Aldrich Chemical, Milwaukee, WI.
Омадин цинка: Фунгицидный раствор 65% 2-пиридинтиол-1-оксида, комплекс цинка в парафиновом масле (т.е. омадин цинка), коммерчески доступный от Arch Chemicals, Inc., Cheshire, Connecticut.
TP-95 DLC-A: Ди-(бутокси-этокси-этил) адипатный пластификатор, коммерчески доступный от Natrochem Inc., Savannah, GA.
ТАIС жидк.: Сшивающий соагент, коммерчески доступный от Natrochem, Inc., Savannah, GA.
VAROX*DBPH-50-HP: 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексановый сшивающий агент - пероксидный отвердитель, коммерчески доступный от R.T.Vanderbilt Company, Norwalk, СТ.
Примеры касаются изделий холодной усадки в соответствии с настоящим изобретением в форме трубки и дисков. Концентрации компонентов эластомерных композиций, которые применяют для формирования изделий холодной усадки, рассматриваемых в Примерах, обеспечены в Таблице 2. Эластомерные композиции, приведенные в Примерах, получали путем соединения компонентов, обеспеченных в Таблице 2, на первой стадии смешивания и последующего смешивания данных компонентов в смесителе Banburry при скорости от приблизительно 20 до приблизительно 40 оборотов в минуту в течение приблизительно 20 минут при температуре, составляющей приблизительно 60°С. Затем композиции дополнительно перемешивали в 2-вальцовых смесителях, нагретых до приблизительно 50°С в течение приблизительно 5 минут. TAIC и DLC-A, приведенные в Таблице 2, затем добавляли в каждую композицию на второй стадии смешивания, и композиции перемешивали в течение еще 5 минут. Затем композиции листовали традиционным способом и охлаждали до температуры окружающей среды (22-24°С).
Таблица 2
Компоненты (phr)
ЕСО-1
ЕСО-2
(Контрольный образец)
ЕСО (T3000L)
100
100
100
МР-1500(тефлон)
0
5
0
Аэросил R974
10
10
0
N-100 черная
5
5
0
N-990 черная
0
0
10
Оксид цинка
2
2
2
Паста омадина цинка
0,75
0,75
0,75
ТР-95 DLC-A
10
10
10
TAIC жидк.
3
3
3
Varox DBPH-50HP
3,5
3,5
2,6
Эластомерные композиции, приведенные в примерах, смешивали, а затем отверждали пероксидом путем формования в диски 15 см×10 см в нагретом гидравлическом прессе при 185 градусах Цельсия в течение 20 минут под давлением 5-14 мегапаскалей (МПа). Относительное растяжение при разрыве и относительную остаточную деформацию при комнатной температуре, 130°С и 150°С полученных в результате дисков определяли и приводили в Таблицах 3 и 4.
3
4
Дополнительно, для испытания на стойкость к раскалыванию, примеры смешивали и экструдировали в трубку, внутренний диаметр которой составлял приблизительно 0,25 дюймов, а толщина стенок - приблизительно 0,18 см при помощи /-дюймового экструдера, имеющего соотношение L/D, равное 20. Экструзии производили при температуре корпуса, составляющей приблизительно 60°С, и температуре матрицы, составляющей от приблизительно 30°С до 60°С. Полученную в результате трубку отверждали пероксидом путем автоклавирования в атмосфере азота. Стойкость к раскалыванию определяли при 150°С в течение 7 дней.
Таблица 3
Соединение
ЕСО-1
ЕСО-2
100% модуль (фунт/дюйм<sup>2</sup>)
41
50
200% модуль (фунт/дюйм<sup>2</sup>)
75
100
300% модуль (фунт/дюйм<sup>2</sup>)
146
179
Прочность при растяжении (фунт/дюйм<sup>2</sup>)
923
758
Растяжение при разрыве при комнатной температуре (%)
622
584
Остаточная деформация (%)
11
15
Таблица 4
Композиция
Остаточная
Остаточная
Растяжение
Растяжение
деформация
деформация
при 130°С (%)
при 150°С (%)
при 130°С (%)
при 150°С (%)
(Контрольный
12
12
167
155
образец)
ЕСО-1
11
11
300
278
ЕСО-2
15
15
338
279
В Таблице 3 обеспечены данные, полученные при комнатной температуре, а в Таблице 4 обеспечены данные, полученные при повышенных температурах. Данные, обеспеченные в Таблицах 3 и 4, иллюстрируют возможности растяжения, износостойкость и свойства при разрыве при повышенных температурах изделий холодной усадки, сформированных из эластомерных композиций, приведенных в Примерах. Каждый из образцов трубки, приведенных в Примерах, проявлял очень высокое относительное удлинение при разрыве, а также относительную остаточную деформацию менее чем приблизительно 15%. Дополнительно, все образцы трубки, сформированные из каждой композиции в ЕСО-1 и ЕСО-2, прошли расширенное испытание на раскалываемость, обеспеченное в разделе «Анализ свойств и процедуры определения характеристик» в данной заявке.
Кроме того, все образцы трубки, приведенные в Примерах, были хорошо промаркированы при помощи лазера YAG и прошли испытание маркировки лазером при испытаниях в соответствии с процедурами лазерной маркировки, включая процедуры, приведенные в разделе «Анализ свойств и процедуры определения характеристик» в данной заявке.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные осуществления, специалисты в данной области техники признают, что могут быть произведены изменения в таком виде и для таких компонентов, которые не выходят за суть и объем настоящего изобретения.