РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к производству эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильных каучуков, используемых в нефтяной и резинотехнической промышленности.
5
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая олигоэфиракрилат, соединение меди (гидрооксикарбонат меди), минеральный наполнитель или технический углерод, органическую перекись, дитиодиморфолин SU 1781243 МПК  C08L 9/02, С08K 13/02, С08K 13/02, С08K 3:04, С08K 3:26, С08K 3:36, С08K 5:14, С08K 5:357 А43 В 1/10, опубл. 15.12.1992.
Однако данная резиновая смесь имеет недостаточную стойкость к воздействию агрессивных сред при повышенной температуре.
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, каптакс, оксид цинка и технический углерод, при этом смесь содержит в качестве модификатора бензимидазольное производное абиетиновой кислоты RU 2086582 МПК C08L 9/02, С08K 13/02, С08K 13/02, С08K 3:04, С08K 3:06, С08K 3:22, С08K 5:47, С08K 5:3447 опубл. 10.08.1997.
Однако данная резиновая смесь имеет недостаточную стойкость тепловому старению.
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, каптакс, оксид цинка и технический углерод, и в качестве модификатора 2-стирилбензимидазол. RU 94038743 МПК C08L 9/02.
К причинам, препятствующим достижению технического результата, относят недостаточное сопротивление раздиру, низкие показатели сопротивления тепловому старению и динамическим нагрузкам.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизущий агент - бис(трет-бутилпероксиизопропил)-бензол, технический углерод, соагент перекисной вулканизации (триаллил изоцианурат), стеариновую кислоту и антиоксидант. RU 2322462 МПК C08L 9/00, C08L 9/02, С08K 5/14, С08K 5/205, С08K 5/21, 20.04.2008.
Недостатком данной резиновой смеси является недостаточно высокая атмосферо- и маслобензостойкость при повышенных температурах.
Задачей изобретения является создание резиновой смеси с увеличенным уровнем значений показателей атмосферо- и маслобензостойкости при повышенных температурах, а также расширение ассортимента смесей данного назначения.
Технический результат - повышение атмосферо- и маслобензостойкости при повышенных температурах.
Технический результат достигается тем, что резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующий агент, оксид цинка, стеариновая кислота, технический углерод, антиоксидант - N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП, согласно изобретению, она дополнительно содержит карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук, пластификатор - α,ω диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) и три(оксиэтилен) - α,ω - диметакрилат, ускоритель вулканизации - 2-меркаптобензтиазол - каптакс, антиоксидант 1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н, в качестве вулканизирующего агента она содержит - пероксид дикумила - перкадокс BC-FF, в следующих соотношениях компонентов в мас.ч:
Бутадиен-нитрильный каучук
30,0-90,0
Карбоксилированный бутадиен-нитрильный
каучук
10,0-70,0
Пероксид дикумила - перкадокс BC-FF
3,5-5,0
N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин - диафен ФП
1,0-2,0
Стеариновая кислота
1,0-3,0
Технический углерод П803
66,0-68,0
Технический углерод П701
12,5-14,5
Оксид цинка
4,0-6,0
1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин - ацетонанил Н
3,5-5,0
2-меркаптобензтиазол - каптакс
0,2-0,4
Три(оксиэтилен) - α,ω- диметакрилат
4,0-6,0
α,ω диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль)
4,0-6,0
Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные дополнительные компоненты и соотношение их с уже известными. Такое соотношение новых признаков с известными позволяет улучшить физико-механические характеристики резины, а именно атмосферо- и маслобензостойкость при повышенных температурах.
Пример.
Резиновую смесь готовили смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320/150/150 по режимам, принятым для смеси 1602 по ТУ 2512-046-00152081-2003, гр. XI-Iб-4-18 на основе бутадиен-нитрильного каучука. Составы резиновых смесей приведены в табл.1.
Атмосферо- и маслобензостойкость и физико-механические показатели определялись по ГОСТ 9.024-74, 9.030-74 и ГОСТ 270-75 соответственно. Полученные данные приведены в табл.2.
Стандартные образцы для определения физико-механических параметров вулканизовали в прессе при температуре 170°C в течение 20 минут.
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы:
Бутадиен-нитрильный каучук марки СКН-26СМ - ТУ 38.103247-90; карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук марки Nipol NX775, содержащий 7% карбоксильных групп; диафен ФП (N-фенил-N'-изопропилпарафенилендиамин) - ТУ 6-14-817-94; углерод технический- ГОСТ 7885-86; цинковые белила (оксид цинка) - ГОСТ 202-92; стеарин - ГОСТ 6484-84; МГФ-9 (α,ω) диметилакрилатфталат (битриэтиленгликоль) - ТУ 113-00-05761643-27-92; ТГМ-3 (три(оксиэтилен) - α,ω - диметакрилат) - ТУ 2226-065-05761643-2003; перкадокс BC-FF - пероксид дикумила, изготовитель Нидерланды: Stationsstraat 77 АЕ Amersfoort the Netherlands, http://www.akzonobel.com/polymer; ацетонанил Н (1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолин полимеризованный) - ТУ 6-00-04691277-202-97; каптакс (2-меркаптобензтиазол) - ГОСТ 739-41.
Из табл.2 следует, что все исследованные варианты резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука с использованием карбоксилированного бутадиен-нитрильного каучука обеспечивают увеличение уровня значений показателей, по сравнению с прототипом, такие как. относительное удлинение при разрыве, сопротивление накоплению относительной остаточной деформации при повышенных температурах, атмосферостойкости, маслобензостойкости.
Таблица 1
№ п/п
Наименование материалов
Составы, мас.ч.
1
2
3
4
5
прототип
1
Бутадиен-нитрильный
-
каучук:
-
-
-
-
-
БНКС-18
-
-
-
-
-
5-95
СКН-26 СМ
90,0
80,0
70,0
50,0
30,0
2
Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук Terban C3446 с остаточным содержанием двойных связей 4,0%
-
-
-
-
-
30-95
3
Карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук Nipol NX775, содержащий 7% карбоксильных групп
10,0
20,0
30,0
50,0
70,0
-
4
Вулканизирующий агент:
-
Перкадокс BC-FF
4,0
5,0
5,0
4,5
3,5
Luperox F40KEP-
-
-
-
-
-
бис(трет-бутилпероксиизопропил) бензол
4,0-8,0
5
Соагент перекисной вулканизации - триаллил изоцианурат (Diak №7)
-
-
-
-
-
2,0
6
Оксид цинка (активатор вулканизации)
5,0
4,0
4,0
5,5
5,5
3-5
7
Оксид магния
-
-
-
-
-
5,0
8
Пластификаторы:
α,ω диметил-акрилатфталат (битриэтиленгликоль) (МГФ-9)
4,0
5,0
5,0
5,5
5,0
-
три(оксиэтилен)-α,ω-диметакрилат (ТГМ-3)
4,0
5,0
5,0
5,5
5,0
-
9
Углерод технический:
П-514
-
-
-
-
40-60
П-803
68,0
67,5
67,5
66,0
66,0
-
П-701
12,5
13,5
13,5
14,5
14,5
10
Стеариновая кислота
1,0
2,0
2,0
1,0
1,0
1,0
11
Антиоксидант:
Агидол
-
-
-
-
-
1-3
Диафен ФП
1,0
1,5
1,0
1,5
1,0
1-2
Ацетонанил Н
3,5
4,0
4,0
4,5
4,0
-
12
Полиэтиленгликоль (технологическая добавка)
-
-
-
-
-
5,0
13
Каптакс (ускоритель вулканизации)
0,2
0,3
0,3
0,4
0,3
-
Общее время смешения, мин
45
45
47
47
47
45
Таблица 2
№ п/п
Наименование показателей
Прототип
Предлагаемые варианты
1
2
3
4
5
1
Условная прочность при растяжении, МПа
15,4
13,3
14,5
14,7
15,0
15,2
2
Относительное удлинение при разрыве, %
120
350
280
270
270
290
3
Твердость по Шору А, усл. ед.
80
74
78
80
83
85
4
Относительная остаточная деформация(100°С×24 ч.×30%),%
18,4
8,7
9,0
10,0
11,6
12,6
5
Сопротивление раздиру, кН/м
-
57
59
60
61
67
6
Изменение после
старения на воздухе
(125°C×72 ч.):
- условной прочности
-12,0
+9,1
+8,1
+7,3
+8,0
+8,8
при растяжении;
- относительного
-21,0
-16,1
-13,0
-12,6
-13,5
-15,3
удлинения
7
Изменение после
воздействия СЖР-1
(100°C×24 ч.),%
- массы
+3,8
+1,8
+2,1
+2,5
+2,6
+3,2
- объема
+4,3
+1,9
+2,4
+3,1
+3,8
+4,0
8
Изменение после
воздействия СЖР-3
(100°С×24 ч.),%
- массы
+16,2
+9,7
+10,8
+10,6
+11,7
+12,4
- объема
+19,8
+12,0
+13,8
+13,6
+14,6
+15,8
9
Изменение после
воздействия изооктан
+ толуол (70:30),%
- массы
+22,3 +32,0
+19,3 +28,7
+20,3 +30,3
+20,2 +30,5
+21,2 +32,2
+21,8 +32,6
- объема