РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER COMPOSITION

Изобретение относится к резиновой смеси на основе каучуков общего назначения, содержащей наполнение техническим углеродом разной активности, которая может быть использована при разработке рецептуры для внутренней дополнительной опоры, монтируемой в грузовую шину, для обеспечения частичного или полного сохранения движения при отсутствии в шине избыточного давления воздуха.
6
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, каптакс, оксид цинка и технический углерод, которая содержит в качестве модификатора 2-стирилбензимидазол при следующем соотношении компонентов, мас. ч. бутадиен-нитрильный каучук СКН-26 - 100; сера 1,4-1,6; каптакс 0,7-0,9; оксид цинка 4,6-5,2; технический углерод 40-70; 2-стирилбензимидазол 0,2-2,7 (см. RU 2096429, МПК C08L 9/02, С08K 13/02, С08K 13/02, С08K 3/04, С08K 3/06, С08K 3/22, С08K 5/3445, С08K 5/47, опубликовано 20.11.97).
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая оксид цинка, технический углерод, вулканизующие агенты, технологические добавки, при этом в качестве основы каучук используют БНКС-40 АМН, в качестве наполнителя - технический углерод марок H 220 и Т900, в качестве вулканизующих агентов и технологических добавок - перкадокс BC-FF, олигоэфиракрилат ТГМ-3, ирганокс 1010, дельтагран HVA 2 70 GT, цинколет ВВ 222 и сантогард PVI (см. RU 2501820, МПК C08L 9/02 (2006.01), С08K 5/16 (2006.01), С08K 5/14 (2006.01), С08K 3/04 (2006.01), С08K 13/02 (2006.01), опубликовано 20.12.2013).
Известна резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, содержащая вулканизирующий агент, соагент перекисной вулканизации, противостаритель - наугард 445, технологическую добавку для резиновых смесей - цинколет ВВ-222, стеариновую кислоту, а также наполнитель технический углерод Н 220, технический углерод П 514, магнезию жженую, олигоэфиракрилат МГФ-9 и олигоэфиракрилат ТГМ-3, пластификатор - канифоль, модификатор наполнителя - таурит ТСД, наполнитель волокнистый, наполнитель кремнеземистый - росил 175, при этом в качестве вулканизирующего агента используют перкадокс BC-FF, в качестве соагента перекисной вулканизации - малеид Ф, монометакрилат цинка, в качестве противостарителя - ирганокс 1010, дибутилдитиокарбамат никеля (см. RU 2602144, МПК C08L 9/02 (2006.01), опубликовано 10.11.2016)
5
5
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука 100 мас.ч., которая включает в себя технический углерод от 30 до 60 мас.ч., пластификатор от 4 до 16 мас.ч., цинковые белила от 3 до 8 мас.ч., стеариновую кислоту от 1 до 3 мас.ч., N-изопропил-N-фенилфенилендиамин от 1 до 3 мас.ч., гексахлорпараксилол от 0,3 до 1,0 мас.ч., ускоритель вулканизации от 0,6 до 4,0 мас.ч., вулканизующий агент от 0,6 до 2,5 мас.ч. и алкилфенолсульфидформальдегидную смолу от 3 до 8 мас.ч., замедлитель подвулканизации от 0,1 до 0,7 мас.ч. и 2-меркаптобензимидазол от 0,5 до 2,0 мас.ч. при соотношении 2-меркаптобензимидазола с алкилфенолдисульфидформальдегидной смолой 1:4-8 (см. авт. свид. SU №1700018, МПК C08L 9/00, C08K 13/02, опубликовано 23.12.91).
Известные решения в большинстве случаев не обеспечивают достаточную высокую твердость, упругопрочностные и динамические свойства, стойкость к тепловому старению.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение твердости, упругопрочностных и динамических свойств, стойкость к тепловому старению.
Поставленная задача решается тем, что заявляемая резиновая смесь на основе каучука содержит комбинацию синтетических каучуков общего назначения: эмульсионного бутадиен-метилстирольного и цис-изопренового, комбинацию марок технического углерода разной активности, пластификатор, противостаритель, вулканизирующую группу, модифицированную фенольную смолу при следующих соотношений компонентов, мас. %: цис-изопреновый каучук 27, бутадиен-метил стирольный каучук 18, технический углерод активной марки 21, технический углерод полуактивной марки 21, вулканизирующая группа 3, противостаритель 2, пластификаторы 5 и модифицированная фенольная смола 3.
Совокупность заявленного состава резиновой смеси при следующих соотношениях компонентов, мас. %: цис-изопреновый каучук 27, бутадиен-метилстирольный каучук 18, технический углерод активной марки 21, технический углерод полуактивной марки 21, вулканизирующая группа 3, противостаритель 2, пластификатор 5 и модифицированная фенольная смола 3, позволяет повысить твердость, упругопрочностные и динамические свойства, обеспечить стойкость к тепловому старению.
Резиновую смесь изготавливают в резиносмесителе периодического действия с дополнительной обработкой на вальцах.
Свойства резиновой смеси приведены в таблице 1.
Таблица 1
Наименование показателя
опытный вариант
Свойства невулканизованных смесей
Вязкость, ед. Муни
96
Tg delta при 60°С
0,272
Вулканизационные характеристики
Крутящий момент, дНм
минимальный
4,46
максимальный
36,86
Время достижения 90% степени вулканизации, мин
13,02
Свойства вулканизатов
Условное напряжение при 200% удлинении, МПа
16,8
Условная прочность при растяжении, МПа
16,9
Относительное удлинение при разрыве, %
205
Теплообразование, °С
84
Твердость по Шору при (23±2)°С, усл. ед.
85
Эластичность по отскоку при (23±2)°С, %
24
Заявляемое техническое решение поясняется графиками:
фиг. 1 - график, поясняющий гистерезисные потери;
фиг. 2 - график, поясняющий зависимость деформации от напряжения.
График гистерезисных потерь поясняет зависимость эксплуатационных свойств от степени деформации и показывает стабильность эксплуатационных свойств в широком диапазоне нагрузок (5-20%).
На фигуре 2 график показывает зависимость деформации от напряжения при различных температурах.
Резиновая смесь, содержащая комбинацию синтетических каучуков общего назначения: эмульсионного бутадиен-метилстирольного каучука, цис-изопренового каучука, комбинации марок техуглерода разной активности, противостарители, пластификаторы, вулканизующую группу, модифицированную феноловую смолу при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Цис-изопреновый каучук
20÷30
Бутадиен-метилстирольный каучук
15÷25
Техуглерод активной марки
15÷25
Техуглерод полуактивной марки
15÷25
Вулканизующая группа
2÷4
Противостарители
0,5÷2,5
Пластификаторы
3÷5
Модифицированная феноловая смола
2,5÷4,5
Опытным путем установлено процентное соотношение интервалов, что позволяет достичь заявляемого технического результата, а именно повысить твердость, упругопрочностные и динамические свойства, стойкость к тепловому старению.
Разработанная резиновая смесь содержит бутадиен-стирольный каучук, обладающий высокой жесткостью, превосходными характеристиками по износостойкости, надежности, прочности, обладает высоким сопротивлением к истиранию, и цис-изопреновый каучук, обеспечивающий превосходную эластичность, стойкость к истиранию и разрыву. Повышение твердости резиновой смеси при сохранении эластических свойств достигается при наполнении резиновой смеси модифицированной феноловой смолой с низким содержанием фенола и обладающей высокой динамической вязкостью. Введение в состав резиновой смеси модифицированной феноловой смолы повышается твердость и удлинение при разрыве резиновой смеси, снижаются гистерезисные потери после приложения нагрузки, стабилизируется температуростойкость образца во время движения колеса с монтированной внутренней опорой.
Новым является не использованное ранее сочетание известных ингредиентов, используемых в данных количественном соотношении, при этом по сравнению с прототипом резиновая смесь обладает повышенной твердостью, температуростойкостью, сопротивлением сжатию, способствует обеспечению упругопрочностным и динамическим свойствам, стойкости к тепловому старению.
По мнению заявителей, данная резиновая смесь не известна и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменение количественной меры результата, а именно повышение твердости, обеспечение температуростойкости, упругопрочностных свойств, низкий гистерезис, высокое сопротивление сжатию, теплообразование при динамических нагрузках по сравнению с известным техническим решением, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательный уровень».