РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых технических изделий из смеси на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой, предназначенных для работы в агрессивных средах.
Известна резиновая смесь на основе высокомолекулярного сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 и низкомолекулярного сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 OHM, содержащая наполнитель, сшивающий агент, относящийся к классу бисфенолов, активаторы вулканизации (оксид двухвалентного металла, гидроксид кальция) и катализатор (четвертичную аммониевую или фосфониевую соль) [патент РФ 2097393 С1, 27.11.1997], выбранная в качестве прототипа.
Недостатком данной резиновой смеси является то, что ее вулканизаты не обладают высокой прочностью крепления к металлам.
Перед разработчиками была поставлена задача: создать резиновую смесь на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой, обеспечивающую вулканизатам высокую прочность крепления к металлам при сохранении наиболее важных свойств резиновых смесей и вулканизатов: усадки, вязкости и условной прочности при растяжении. При этом необходимо использовать доступные ингредиенты резиновых смесей, обеспечивающие расширение сырьевой базы резиновой промышленности.
Цель изобретения - повышение прочности крепления к металлу вулканизатов резиновых смесей на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой.
Цель достигается тем, что предложена резиновая смесь на основе высокомолекулярного сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 и низкомолекулярного сополимера винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 OHM, содержащая наполнитель, сшивающий агент, активаторы вулканизации, катализатор и модификатор прочности крепления вулканизатов к металлу, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя смесь содержит барит, в качестве сшивающего агента - вулкафтор Ф, в качестве активаторов вулканизации - оксид магния и гидроксид кальция, в качестве катализатора - триэтилбензиламмонийхлорид, в качестве модификатора прочности крепления вулканизатов к металлу - кобальтовую соль имида 2-сульфобензойной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: высокомолекулярный сополимер винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 63,0-69,0; низкомолекулярный сополимер винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 OHM 31,0-37,0; барит 20,0-35,0; вулкафтор Ф 1,5-3,0; оксид магния 3,0-6,0; гидроксид кальция 5,0-7,0; триэтилбензиламмонийхлорид 0,2-0,5; кобальтовая соль имида 2-сульфобензойной кислоты 0,5-2,0.
Введение кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновую смесь на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой повышает прочность крепления вулканизатов данной резиновой смеси к металлу.
Это происходит за счет участия предложенного модификатора в реакциях замещения на поверхности металла и образовании ионов кобальта на межфазной поверхности в процессе вулканизации, что приводит к образованию дополнительных связей между резиной и металлом.
По предлагаемому решению была изготовлена резиновая смесь на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой, содержащая наполнитель, сшивающий агент, активаторы вулканизации и катализатор, при этом в качестве модификатора, повышающего прочность крепления вулканизатов к металлу, в резиновую смесь вводили кобальтовую соль имида 2-сульфобензойной кислоты.
Кобальтовую соль имида 2-сульфобензойной кислоты получали в виде осадка при сливании водных растворов хлорида кобальта и натриевой соли имида 2-сульфобензойной кислоты, далее осадок отфильтровывали и высушивали при комнатной температуре.
В качестве сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой использовали высокомолекулярный сополимер винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 (ГОСТ 18376-79) и низкомолекулярный сополимер винилиденфторида и гексафторпропилена СКФ-26 OHM (ТУ 6-05-1652). В качестве наполнителя использовали барит (ГОСТ 4682-84). В качестве сшивающего агента использовали вулкафтор Ф (1,1-бис(4-гидроксифенил)-2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентан) (ТУ 6-093440-88), относящийся к классу бисфенолов. В качестве активаторов вулканизации использовали оксид магния (ГОСТ 844-79) и гидроксид кальция (ГОСТ 9262-77). В качестве катализатора использовали триэтилбензиламмонийхлорид (ТЭБАХ) (ТУ 6-09-05-542-85).
Состав смесей приведен в табл.1, смесь 1 - по прототипу, смеси 2-5 - по предлагаемому техническому решению.
Вязкость определяли на сдвиговом ротационном вискозиметре типа Муни. Смеси вулканизовали при температуре 175°С в течение 20 минут. Физико-механические свойства определяли в соответствии с ГОСТ 270-75. Прочность крепления вулканизатов к металлу определяли Н-методом, используя корд 9Л15/27А согласно ГОСТ 14311-85.
Свойства резиновых смесей и вулканизатов приведены в табл.2.
Таблица 1Состав резиновых смесей
Ингредиент
Состав, мас.ч.
1
2
3
4
5
СКФ-26
67,0
69,0
67,0
65,0
63,0
СКФ-26 OHM
33,0
31,0
33,0
35,0
37,0
Барит
30,0
35,0
30,0
25,0
20,0
Вулкафтор Ф (1,1-бис(4-гидроксифенил)-2,2,3,3,4,4,5,5-октафторпентан)
2,0
1,5
2,0
2,5
3,0
Оксид магния
4,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Гидроксид кальция
6,0
5,0
6,0
7,0
7,0
Триэтилбензиламмонийхлорид
0,3
0,2
0,3
0,4
0,5
Кобальтовая соль имида 2-сульфобензойной кислоты
-
0,5
1,0
1,5
2,0
Таблица 2Свойства резиновых смесей и вулканизатов
Показатель
Смесь
1
2
3
4
5
Усадка, %
22
16
17
17
14
Вязкость при t=120°С МБ 1+10, ед. Муни
123
113
136
113
115
Условная прочность при растяжении, кгс/см<sup>2</sup>
83
85
86
79
90
Напряжение при удлинении 50%, кгс/см<sup>2</sup>
17
16
15
22
24
Напряжение при удлинении 100%, кгс/см<sup>2</sup>
26
22
21
36
43
Относительное удлинение при разрыве, %
340
370
340
310
290
Прочность крепления к металлу, кгс
3,7
4,7
4,8
5,2
5,9
По данным, представленным в табл.2, видно, что введение кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты приводит к увеличению прочности крепления вулканизатов к металлу, при сохранении физико-механических свойств на уровне одноименных показателей по прототипу.
Таким образом, в решении использован доступный модификатор, обеспечивающий расширение сырьевой базы резиновой промышленности, введение которого в смесь на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой обеспечивает повышение прочности крепления вулканизатов к металлу.
Изобретение может быть использовано при изготовлении резиновых технических изделий из смеси на основе сополимеров винилиденфторида и гексафторпропилена с различной молекулярной массой, предназначенных для работы в агрессивных средах.