МАСЛОБЕНЗОСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
OIL-AND-PETROL RESISTANT RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано при изготовлении резиновых износостойких изделий конструкционного назначения, работающих в условиях интенсивного изнашивания, низких температур и агрессивных сред, применяемых в конструкциях машин, механизмов, технологического оборудования.
1
Известна маслостойкая резиновая композиция на основе бутадиеннитрильного каучука, содержащая серу, М-циклогексилбензотиазолсульфенамид-2, стеарин, инденкумароновую смолу, цинковые белила, мягчители дибутилсебацинат или дибутилфталат, технический углерод, термостабилизатор олигомер 2,2,4 триметил-1,2дигидрохинолина, в качестве вулканизующего агента - тетраметитилтиурамдисульфид, для повышения диспергируемости ингредиентов и улучшения физико-механических показателей содержит гекса-хлор-n-ксилол, ингибитор N-фенил-N-изопропил-n-фенилендиамин и противоутомитель диоктиламин(4-фениламинофенил) тиофосфоновой кислоты RU 2356917 МПК C08L 9/02, C08K 13/02, C08K 5/03, C08K 3/04, 3 C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09; опубл. 27.05.2009.
Недостатком данной резиновой смеси являются недостаточно высокие значения износостойкости.
1
1
1
2
6
Известна морозостойкая резиновая смесь, обладающая маслостойкостью и износостойкостью на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу, NN-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, оксид цинка, альдоль - N-(4-гидроксифенил)нафтилами-2, N-(1,3-диметилбутил)- N-фенилендиамин-1,4 технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м/г, стеариновую кислоту, дибутилфталат, дисульфид молибдена, - сиалон, фторопласт - 4 МБ RU 2125068 МПК C08L 9/02, C08K 13/02, C08K 13/02, C08K 3:06, C08K 3:04, C08K 3:22, C08K 3:30, C08K 3:28; опубл. 20.01.1999.
Однако данная резиновая смесь имеет недостаточно высокие показатели относительного удлинения при разрыве. Кроме того, эта смесь содержит дорогой импортный противостаритель N-(1,3-диметилбутил)-N-фенилендиамин-1,4, (сантофлекс 13, производитель Англия), что значительно удорожает ее стоимость.
Известна морозо-, износо-, маслостойкая резина на основе бутадиен-нитрильного каучука СКН-18, включающая серу, оксид цинка, N,N-дифенилгуанидин, технический углерод П803. В резиновую смесь дополнительно вводят полимерную композицию сверхвысокомолекулярного полиэтилена с природным цеолитом при их массовом соотношении 10-30:0,5-2,0 в количестве 10,5-32,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука RU 2326903 МПК C08L 9/02, C08L 23/06, C08K 3/36, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/10; опубл. 20.06.2008.
К недостаткам известной резиновой смеси следует отнести недостаточно высокие значения относительного удлинения при разрыве.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является композиционный маслобензостойкий износо-морозостойкий материал, включающий следующие компоненты, мас.ч. (на 100 ч. массы каучука): БНКС-18АН - 34,51-38,48, серу - 0,9-1,0, сульфенамид Ц - 1,04-1,15, N,N-дифенилгуанидин - 0,07-0,12, белила цинковые - 1,04-1,15, диафен ФП - 0,35-0,36, ацетонанил Н - 0,69-0,77, канифоль - 0,69-0,77, стеарин - 0,35-0,38, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, модифицированный 7 мас.% природного углеродсодержащего материала-карбосила - 5,76-15,50, технический углерод П-803 - 27,61-30,79, технический углерод П-324 - 6,9-7,76, диоктилсебацинат - 10,35-11,54. RU 2437903 МПК C08L 9/02, C08L 23/06, C08L 93/04, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/10, C08K 5/18, опубл. 27.12.2011.
Недостатком данной резиновой смеси являются недостаточно высокие показатели физико-механических свойств. Резиновая смесь также содержит модифицированный природным углеродсодержащим материалом - карбоксил сверхвысокомолекулярный полиэтилен, который технологически трудно изготавливается.
Задачей изобретения является создание маслобензостойкой резиновой смеси с повышенными физико-механическими показателями, а именно условной прочности при растяжении, относительным удлинением при разрыве, уменьшенными значениями истираемости, а также пониженной стоимости, за счет введения более дешевых технологических добавок, расширение ассортимента смесей данного назначения.
Технический результат - снижение себестоимости резиновой смеси, за счет введения более дешевых технологических добавок, а также повышение физико-механических показателей, а именно условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве, истираемости.
Технический результат достигается тем, что маслобензостойкая резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, серу, сульфенамид Ц, стеарин, технический углерод П324, согласно изобретению, дополнительно содержит синтетический каучук изопреновый, синтетический каучук метилстирольный, регенерат РШТ, тиурам Д, оксид цинка, каолин, битум нефтяной, нафтам - 2, масло И-8А, N-нитрозодифениламин, и технологические добавки - диспрактол КС и смесь дифенилкарбонатной и диметилкарбонатной смол (ДФК-1) в следующих соотношениях компонентов, в масс. ч.:
Синтетический каучук изопреновый СКИ-3
20,0-40,0
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-40АМН
30,0-50,0
Синтетический каучук метилстирольный
СКМС-30 АРКМ-15
20,0-40,0
Регенерат РШТ
16,0-17,0
Сера
1,0-2,0
Сульфенамид Ц
1,5-2,5
Тиурам Д
1,0-1,5
Оксид цинка
3,0-4,0
Стеарин
1,5-2,0
Технический углерод П324
53,0-60,0
Каолин
4,0-5,0
Битум нефтяной
6,0-8,0
Нафтам - 2
1,5-2,5
Масло И-8А
4,0-6,0
N-нитрозодифениламин
0,4-0,6
Диспрактол КС
0-2,5
Смесь дифенилкарбонатной
и диметилкарбонатной смол (ДФК-1)
0-3,33
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 условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве, улучшенные значения истираемости. Помимо этого смесь содержит более дешевые технологические добавки Диспрактол КС и ДФК-1, что значительно удешевляет стоимость конечной продукции. Диспрактол КС представляет собой сплав ε-капролактама с производными n-фенилдиамина, канифолью и продуктами переработки нефти и защитного воска в виде бесформенных пластинок от серого до коричного цвета (Пучков А.Ф. Получение и свойства Диспрактола КС - заменителя канифоли / А.Ф. Пучков, А.И. Олефир, А.В. Голубь, В.Ф. Каблов // Каучук и резина. - 2012. - №2. - С.36-39). ДФК-1 представляет собой смесь дифенилкарбонатной и диметилкарбонатной смол в виде чешуек от белого до коричного цвета, применяющуюся в производстве резинотехнических изделий для улучшения перерабатываемости при сохранении на высоком уровне упруго-прочностных свойств их вулканизатов. Использование этих добавок в сочетании с заявляемыми компонентами позволяет создать маслобензостойкую резиновую смесь с улучшенными физико-механическими свойствами и расширить ассортимент средств данного назначения.
Пример.
Резиновую смесь готовили смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320/150/150 по режимам, принятым для смеси 453 по ТУ 2512-148-00300209-2002 на основе изопренового, метилстирольного и бутадиен-нитрильного каучуков. Составы резиновых смесей приведены в табл.1.
Маслобензостойкость и физико-механические показатели определялись по ГОСТ 9.024-74, 9.030-74 и ГОСТ 270-75 соответственно. Полученные данные приведены в таблице 2.
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы: Синтетический каучук изопреновый марки СКИ-3 - ГОСТ 14925-79; синтетический каучук метилстирольный марки СКМС-30 АРКМ-15 - ГОСТ 11138-78; бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-40 АМН - ТУ 38.30313-98; углерод технический (ТУ П324) - ГОСТ 7885-86; цинковые белила (оксид цинка) - ГОСТ 202-84; стеарин - ГОСТ 6484-84; сера -ГОСТ 127.4-93; сульфенамид Ц (N-циклогексил-2-бензотиазолилсульфенамид) - ТУ 2491-055-00-05761637-2005; тиурам Д - ГОСТ 740-76; каолин - ГОСТ 19608; битум нефтяной - ТУ 38.101859-81; нафтам-2 (фенил-2-нафтиламин) - ГОСТ 39-79; канифоль сосновая - ГОСТ 19113-94; масло индустриальное И-8А - ГОСТ 20799-88; регенерат РШТ - ТУ 38.108053-89; N-нитрозодифениламин (N-НДФА) - ТУ 6-14-907-88; диспрактол КС (сплав ε-капролактама с производными n-фенилдиамина, канифолью и продуктами переработки нефти) - ТУ 2494-006-98528460-2010; ДФК-1 (смесь дифенилкарбонатной и диметилкарбонатной смол) - ТУ 2451-019-74584703-2012.
Таблица 1
№ п/п
Наименование материалов
Составы, масс.ч.
1
2
3
Прототип
1
Синтетический каучук изопреновый СКИ-3
20,0
30,0
40,0
2
Синтетический каучук метилстирольный СКМС-30 АРКМ-15
30,0
40,0
20,0
-
3
Каучук бутадиен-нитрильный:
БНКС-40АМН
50,0
30,0
40,0
38,48
БНКС-18 АН
-
-
-
-
4
Вулканизирующий агент:
Сера
1,0
1,2
2,0
1,0
5
Оксид цинка (активатор вулканизации)
3,0
4,0
4,0
1,15
6
Ускорители вулканизации:
Тиурам Д
1,0
1,5
1,5
-
Сульфенамид Ц
2,0
1,5
2,5
1,15
N,N-дифенилгуанидин
-
-
-
0,12
7
Пластификаторы:
Масло И-8А
4,5
4,0
6,0
-
Диоктилсебацинат
-
-
-
11,54
Битум нефтяной
6,0
8,0
6,0
-
Стеарин
2,0
2,0
1,5
0,38
8
Наполнители:
Технический углерод П324
53,0
55,0
60,0
7,76
Технический углерод П803
-
-
-
30,79
Каолин
5,0
4,0
4,0
-
Регенерат РШТ
17,0
16,5
16,0
-
9
Антиоксиданты:
Нафтам-2
2,0
2,5
1,5
-
Диафен ФП
-
-
-
0,36
Ацетонанил Н
-
-
-
0,77
10
N-нитрозодифениламин (замедлитель вулканизации)
0,4
0,5
0,6
-
11
Технологические добавки:
Канифоль
-
-
-
0,77
Диспрактол КС
2,0
2,5
-
-
ДФК-1
1,33
-
3,33
-
Модифицированный сверхмолекулярный полиэтилен
-
-
-
15,5
Общее время смешения, мин
30
27
28
-
Таблица 2
№
Наименование показателей
Прототип
Предлагаемые варианты
п/п
1
2
3
1
Условная прочность при растяжении, МПа
11,7
14,5
13,4
12,5
2
Относительное удлинение при разрыве, %
173
510
300
300
3
Твердость по Шору А, усл. ед.
78
64
71
70
4
Истираемость, см<sup>3</sup>/кВт·час
88,5
43,2
44,3
33,4
5
Изменения массы Am
(23°С×24 ч), %, в: - нефрасе
+24,5
+24,5
+24,9
- масле И-20А
-
+3,9
+2,3
+1,5
- изоотан-толуол (7:3)
16,3
-
-
-
Из таблицы 2 следует, что все исследованные варианты резиновой смеси на основе изопренового, метилстирольного и бутадиен-нитрильного каучуков с применением новых и более дешевых технологических добавок Диспрактола КС и ДФК-1, а также их комбинация обеспечивают увеличение уровня значений показателей, по сравнению с прототипом, такие как относительное удлинение при разрыве, условная прочность при растяжении и истираемость. Также в табл.2 приведены данные, подтверждающие то, что заявляемая резиновая смесь является маслобензостойкой.