РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе фторкаучука, используемых для изготовления магнитных эластомеров, работающих в агрессивной среде, и может быть использовано в автомобильной промышленности.
6
Известны разработки эластичных магнитов, содержащих магнитный наполнитель, полимер, пластификатор и добавки, которые получают по технологии переработки термопластов, при этом гомогенизация смеси осуществляется при перемешивании при температуре 50±5°С до достижения вязкости 100-250 пуаз, а полимерная основа получена в процессе изготовления совмещением через пластификатор термопласта поливинилхлорида с полярным каучуком (Пат. 2316073, МПК H01F 1/113. Эластичный магнит / Гавриленко Г.Я., Лебедев А.В., №2006120900/09; заявлено 13.06.2006 г.; опубликовано 27.01.2008 г.).
5
Известна композиция, на основе порошка феррита, содержащая термоэластопласт и модифицирующие добавки, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующих добавок содержит эластомерную составляющую и рубракс. Недостатками данного магнитного материала являются сложность технологии и невысокие магнитные свойства (Пат. 2015583, МПКH01F 1/113. Эластичный магнитный материал / Бодров С.Г., Михалькова Г.П., Ковалев Н.Ф., Цыпкина И.М., Твердев А.И., Зимин Э.В., Маркова И.Б., №4929946/02; заявлено 22.04.1991 г.; опубликовано 30.06.1994 г.).
Известны эластичные магнитные композиции с повышенной теплостойкостью, где в качестве матрицы используют силиконовый каучук, а в качестве наполнителя гексаферрит бария. Но эти магнитные материалы имеют малую степень наполнения и вследствие низких магнитных свойств используются только в медицине.
6
Известна магнитная композиция, состоящая из натурального каучука в качестве связующего, олигодиенового углеводорода-пластификатора, тиурама-вулканизатора, магнитного наполнителя - феррита бария и других добавок для придания композиционному материалу необходимых физико-механических характеристик. При этом содержание магнитного наполнителя в композиции составляет 82-90 мас.%. Однако этот эластичный материал, обладая достаточно высоким уровнем магнитных свойств, в настоящее время уже не удовлетворяет возросшим требованиям по теплостойкости (А.с. СССР N1274010, опубликовано 1986 г., МКИ H01F 1/113).
Увеличение требований по теплостойкости достигается использованием фтористых резин (Нудельман З.Н. Фторкаучуки: основы, переработка, применение. М.: ООО ПИФ РИАС, 2007, 364 с.) - прототип. Однако прочность фтористых резин при введении ферритового наполнителя Nd-Fe-B в качестве наполнителя падает.
Техническим результатом изобретения является увеличение прочности фтористой резины при использовании модифицированного γ-аминопропилтриэтоксисиланом (АГМ-9) порошка Nd-Fe-B в качестве наполнителя резины.
Указанный технический результат достигается путем создания резиновых смесей, в которых в качестве наполнителя используется порошок Nd-Fe-B, модифицированный 4,5÷5% раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана в этиловом спирте.
Пример 1. Получение модифицированного порошка Nd-Fe-B
В работе использовался порошок Nd-Fe-B фракции не более 0,28 мм.
Порошок Nd-Fe-B модифицировался 4,5÷5% раствором АГМ-9 в этиловом спирте.
Для решения поставленной задачи предлагается нанесение на поверхность порошка Nd-Fe-B 4,5÷5% спиртового раствора АГМ-9. После чего его высушивают при температуре 20÷25°С в течение 24÷25 ч.
Пример 2. Получение магнитного эластомера на основе фторкаучука
Изготавливалась резиновая смесь на основе фторкаучука, состоящая из (мас.ч. на 100 частей массы каучука): каучука СКФ-26 - 100,0; ускорителя вулканизации октаэтилтетраамидофосфонийбромида - 0,5÷0,6; сшивающего агента дифенилолпропана - 1,6÷1,7; активаторов вулканизации: магнезии жженой технической - 5,0÷6,0, гидроокиси кальция - 5,0÷6,0; мягчителей: дибутилсебацината - 1,0÷1,1, полиэтилена низкомолекулярного - 1,0÷1,1; наполнителей: технического углерода Т-900 - 20,0÷22,0, бария сернокислого - 10,0÷12,0. В указанную резиновую смесь вводился порошок Nd-Fe-B в количестве 50÷500 мас.ч., модифицированный 4,5÷5% спиртовым раствором АГМ-9.
Модифицированный порошок Nd-Fe-B вводился в резиновую смесь на вальцах ПД 320 при нулевом зазоре.
Образцы для испытания вулканизовали в гидравлическом прессе при температуре 175°С в течение 10 мин и давлении 3,5 кПа.
Предполагалось, что АГМ-9 может увеличить адгезию порошка Nd-Fe-В к резине за счет химического взаимодействия между матрицей резины (каучуком) и привитыми силанольными группами, образовавшимися на поверхности порошка Nd-Fe-B после модифицирования его поверхности.
Далее образцы намагничивали на установке импульсного тока при напряженности магнитного поля 1600 кА/м, в течение 5-7 мин.
Пример 3. Анализ резиновых смесей
Для наблюдения за изменениями прочности исходной и предлагаемой резиновой смеси в качестве сравнения использовалась фтористая резиновая смесь без модификации порошка Nd-Fe-B γ-аминопропилтриэтоксисиланом. В табл.1 приведен базовый состав резиновой смеси, близкий по составу к прототипу, с целью наблюдения за изменением свойств при введении порошка в интересах повышения прочности.
Было получено 6 смесей с различным содержанием порошка Nd-Fe-B. Составы исследованных резиновых смесей приведены в табл.1.
Испытывались образцы шириной (25±0,5) мм, толщиной (2,0±0,2) мм и длиной 115 мм. Испытания проводили на разрывной машине Zwick/Roell со скоростью перемещения подвижного захвата 100 мм/мин.
Физико-механические показатели заявляемой резиновой смеси в сравнении с прототипом представлены в табл.2.
2
5
Анализ результатов показал возможность применения порошка Nd-Fe-B, модифицированного 4,5÷5% спиртовым (СНОН) раствором γ-аминопропилтриэтоксисилана. При этом прочность резиновой смеси с модифицированным порошком Nd-Fe-B увеличивается в 1,20÷1,25 раза, по отношению к резиновой смеси с немодифицированным порошком Nd-Fe-B.
В указанную резиновую смесь для достижения технического результата вводился порошок Nd-Fe-B в количестве 50÷500 мас.ч. Использование порошка Nd-Fe-B ниже указанного предела нецелесообразно, т.к. резиновая смесь плохо намагничивается. Использование порошка Nd-Fe-B выше указанного предела приводит к значительному ухудшению физико-механических свойств.