РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в автомобильной и резинотехнической промышленности, для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Известна резиновая смесь, содержащая натуральный каучук, белила цинковые, крошку, изготовленную из коры пробкового дуба, углерода технического марки П-514, углерода технического марки П-701, серы технической, ацетонанила Р, сульфенамида Ц, диафена ФП, стеарина. RU 2386650 МПК C08L 7/00, C08L 79/04, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/09, C08K 5/18, C08K 5/441, опубл. 20.04.2010.
Однако использование коры дуба значительно удорожает резиновую смесь, а также резина на ее основе обладает недостаточной стойкостью к действию специфических сред.
Известна резиновая смесь, которая включает бутадиен-нитрильный каучук, серу, ускоритель вулканизации, оксид цинка, технический углерод, пластификатор, противостаритель и неорганический наполнитель - шлак феррохромовый саморассыпающийся. Варианты резиновой смеси могут включать смесь бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков, изопреновый, бутадиен-стирольный и смесь изопренового и бутадиенового каучуков, также различные пластификаторы, добавки и регенерат резиновых шин. RU 2149165 МПК7 C08L 9/00, C08L 9/02, C08L 9/06, C08K 13/02, C08K 13/02, C08K 3:04, C08K 3:06, C08K 3:10, C08K 3:22, C08K 3:36, C08K 5:01, C08K 5:40, C08K 5:44, опубл. 20.05.2000.
Недостатком данной резиновой смеси является невысокий температурный предел хрупкости.
Известна резиновая смесь, содержащая парафинатный бутадиен-нитрильный каучук в сочетании с высоконасыщенным гидрированным (степень гидрирования от 93 до 99%) бутадиен-нитрильным каучуком с содержанием нитрила акриловой кислоты 18% - 0,30 масс.ч. Дополнительно резиновая смесь содержит: серу, оксид магния, оксид цинка, технический углерод П-803, технический углерод П-514, дибутилсебацинат, пероксимон F, диафен ФП, ацетонанил. RU 2284337 МПК C08L 9/02, C08K 3/22, C08K 3/06, C08K 3/04, опубл. 27.09.2006.
Недостатками данной резиновой смеси являются невысокие показатели относительного удлинения и температуры хрупкости.
Известна резиновая смесь, включающая каучук бутадиен-нитрильный марки БНКС-40АМ, БНКС-40АМН, каучук бутадиен-нитрильный гидрированный марки БНКВ 4030, марки Тербан, серу, сульфенамид, альтакс, стеариновую кислоту, канифоль, дибутоксиэтиладипинат, белую сажу, белила цинковые, диафен ФП, технический углерод П-803, технический углерод П-245, модификатор РУ-Д, арамидное или полиамидное волокно. RU 2309962 МПК C08L 9/02, C08K 13/02, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 3/36, C08K 5/0, C08K 5/17, C08K 5/18 C08K 7/02 опубл. 10.11.2007.
Недостатками данной резиновой смеси являются невысокие показатели относительного удлинения и температуры хрупкости.
Известна цеолитсодержащая морозостойкая резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука и минерального наполнителя - цеолита, которая включает 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. Природный цеолит подвергают предварительно механической активации. 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, C08K 5/18, C08K 5/31 20.06.2008.
Однако минеральный наполнитель вводят в смесь в виде предварительно приготовленной полимерной композиции, что усложняет изготовление резиновой смеси. Также недостатком данной резиновой смеси является низкий показатель относительного удлинения.
2
6-x
x
x
8-х
Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая серу, N,N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, оксид цинка, альдоль-α-нафтиламина, N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м/г, стеариновую кислоту, дибутилфталат, дисульфид молибдена, β-сиалон общей формулы SiAlON. RU 2125068 МПК6 C08L 9/02, C08K 13/02 C08K 13/02, C08K 3:06, C08K 3:04, C08K 3:22, C08K 3:30, C08K 3:28
Однако известная резиновая смесь имеет недостаточные показатели по температурному пределу хрупкости и относительному удлинению при разрыве.
Задачей изобретения является создание морозостойкой резиновой смеси с повышенными техническими характеристиками, расширяющей ассортимент средств данного назначения.
Технический результат - улучшение технических характеристик, а именно температурного предела хрупкости и относительного удлинения при разрыве.
Поставленный технический результат достигается тем, что резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, серу, технический углерод, стеаринсодержащий компонент, оксид цинка и минеральный наполнитель, согласно изобретению дополнительно содержит технологические добавки: тиурам Д, нафтам-2, фактис, оксанол ЦС-100, воск ЗВП, цинколет ВВ 222 и пластификатор трихлорэтилфосфат, а в качестве бутадиен-нитрильного каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН и бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ 30, в качестве технического углерода - технический углерод П-803, технический углерод - Т-900, технический углерод - Т-324; в качестве стеаринсодержащего компонента - стеарин и в качестве минерального наполнителя - карбосил, при следующих соотношениях компонентов в масс.ч
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 АМН
75,00
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 ПВХ 30
25,00
Тиурам Д
3,00-4,00
Нафтам-2
2,00-3,00
Фактис
4,00-5,00
Оксанол ЦС-100
4,00-5,00
Технический углерод П 803
70,00-80,00
Технический углерод Т 900
30,00-40,00
Технический углерод 324
10,00-20,00
Оксид цинка
3,00-4,00
Сера
0,3-0,5
Стеарин
1,00-2,00
Воск ЗВП
3,00-4,00
Карбосил
50,00-60,00
Цинколет ВВ 222
1,5-2,5
Трихлорэтилфосфат
40,00-50,00
Отличием заявляемого решения является новое сочетание известных компонентов, используемых в различных резиновых смесях, и их новое количественное соотношение, что позволяет получить технический результат, выраженный в увеличении температурного предела хрупкости и относительного удлинения при разрыве, и тем самым расширить ассортимент смесей данного назначения. Применение разных марок каучука и технического углерода удешевляют резиновую смесь и делают ее более технологичной.
Резиновую смесь изготавливали смешением каучуков и других компонентов на вальцах ЛБ 320/150/150 по режимам, принятым для смеси 1352 по ТУ 38005204-84 на основе бутадиен-нитрильного каучука.
Примеры конкретного выполнения (составы резиновых смесей) приведены в табл.1. Технические характеристики приведены в табл.2
Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы:
Бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-18 АМН - ТУ 38.30313-98; бутадиен-нитрильный каучук марки СКН-18 ПВХ 30 - ТУ 38.40397-93; тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид) - ГОСТ 740-76; нафтам-2 (фенил-2-нафтиламин) - ГОСТ 39-79; углерод технический- ГОСТ 7885-86; цинковые белила (оксид цинка) - ГОСТ 202-92; сера техническая - ГОСТ 127.1-93; стеарин - ГОСТ 6484-84; воск ЗВП - ТУ 381011290-90; оксанол ЦС-100 - ТУ 6-36-1029-90; фактис - ТР 81-13-2002; карбосил - ТУ 57-16-201-10968286-2006; ТХЭФ (трихлорэтилфосфат) - ТУ 6-06-241-92; Цинколет ВВ 222 - фирма «Dunlop».
Синтетический бутадиен-нитрильный каучук, наполненный поливинилхлоридом (ПВХ) марки СКН-18 ПВХ-30 (ТУ 38.103213-2006), получается при совместной коагуляции бутадиен-нитрильного латекса с латексом поливинилхлорида. Брикеты от светло-желтого до темно-коричневого цвета.
Воск ЗВП (ТУ 381011290-90) - стабилизатор физического действия для резин общего и специального назначения. Представляет собой смесь продуктов переработки нефти - высших углеводородов с добавлением парафина. Т плавления - 65°С.
16
20
n
2n+2
2
2
m
Оксанол ЦС-100 (ТУ-6-3 6-1029-90) - поверхностно-активное вещество, получают оксиэтилированием первичных спиртов фракции C-С, получаемых алюмоорганическим синтезом. CHO(CHCHO)H, где n=19÷20, m=100. Внешний вид: твердые белые чешуйки. Водный раствор с массовой долей препарата 10% - прозрачная, почти бесцветная жидкость.
3
Карбосил КС-20. ТУ 5716-201-10968286-2006, выступает в композициях в роли полуактивного наполнителя. Высокодисперсный порошок черного цвета. Плотность 2,25-2,35 г/см. Применение наполнителя карбосила повышает пластичность смесей, что позволяет снизить долю пластификаторов.
Цинколет ВВ 222 представляет собой смесь высокомолекулярных алифатических эфиров жирных кислот. Применение: используется в полимерной химии как технологическая добавка, при переработке полимеров. Представляет собой хлопья белого или бледно-кремового цвета.
3
Имеет следующие свойства, температура размягчения 55+/-5°С; зола - (2 часа при 850°С) - 0,2 макс.%; удельный вес - 0,97 кг/м.
Таблица 1
Компоненты
Составы резиновых смесей (в масс. частях)
1
2
3
прототип
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-
75,00
75,00
75,00
-
18АМН
Бутадиен-нитрильный каучук, СКН-18
25,00
25,00
25,00
-
ПВХЗО
Бутадиен-нитрильный каучук с
-
-
-
100,00
содержанием нитрила акриловой
кислоты 17-23 мас.
ТиурамД
3,00
3,50
4,00
-
Сера
0,30
0,40
0,50
2,45-2,65
Стеарин
1,00
1,50
2,00
0,8-1,20
Оксид цинка
3,00
3,50
4,00
7,40-7,60
Технический углерод марки П 803
70,00
75,00
80,00
128-132
Технический углерод марки Т 900
30,00
35,00
40,00
-
Технический углерод марки 324
10,00
15,00
20,00
-
Нафтам-2
2,00
2,50
3,00
-
Воск ЗВП
3,00
3,50
4,00
-
Оксанол ЦС-100
4,00
4,50
5,00
-
Фактис
4,00
4,50
5,00
-
Карбосил
50,00
55,00
60,00
-
Цинколет ВВ 222
1,5
2,0
2,5
-
Трихлорэтилфосфат
40,00
45,00
50,00
-
N,N'-Дифенилгуанидин
-
-
-
0,20-0,30
Ди(2-бензотиазолил)дисульфид
-
-
-
2,60-2,80
Альдоль - нафталамин
-
-
-
3,80-4,20
N-(4-Гидроксифенил)нафтиламин-2
-
-
-
0,90-1,10
N-(1,3-Диметилбутил)-N'-
-
-
-
0,80-1,20
фенилендиамин-1,4
Дибутилфталат
-
-
-
18,0-22,0
Дисульфид молибдена
-
-
-
0,50-1,00
Сиалон
-
-
-
0,50-2,00
Фторопласт-4МБ
-
-
-
15,0-30,0
Таблица 2
Свойства резиновой смеси
Резиновая смесь по ТУ 380005204-84
Составы
Прототип
1
2
3
Прочность при растяжении, МПа
н/м<sup>*</sup> 6,0
7,2
7,5
7,4
12-13,8
Относительное удлинение при разрыве, %
н/м 300
350
350
350
140-235
Твердость, ед. Шора
50-60
55
57
60
-
Температурный предел хрупкости
н/в<sup>**</sup> -55
-57
-58
-57
-46--55
* - н/м - не менее** - н/в - не выше
Из таблицы 1 следует, что сочетание компонентов в заявляемой резиновой смеси приводит к улучшению показателя относительного удлинения при разрыве и температурного предела хрупкости, что расширяет ассортимент смесей данного назначения.