Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к производству резиновых смесей, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий.

Существует патент РФ №2355719 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Клейменова Наталья Леонидовна, опубл. 20.05.2009], где предполагается использование фуллеренов и их композиций для полимерной композиции, состоящей из бутадиенового каучука, немаслонаполненного бутадиенстирольного каучука, изопренового каучука, белилцинковых кремнекислоты, кислоты стеариновой, серы полимерной, дифенилгуанидина, тетраметилтиурамсульфида и фуллеренсодержащего технического углерода с дисперсностью 100 мкм в количестве 0,79-2,96 мас. %.

Известны патенты РФ №2482142 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Акатов Евгений Сергеевич, опубл. 20.05.2013] и №2446190 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Гудков Максим Андреевич, опубл. 27.03.2012]. Изобретения относятся к химической промышленности, в частности к производству озоностойких резиновых смесей, предназначенных для цветных или белых боковин легковых и велошин, а также для защитных и декоративных элементов боковины шин грузового и легкогрузового ассортимента шин. В этих полимерных композициях используется смесь фуллеренов фракции С50-С92.

Известен также патент РФ №2476458 [Губжев Тимур Аскарбиевич, Тхакахов Эльдар Русланович, Каширгов Аскер Арсенович, Тхакахов Руслан Баширович, Карамурзов Барасби Сулейманович, опубл. 27.02.2013]. Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе синтетического бутадиенового каучука и может быть использовано в кабельной и обувной промышленности. В полимерной композиции используется каучук бутадиеновый СКД-35 - 80, полиэтилен высокого давления - 20, сера - 1,6, оксид цинка - 2,4, сантокюр - 0,72, стеарин - 0,8, технический углерод - 0,1-5,37 масс. ч.

Недостатками указанных полимерных композиций является относительно невысокая стойкость к топливам, маслам и агрессивным средам вулканизатов, полученных на их основе, и невысокая усталостная выносливость при динамическом нагружении.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка рецептуры резиновой смеси для изготовления резинотехнических изделий специального назначения, обладающих высоким сопротивлением трению, с улучшенными физико-механическими характеристиками и возможностью работы в агрессивных средах.

В качестве аналога был выбран патент РФ №2519402 [Игуменова Татьяна Ивановна, Попов Геннадий Васильевич, Клейменова Наталья Леонидовна, опубл. 10.06.2014]. Полимерная композиция может использоваться как для изготовления резиновых изделий различного хозяйственного назначения, работающих в контакте с агрессивными средами, при повышенных температурах, так и для создания конструкционных изделий вместе с резинами на основе каучуков общего назначения.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что при изготовлении полимерной композиции используют: каучук СКИ-3, каучук СКД, каучук СКС30АРКП, окись цинка, серу техническую, сульфенамид Ц, кислоту стеариновую, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6 и битум нефтяной щелочной при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости к воздействию агрессивных сред, повышении сопротивления к истиранию и улучшении технологических свойств полимерной композиции.

Способ приготовления полимерной композиции осуществляется следующим образом. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На предварительно подогретых до 50±5°С вальцах вальцуют каучуки СКИ-3, СКД, СКС30АРКП, затем последовательно добавляют ингредиенты: окись цинка, сера техническая, сульфенамид Ц, кислота стеариновая, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллереновая фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6, битум нефтяной щелочной; смесь готовят в течение 20 минут и снимают в виде листа при температуре не выше 100°С; полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Полимерную композицию готовят при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Использование в рецептуре смеси фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂ позволяет получить полимерную композицию с высокими физико-механическими показателями вулканизатов, кроме того, указанное сочетание компонентов обуславливает повышение устойчивости полимерной композиции к воздействию агрессивных сред.

Разработанная полимерная композиция обладает хорошими технологическими свойствами, легко перерабатывается на существующем оборудовании, готовые изделия будут отличаться высокой стойкостью к кислородному старению, улучшенными физико-механическими показателями, стойкостью к агрессивным средам.

Полимерные композиции, изготовленные по предлагаемой рецептуре, могут применяться для изготовления резинотехнических изделий специального назначения, работающих в контакте с агрессивными средами, испытывающих повышенный износ в результате фрикционной нагрузки.

Способ поясняется следующими примерами

Пример 1.

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,24021 кг (24,021 мас. %) каучук СКИ-3; 0,06005 кг (6,005 мас. %) каучук СКД; 0,1802 кг (18,02 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01802 кг (1,802 мас. %) окись цинка; 0,00601 кг (0,601 мас. %) сера техническая; 0,00300 кг (0,300 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01201 кг (1,201 мас. %) кислота стеариновая; 0,06005 кг (6,005 мас. %) углерод технический П234; 0,2402 кг (24,02 мас. %) углерод технический П514; 0,06005 кг (6,005 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00009 кг (0,009 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01201 кг (1,201 мас.%) ацетонанил Н; 0,01802 кг (1,802 мас. %) воск ЗВП; 0,03003 кг (3,003 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,06005 кг (6,005 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.

Пример 2.

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,20880 кг (20,880 мас. %) каучук СКИ-3; 0,06960 кг (6,960 мас. %) каучук СКД; 0,18560 кг (18,560 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01856 кг (1,856 мас. %) окись цинка; 0,00813 кг (0,813 мас. %) сера техническая; 0,00812 кг (0,812 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01160 кг (1,160 мас. %) кислота стеариновая; 0,06960 кг (6,960 мас. %) углерод технический П234; 0,23200 кг (23,200 мас. %) углерод технический П514; 0,05799 кг (5,799 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00008 кг (0,008 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01160 кг (1,160 мас. %) ацетонанил Н; 0,01856 кг (1,856 мас. %) воск ЗВП; 0,03016 кг (3,016 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,06960 кг (6,960 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученную резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.

Пример 3.

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,18866 кг (18,866 мас. %) каучук СКИ-3; 0,07547 кг (7,547 мас. %) каучук СКД; 0,18867 кг (18,867 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01887 кг (1,887 мас. %) окись цинка; 0,00943 кг (0,943 мас. %) сера техническая; 0,01132 кг (1,132 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01132 кг (1,132 мас. %) кислота стеариновая; 0,07547 кг (7,547 мас. %) углерод технический П234; 0,22827 кг (22,827 мас. %) углерод технический П514; 0,05660 кг (5,660 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00007 кг (0,007 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01132 кг (1,132 мас. %) ацетонанил Н; 0,01887 кг (1,887 мас. %) воск ЗВП; 0,03019 кг (3,019 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,07547 кг (7,547 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученную резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, полимерная композиция, изготовленная согласно рецептуре по примеру 2, имеет наилучшие показатели и позволяет: улучшить физико-механические свойства резин, обеспечить устойчивость полимерной композиции к воздействию агрессивных сред.