×
09.06.2018
218.016.5f66

Вулканизуемая резиновая смесь на основе фторкаучука

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления колец, прокладок и других уплотнительных деталей, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах. Вулканизуемая резиновая смесь содержит, мас.ч.: фторкаучук СКФ-26-100, вулканизующий агент – бифургин-5, активатор вулканизации - оксид магния-12, наполнитель - технический углерод П-803-15 и магниевую лактамсодержащую композицию - 4-5. Предварительно приготавливают магниевую лактамсодержащую композицию, мас.% : из оксида магния - 4-6, диспергированного в расплаве ε-капролактама-30-34, и триметилолпропана-61-65 при температуре 18-25°С в течение 6-7 часов. Изобретение позволяет снизить вязкость резиновой смеси и улучшить физико-механические свойства вулканизатов. 3 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления колец, прокладок и других уплотнительных деталей, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе фторкаучука, использующая в качестве вулканизующего агента бис-фурилиденгексаметилендиимин - бифургин (справочник резинщика. - М., 1971, с. 154-155; ГОСТ 18376-79). Однако вулканизаты этой смеси обладают сравнительно низкими упруго-прочностными показателями. Как правило, условная прочность при разрыве вулканизатов этой смеси, не превышает 12 МПа, а относительное удлинение при разрыве, что не всегда отвечает эксплуатационным требованиям, не более 100%. Кроме того, бифургин нестабилен при хранении, а резиновые смеси с его содержанием, имеют склонность к подвулканизации и прилипают к пресс-форме в процессе вулканизации.

Наиболее близкой является вулканизуемая резиновая смесь на основе фторкаучука СКФ-26, включающая вулканизующий агент - бифургин, активатор вулканизации - оксид магния, наполнитель - технический углерод П-803 и магниевую лактамсодержащую комплексную соль в количестве 3 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука, полученную взаимодействием оксида магния с е-капролактамом в расплаве ε-капролактама с салициловой кислотой при температуре 80-150°С в течение 90-120 мин при мольном соотношении компонентов: MgO - 1, ε-капролактам - 2, салициловая кислота - 2 (пат. РФ №2543179, МПК C08L 27/20, C08K 13/02, опубл. 27.02.15).

Данная резиновая смесь обладает удовлетворительными технологическими показателями и, в частности, низкой вязкостью. Вулканизаты из нее получаются с более высокими физико-механическими показателями, по сравнению с вулканизатами, содержащими бифургин.

Однако в условиях производственных испытаний и последующего статистического анализа их результатов, не всегда удается получать изделия, отвечающие идеальным условиям формования резиновой смеси, вследствие ее относительно высокой вязкости. Так, например, при использовании вулканизуемой резиновой смеси на основе фторкаучука, содержащей в качестве вулканизующего агента бифургин, можно получить около 5% бракованных изделий из-за их «недопресса», в случае использования вулканизуемой резиновой смеси на основе фторкаучука, содержащей магниевую лактамсодержащую комплексную соль, количество бракованных изделий уменьшается незначительно - всего на 1%.

Задачей изобретения является снижение вязкости резиновых смесей для облегчения их формования и, тем самым, снижения количества бракованных изделий.

Техническим результатом изобретения являются вулканизаты на основе фторкаучука с высокими физико-механическими показателями.

Поставленный технический результат достигается использованием вулканизуемой резиновой смесью на основе фторкаучука СКФ-26, включающей вулканизующий агент - бифургин, активатор вулканизации - оксид магния, наполнитель - технический углерод П-803 и магниевую лактамсодержащую добавку, при этом в качестве магниевой лактамсодержащей добавки резиновая смесь содержит магниевую лактамсодержащую композицию, предварительно приготовленную из оксида магния, диспергированного в расплаве е-капролактама и триметилолпропана при температуре 18-25°С в течение 6-7 часов при соотношении компонентов магниевой лактамсодержащей композиции, масс. %:

Оксид магния 4-6
ε-Капролактам 30-34
Триметилолпропан 61-65,

при следующем соотношении компонентов вулканизуемой резиновой смеси, масс. ч.:

Фторкаучук СКФ-26 100
Бифургин 5
Оксид магния 12
Технический углерод П-803 15
Магниевая лактамсодержащая композиция 4-5

Диспергирование оксида магния (MgO) в расплаве ε-капролактама и триметилолпропана (ТМП) проводится в любом, приемлемом для этих целей, аппарате. Это может быть, например, жерновая или шаровая мельницы. Нижний температурный интервал диспергирования (18°С) определяется из условий возможности соударения шаров в шаровой или вращения дисков в жерновой мельнице. При температуре ниже 18°С вязкость расплава ε-капролактам - триметилолпропан увеличивается, что делает невозможным соударение шаров в шаровой (они «зависают») или вращение дисков жерновой мельницы. При температуре выше 25°С, напротив, вязкость расплава заметно уменьшается, что может привести к расслоению дисперсии. Время диспергирования определяется из соображений получения устойчивой коллоидной системы, не способной к расслоению.

В процессе диспергирования MgO в расплаве ε-капролактама и триметилолпропана образуются магниевая лактамсодержащая композиция (МЛК). МЛК представляет собой водородносвязанный хелатный комплекс с ТМП, в которой MgO находится в химически связанном и диспергированном состояниях.

Образование хелатного комплекса подтверждается данными ИК-спектроскопии. Так, в спектре комплекса обнаруживаются две полосы: сильная - в области 1650 см-1 и слабая - около 1400 см-1, которые, как известно [Р. Сильверстейн, Г. Басслер, Т. Моррил Спектрометрическая идентификация органических соединений, Москва, 1977 г., с. 183] принадлежат карбоксилатаниону в соли карбоновой кислоты.

Таким образом МЛК образуется при диспергировании оксида магния в расплаве ε-капролактама и ТМП. Гидроксильные группы ТМП способны к образованию водородных связей как между молекулами ТМП, так и ТМП с хелатным комплексом, за счет, например, карбонильной группы хелатного комплекса и гидроксильной группой ТМП.

Образование магниевой лактамсодержащей композиции, в целом, подтверждается также данными золь-гель анализа. Так, после промывания навески композиции ацетоном (операцию промывания повторяли 5 раз; каждая по 10 мл), на фильтре с синей лентой оставалось 31-33% от первоначальной массы навески. В то же время, при промывании механической смеси, того же состава, на фильтре с синей лентой остается 4-4,5% от первоначальной массы навески, что приблизительно ответствует количеству оксида магния в исходной композиции (его содержание в заявляемых материалах 4-6%.). Следовательно, можно ожидать, что в процессе диспергирования в шаровой мельнице синтезируются соединение (хелатный комплекс), которое, в отличие от индивидуальных продуктов, - ε-капролактама и триметилолпропана, или их механической смеси, нерастворимо в ацетоне. Агрегаты таких соединений (в силу стерических затруднений) не способны проникать через ячейки фильтра с синей лентой. Увеличение размеров ячейки фильтра уменьшает количество осадка на фильтре, но тем не менее его масса всегда остается больше, чем масса оксида магния входящего в заявляемую композицию.

Фильтрат МЛК остается оптически плотным еще после многих суток отстаивания. Фильтрат же механической смеси, после двух часов осветляется полностью. Таким образом, через фильтр проходят коллоидные частицы, в которых хелатный комплекс и ТМП, связанные водородными связями, адсорбированы на поверхности частиц MgO. На фильтре же остаются более крупные агрегаты, адсорбированные на более крупных частицах MgO.

Изобретение позволяет снизить вязкость резиновых смесей на основе фторкаучука СКФ-26 в большей степени, чем это возможно при использовании бифургина и магниевой лактамсодержащей комплексной соли, а также, повысить основные физико-механические показатели вулканизатов.

Для получения магниевой лактамсодержащей композиции используют 8-капролактам по ГОСТ 7850-86, оксид магния по ГОСТ 4526-75 и триметилолпропан (импорт.).

Магниевую лактамсодержащую композицию получают следующим образом.

В шаровую мельницу объемом 3 дм3 загружают 600 г расплава е-капролактама с ТМП. Расплавы предварительно готовят в керамическом реакторе при температуре 60-70°С, соблюдая, соответственно, граничные соотношения 8-капролактама к ТМП, указанные в формуле изобретения, масс. %: 34 и 62; 30 и 65; 33 и 61. Заявленные соотношения позволяют получить не расслаивающиеся со временем расплавы и обеспечивают им вязкость вполне приемлемую для диспергирования MgO.

Таким образом, приготовленные три расплава охватывают крайние и средние соотношения ε-капролактама к ТМП. Далее расплав охлаждают до комнатной температуры. При этом он остается жидким. Затем, его переносят в шаровую мельницу, куда и загружают расчетное количество предварительно просеянного через сито (100 мкм), MgO. В первый расплав - 4, во второй - 5, в третий - 6 масс. %, соответственно. Причем, MgO вводят порциями - по 1/6 части расчетной навески. Это делается для того, чтобы шары при работе мельницы не «зависали» в дисперсии. Период работы мельницы, от порции к порции, составляет 1 час. Таким образом, общее время вращения мельницы при общей массе загружаемых ингредиентов 600-800 г составляет 6-7 часов.

Количество MgO, равное 4 масс. %, соответствующее крайнему значению, определяет минимальное его количество, необходимое для создания магниевой лактамсодержащей композиции в целом, оказывающей, в дальнейшем, положительное влияние на технологические свойства смеси и физико-механические свойства вулканизатов. При содержании MgO, большем 6 масс. %, становится невозможным осуществлять нормальную работу мельницы: шары «зависают» в вязкой дисперсионной среде, ε-Капролактам и ТМП взяты в соотношениях, близких к эвтектическому, обеспечивающих расплаву необходимую вязкость для осуществления процесса диспергирования MgO в расплавах. При других соотношениях, не входящих в формулу изобретения, вязкость расплавов становится не оптимальной для осуществления процесса диспергирования MgO.

Содержание МЛК в составе резиновой смеси должно быть ограничено 4 и 5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука. Такое ограничение диктуется некоторым ухудшением прочностных свойств вулканизатов при дозировках как меньших, так и больших заявляемых (табл. 3).

В качестве примеров, подтверждающих правомерность формулы изобретения с позиций состава заявленной резиновой смеси и условий приготовления МЛК, могут быть резиновые смеси и их вулканизаты.

Составы резиновых смесей представлены в табл. 1

Пример 1. Вулканизуемая резиновая смесь на основе фторкаучука, готовилась следующим образом.

Предварительно приготовленную МЛК, имеющую свойства вязкой жидкости, отправляют на участок приготовления резиновых смесей. Вязкость МЛК по Брукфильду (измерения проводились на вискозиметре RVDV-II+P при 40°С) составляла 2200 сП сразу после приготовления и 2700 сП после 3 суток хранения.

Резиновую смесь готовят на лабораторных вальцах по общепринятой технологии, которая предусматривает следующий порядок введения ингредиентов в каучук: технический углерод П-803, оксид магния, бифургин и МЛК. Состав резиновой смеси, МЛК, изготовленной по примеру 1, представлен в таблице 1. В этой же таблице приведены составы смесей, приготовленных в соответствии с аналогом (состав с бифургином) и - с прототипом (состав с магниевой лактамсодержащей композицией), а также две контрольных смеси: первая - с 3 масс.ч. МЛК и вторая - с 6 масс.ч. МЛК.

Полученные вулканизаты термостатировали в течение суток. Упруго-прочностные свойства вулканизатов определялись по ГОСТ 270-75.

Резиновую смесь, состав которой указан в табл.1, готовили на лабораторных вальцах по общепринятой технологии.

Реометрические характеристики резиновых смесей на основе СКФ-26 (ГОСТ 12535-84) представлены в табл. 2.

Реометрические показатели определяли с помощью реометра MZ-4010 В1. Вулканизацию резиновых смесей проводили при температуре 160°С, в течение 40 мин. - время достижения оптимума вулканизации. Полученные вулканизаты термостатировали в течение суток при 200°С. Упруго-прочностные свойства вулканизатов определялись по ГОСТ 270-75.

Пример 2. Отличается от первого примера только составом композиции, масс. %: ε-капролактама - 30, ТМП - 65, MgO - 5.

Пример 3. Отличается от первого примера только составом композиции, масс. %: ε-капролактама - 33, ТМП - 61, MgO - 6.

Резиновые смеси, приготовленные в соответствии с аналогом и прототипом вулканизовались и подвергались испытаниям таким же образом, как в примере 1.

Как следует из представленных данных в табл.2, положительным фактором, судя по минимальному крутящему моменту, подтверждающим заявленную цель, является снижение вязкости резиновых смесей, изготовленных с использованием МЛК. Снижение вязкости резиновых смесей происходит в результате пластифицирующего эффекта, вызванного МЛК, имеющей, как отмечалось выше, свойства вязкой жидкости. МЛК, в таком состоянии, необходима для осуществления нормального технологического процесса, обеспечивающего, в свою очередь, полное заполнение пресс-формы.

Из приведенных в табл. 2 также следует, что другие реометрические показатели, такие как MH, τs, τ90, S, практически, находятся на уровне показателей резиновой смеси, изготовленной в соответствии с аналогом и несколько отличаются от показателей резиновой смеси, изготовленной в соответствии с прототипом, хотя относительно низкое значение показателя последней - время начала вулканизации, правильнее считать отрицательным технологическим параметром, из-за возможности подвулканизации смеси.

Физико-механические показатели вулканизатов представлены в табл. 3.

Влияние магниевой лактамсодержащей композиции на процесс структурирования каучука не прекращается в период термостатирования - 200°С, 24 часа. При этом гидроксильные группы ТМП способствуют дополнительному сшиванию макромолекул эластомера. Об этом свидетельствуют данные физико-механических испытаний вулканизатов резиновых смесей. Видно, что вулканизаты заявляемых резиновых смесей обладают более высокими прочностными показателями, чем вулканизаты смесей аналога и прототипа. Это позволяет уменьшить разрыв изделий при их извлечении из пресс-формы.

Улучшение физико-механических свойств вулканизатов заявляемой резиновой смеси может быть следствием формирования пространственной сетки различной энергетической природы.

Возможно, что MgO, диспергированный в составе МЛК, способствует снижению энергии активации структурирования.

Таким образом, вулканизуемые резиновые смеси из заявленных соотношений фторкаучука СКФ-26, бифургина, оксида магния, технического углерода П-803 и магниевой лактамсодержащей композиции, приготовленной при заданном соотношении компонентов обеспечивают получение вулканизатов на основе фторкаучука с высокими физико-механическими показателями.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 362 items.
13.01.2017
№217.015.8863

Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины. Поперечное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602533
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.9187

Производные 2-(адамант-2-ил)этиламина, обладающие потенциальной противовирусной активностью

Изобретение относится к новым адамантансодержащим аминам нижеуказанной общей формулы, конкретно к 2-(адамант-2-ил)пентан-1-амину и 2-(адамант-2-ил)фенилэтил-1-амину, Новые соединения проявляют антивирусную активность. В общей формуле R=СН, СН. 1 табл., 2 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605698
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.a63b

Продольная галерея-потерна бетонной плотины

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкциям продольных галерей-потерн бетонных плотин. Продольная галерея-потерна 5 бетонной плотины 1 выполнена в поперечном сечении в виде треугольника Рело. Причем один из углов треугольника Рело направлен в верхнюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608066
Дата охранного документа: 12.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9ef

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью. Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью, включает криволинейную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611805
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa09

Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для напорных туннелей гидроэлектростанций с обделкой. Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций включает выработку 3 с углами и со сводом во вмещающей туннель породе и бетонную обделку 2 с расположенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611718
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.aa6f

Дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации, а именно к дренажным трубам. Дренажная труба с перфорационными отверстиями 3 в поперечном сечении выполнена в виде треугольника Рело и имеет донную часть 1 и боковые части 2. Один из углов 4 треугольника Рело расположен в верхней сводной части трубы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611803
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa9d

Кротодренажное устройство

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Устройство включает вертикальный нож, горизонтальный нож с симметрично расположенными относительно вертикального ножа открылками с прикрепленными к каждому из них дренером с поперечным сечением в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611787
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aaa0

Рабочий орган кротодренажной машины

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Рабочий орган кротодренажной машины включает вертикальный нож 1 с двумя Г-образными крыльями 2 и дренеры 4, прикрепленные к Г-образным крыльям 2 вертикального ножа 1 посредством расположенных сзади него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611800
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aae8

Осушительная дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для устройства дренажа. Осушительная дренажная труба выполнена с расположенной в ее нижней части лотковой частью и верхней части - водоприемной частью с перфорационными отверстиями. В поперечном сечении осушительная дренажная труба...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611717
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab95

Теплозащитный материал

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612304
Дата охранного документа: 06.03.2017
Showing 1-10 of 17 items.
20.09.2014
№216.012.f578

Комплексный противостаритель для резин

Изобретение относится к области шинной и резинотехнической промышленности. Комплексный противостаритель для резин содержит порошкообразный носитель - оксид цинка - и жидкий сплав противостарителей, полученный при 70-90°C, содержащий N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин, борную кислоту в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528673
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.09.2014
№216.012.f625

Магниевая лактамсодержащая комплексная соль в качестве вулканизующего агента для фторкаучуков и способ ее получения

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, к производству резинотехнических изделий и может быть использовано для вулканизации резиновых смесей на основе фторкаучуков. Получают магниевую лактамсодержащую комплексную соль [Mg(CHNO)](CHO). Способ получения магниевой лактамсодержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528846
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.02.2015
№216.013.2dbf

Вулканизуемая резиновая смесь на основе фторкаучука

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе фторкаучука, и может быть использовано для изготовления колец, прокладок и других уплотнительных деталей, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах. Вулканизуемая резиновая смесь на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543179
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.08.2015
№216.013.6d06

Смола для повышения клейкости резиновых смесей

Изобретение относится к получению смолы для повышения клейкости резиновых смесей и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Смола содержит, мас.%: канифоль - 55-70, эвтектический расплав ε-капролактама - 5-8 с N-изопропил-N′-фенил-n-фенилендиамином - 15-25 и оксид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559468
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6d07

Комплексный противостаритель для резин

Изобретение относится к получению комплексного противостарителя для резин и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Комплексный противостаритель для резин включает, мас.ч.: порошкообразный носитель - коллоидную кремнекислоту - 45-55 и жидкий сплав противостарителей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559469
Дата охранного документа: 10.08.2015
13.01.2017
№217.015.7117

Промотор адгезии резины к текстильному корду

Изобретение относится к получению комплексного промотора адгезии для резин и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Промотор состоит из ε-капролактама, N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамина и оксида цинка. При этом дополнительно содержит малеиновый ангидрид и оксид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596251
Дата охранного документа: 10.09.2016
25.08.2017
№217.015.cab7

Комплексный противостаритель для резин

Изобретение относится к получению комплексного противостарителя для резин, обеспечивающего последним высокие физико-механические показатели и их сохранение в процессе термоокислительного старения. Изобретение может быть использовано в резинотехнической промышленности для обеспечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620058
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cadc

Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин

Изобретение относится к вулканизуемым резиновым смесям для изготовления светлых резин на основе натурального каучука. Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин содержит следующие компоненты мас. ч.: натуральный каучук 100,0; сера 2,50; дифенилгуанидин 0,37; каптакс 0,48;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620059
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb40

Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин

Изобретение относится к вулканизуемым резиновым смесям для изготовления светлых резин на основе синтетического полиизопренового каучука. Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин содержит, мас.ч.: каучук СКИ-3 100,0; серу 1,0; дифенилгуанидин 3,0; альтакс 0,60; оксид цинка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620060
Дата охранного документа: 22.05.2017
18.05.2018
№218.016.5066

Водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим резинам на основе бутадиен-нитрильных каучуков, которые могут использоваться в пакерах и другом скважинном оборудовании. Резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука содержит, мас.ч.: каучук БНКС-28 100,0; сера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653024
Дата охранного документа: 04.05.2018
+ добавить свой РИД