Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ БРОМСОДЕРЖАЩЕГО СОПОЛИМЕРА ФТОРОЛЕФИНОВ

Предлагаемое изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе тройных или четверных бромсодержащих сополимеров винилиденфторида (ВФ) или тетрафторэтилена (ТФЭ).

Такие композиции на основе бромсодержащих сополимеров предназначены для использования в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в других отраслях техники, где требуется стойкость к аминам, водяному пару, а также повышенные декомпрессионные характеристики, одной из которых является напряжение при 100% растяжении.

Известна композиция на основе сополимера винилиденфторида, тетрафторэтилена, бромтрифторэтилена и перфторалкилвинилового эфира формулы

, где

n=61,8 мол.%

m=20,9 мол.%

a=16,7 мол.%

p=0,6 мол.%, включающая на 100 масс.ч. сополимера 30 масс.ч. технического углерода марки №990, 3 масс.ч. Ca(OH)₂, 1,5 масс.ч. триалкилизоцианурата и 1,5 масс.ч. перекисного вулканизующего агента марки Luperox 101 XL.

Недостатком данной композиции является невысокий показатель напряжения при 100% растяжении, который составляет всего 4,0 МПа для наполненного вулканизата. Кроме того, условная прочность для вулканизатов такой композиции не превышает 6,7 МПа (Пат. США 6294627, C08F 116/12, приор. 18.05.1999 г.).

Известна композиция на основе тройного бромсодержащего сополимера тетрафторэтилена общей формулы

, где

R_F=-CF₃, -CF₂CF₂CF₃

n=50,0÷70,0

m=29,0÷49,0

p=0,3÷2,5

K=1-3, включающая на 100 масс.ч. сополимера 25 масс.ч. технического углерода марки Т-900, 3 масс.ч. гидрооксида кальция, 2,5 масс.ч. перекисного вулканизующего агента марки Luperox 101 XL и 2,5 масс.ч. соагента вулканизации - триаллилизоцианурата. Вулканизаты данной композиции имеют хорошие прочностные показатели (15,1-19,2 МПа), однако показатель напряжения при 100% растяжении составляет всего 5,0-8,5 МПа (Пат. RU 2408608, C08F 14/16, C08F L 27/18, приор. от 25.03.09).

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является композиция на основе бромсодержащего сополимера формулы

, где

R=-СН₂, -CF₂, но не менее 60% мол R=СН₂

R_f=-CF₃, -OCF₃, -OCF₂CF₂CF₂OCF₃, -OCF₂CF₂(OCF₂)₂OCF₃

n=64,0-85,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%,

K=1-3, включающая на 100 масс.ч. сополимера 25 масс.ч. технического углерода марки Т900, 3 масс.ч. гидрооксида кальция, 2,5 масс.ч. вулканизующего агента марки Luperox 101 XL и 2,5 масс.ч. агента совулканизации - триаллилизоцианурата (Пат. Ru 2407753, C08L 27/16, приор, от 25.03.09).

Вулканизаты такой композиции обладают хорошими прочностными показателями (до 20,4 МПа), эластичностью, однако напряжение при 100% растяжении колеблется в рамках от 4,2 до 12,1 МПа.

Задачей данного технического решения является разработка композиции на основе бромсодержащих сополимеров фторолефинов, обладающих повышенным напряжением при 100% растяжении при сохранении остальных физико-механических показателей.

Поставленная задача достигается тем, что композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, включающая перекисный вулканизующий агент, соагент вулканизации - триаллилизоцианурат, технический углерод и гидрооксид кальция дополнительно содержит фуллереновую сажу при следующем соотношении компонентов, масс.ч

В качестве основы композиции могут быть использованы различные бромсодержащие тройные или четверные сополимеры фторолефинов.

Например, сополимеры следующих структур

, где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%,

K=1-3;

, где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

, где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

, где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

, где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

, где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

, где

n=64,0-84,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

, где

n=64,0-84,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

, где

n=64,0-84,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

, где

n=60,0-80,0 мол.%

m=15,0-30,0 мол.%

a=5,0-25,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

, где

n=60,0-80,0 мол.%

m=15,0-30,0 мол.%

a=5,0-25,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%.

В качестве наполнителя используют технический углерод марки Т-900, который является промышленным продуктов.

Гидрооксид кальция выпускается по ГОСТ 9262-77 триаллилизоцианурат - ТУ 6-01-2-699-86; сажа фуллереновая - в соответствии с ТУ 2165523364-2010.

В качестве вулканизующего агента используют перекись 2,5-бис-(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан, выпускаемую под маркой Luperox 101 XL.

Смешение компонентов резиновой смеси проводят в резиносмесителях закрытого типа или на вальцах при температуре валков 20-25°С.

Сначала подают сополимер, затем технический углерод, фуллереновую сажу, а затем компоненты вулканизующей системы: гидрооксид кальция, Luperox 101 XL, триаллилизоцианурат.

Вулканизацию проводят в две стадии сначала в прессе при 165-177°С в течение 15÷20 мин, а затем в термостате при ступенчатом подъеме температуры от 20° до 230° в течение 24 час. Оценку физико-механических свойств композиции проводят по следующим государственным стандартам:

- упруго-прочностные показатели - по ГОСТ 270-75;

- твердость по Шору - по ГОСТ 270-75;

- накопление относительной остаточной деформации сжатия при 200°С в течение 24 час. при 20% сжатии - по ГОСТ 9029-74. Нижеприведенные примеры не ограничивают, а только иллюстрируют данное изобретение.

Пример 1

На вальцах при температуре валков 25°С проводят смешение 100 масс.ч. сополимера формулы I, где n=67,0 мол. %, m=32,1 мол. %, p=0,9 мол. %. Полученную смесь подвергают вулканизации сначала в прессе при 177°С в течение 15 мин с последующим термостатированием при ступенчатом подъеме температуры от комнатной до 230°С в течение 24 часов. Последующие примеры, включая данный пример и контрольные (примеры 2, 9), сведены для удобства рассмотрения в таблицу 1. Свойства полученных вулканизатов приведены в таблице 2. Как видно из данных, приведенных в таблице 2, предлагаемая композиция позволяет получить вулканизаты на основе бромсодержащих сополимеров фторолефинов, обладающие повышенным показателем напряжения при 100% растяжении при сохранении остальных физико-механических свойств.