резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов

Формула изобретения

Резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов, включающая бутилкаучук, хлоропреновый каучук и хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук, полученный смешением этилен-пропилен-диенового каучука и хлорсодержащего углеводорода общей формулы C_n·H_(2n+2)-x Cl _x, где n=10-30, х=7-24 при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, а также резиновая смесь содержит в расчете на 100 мас.ч. смеси каучуков стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, минеральное масло «стабилойл» и фенол-формальдегидную смолу «амберол 137» при следующем соотношении компонентов резиновой смеси, мас.ч.:

бутилкаучук	75-90
хлоропреновый каучук	0-10
вышеуказанный хлорсодержащий
этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук	7-20
стеариновая кислота	1-3
оксид цинка	4-10
технический углерод	30-60
минеральное масло «стабилойл»	3-8
смола фенол-формальдегидная «амберол 137»	5-10

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к рецептуре резиновых смесей и может быть использовано в резиновой промышленности в производстве шин и резинотехнических изделий.

Известна резиновая смесь на основе хлоропренового и изопренового каучуков, включающая в качестве модификатора хлоролефин (SU 516718, 1976). Однако резины, получаемые из данной резиновой смеси, имеют значительную истираемость.

Известна другая резиновая смесь на основе хлоропренового и бутадиен-метилстирольного каучуков, включающая цинковые белила, технический углерод, N-фенилнафтиламин - 2, ди (2-бензотиазолил) дисульфид, серу, стеариновую кислоту, парафин и индустриальное масло. Получаемые резины обладают высокими прочностными показателями, но имеют высокую истираемость (Технические условия на детали автомобильного и тракторного машиностроения, № 38-005-204-71).

Из SU 1054379, 15.11.1983 известна резиновая смесь на основе хлоропренового и бутадиен-метилстирольного каучуков, включающая цинковые белила, технический углерод, N-фенилнафтиламин-2, ди (2-бензотиазолил) дисульфид, серу, стеариновую кислоту, парафин, индустриальное масло, полиоксипропилендиуретандиаллилат или полиоксипропилентриуретантриаллилат при определенных соотношениях этих компонентов. Получаемая резиновая смесь обладает повышенной устойчивостью к истиранию, но не обладает необходимыми свойствами, являющимися технической задачей изобретения.

Из RU 2296782, 10.04.2007 известна резиновая смесь, которая содержит изопреновый каучук, наполненный хлорбутилкаучук, полученный взаимодействием при смешении бутилкаучука и хлорированного углеводорода общей формулы С_n Н_(2n+2)-х Сl_х, где n=10-30, х=7-24 при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, серу, сульфенамидный ускоритель, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, полиэтилен высокого давления, алкилфеноламинную смолу. Технической задачей является повышение защиты резиновой смеси от возможной преждевременной вулканизации в процессах ее изготовления и переработки. Однако известная резиновая смесь не обладает необходимым комплексом свойств и предназначена для герметизирующего слоя при производстве бескамерных шин и пневмоконструкций.

Технической задачей заявленного изобретения является уменьшение ползучести, осмоляемости и увеличения динамической выносливости резин для диафрагм форматоров-вулканизаторов.

Поставленная техническая задача достигается тем, что резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов включает бутилкаучук, хлоропреновый каучук и хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук, полученный смешением этилен-пропилен-диенового каучука и хлорсодержащего углеводорода общей формулы С_n Н _(2n+2)-х Сl_х, где n=10-30, х=7-24 при температуре 80-150°С в присутствии коллоидной двуокиси кремния, вводимой в смесь в процессе их смешения, а также резиновая смесь содержит в расчете на 100 мас.ч смеси каучуков стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод, минеральное масло «Стабилойл» и фенолформальдегидную смолу «Амберол-137» при следующем соотношении компонентов резиновой смеси в мас.ч.:

Бутилкаучук	75,0-90,0
Хлоропреновый каучук	0-10,0
Вышеуказанный хлорсодержащий
этилен-пропилен-диеновый наполненный каучук	7,0-20,0
Стеариновая кислота	1,0-3,0
Оксид цинка	4,0-10,0
Технический углерод	30,0-60,0
Минеральное масло «Стабилойл»	3,0-8,0
Смола фенолформальдегидная «Амберол-137»	5,0-10,0

В резиновой смеси по изобретению используют, например, в качестве бутилкаучука - бутилкаучук БК-1675, технического углерода - технический углерод N 330 (ПМ-75), минерального масла - масло «Стабилойл», фенолформальдегидной смолы - смолу «Амберол-137».

В качестве хлорсодержащего этилен-пропилен-диенового каучука резиновая смесь по изобретению содержит хлорсодержащий этилен-пропилен-диеновый каучук ХЭПДК-2, полученный, например, по следующей технологии:

В резиносмеситель типа РВСД (фрикция 1:1.5) загружается этилен-пропилен-диеновый эластомер (СКЕПТ-60) в количестве 95 мас.ч. Затем загружается хлорированный углеводород формулы С_n H_(2n+2)-x Cl _x, где n=20, х=21 в количестве 5 мас.ч. Смесь перерабатывается при температуре 80°С и частоте вращения роторов, об/мин: переднего - 30, заднего - 45. На 11 минуте в смеситель загружается 5 мас.ч. коллоидной кремнекислоты (SiO₂). Полученный продукт содержит связанного хлора 2,0-2,3 мас.%.

Применение нового хлорсодержащего этилен-пропилен-диенового каучука с содержанием хлора 2±0,5% мольных хлора (ХЭПДК-2) взамен 15 мас.ч. бутилкаучука БК-1675 в рецептах диафрагменных резин позволяет оптимизировать ряд специфических характеристик (ползучесть, динамическая выносливость, осмоляемость), что может привести к существенному увеличению сроков эксплуатации диафрагм форматоров-вулканизаторов. Применение нового каучука ХЭПДК-2 позволяет также несколько повысить условную прочность при растяжении, эластичности по отскоку и относительного остаточного удлинения после разрыва с сохранением остальных свойств резиновых смесей и вулканизатов на требуемом уровне.

Нижеследующий пример иллюстрирует изобретение, но не ограничивает его (см. таблицу 1). Для сравнения с резиновой смесью по изобретению была приготовлена известная резиновая смесь для производства диафрагм форматоров-вулканизаторов (технологический регламент Московского шинного завода № 404 ш-89 «Производство легковых радиальных шин с металлокордным брекером»).

Пример.

Резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе РВСД-250-40 в две стадии. Первая стадия - продолжительность смешения 15 мин, температура выгрузки 175°С, вторая стадия - продолжительность смешения 5 мин, температура выгрузки 120°С. На второй стадии вводится оксид цинка и фенолформальдегидная смола.

Вулканизацию смесей проводят в прессе при температуре 175°С. Пластоэластичные, физико-механические и некоторые специфические свойства резиновых смесей и вулканизатов определяют в соответствии с существующими ГОСТами. Осмоляемость резин определяют в соответствии с методикой, приведенной в диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тургумбаева Х.Х. (Исследование СКЭПТ в шинных резинах, Москва, МИТХТ, 1968, 136 с.).

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов в мас.ч. на 100 мас.ч. каучука в смеси
известная по регламенту	по изобретению
Бутилкаучук БК-1675	95,0	80,0
Хлоропреновый каучук	5,0	5,0
Каучук ХЭПДК-2	-	15,0
Стеариновая кислота	2,0	2,0
Оксид цинка	5,0	5,0
Технический углерод N 330 (ПМ-75)	50,0	50,0
Масло «Стабилойл»	5,0	5,0
Смола фенолформальдегидная «Амберол-137»	8,0	8,0

Свойства резиновой смеси по изобретению и известной представлены в таблице 2.

Таблица 2
Свойства	Показатели свойств резиновых смесей и вулканизатов
известная по регламенту	по изобретению
Пластичность, усл. ед.	0,41	0.42
Вязкость по Муни при 140°С, усл. ед.	37	36
Условная прочность при удлинении 300%, МПа	5,0	6,0
Условная прочность при растяжении, МПа	10,2	12,6
Относительное удлинение при разрыве, %	620	600
Относительное остаточное удлинение после разрыва, %	34	20
Сопротивление раздиру, кН/м	60	63
Коэффициент теплового старения при 180°С за 24 ч (по условной прочности)	0,6	0,6
Коэффициент температуростойкости при 100°С (по условной прочности)	0,7	0,62
Твердость по TM-2, усл. ед.	74	78
Динамическая выносливость до разрушения, тыс. циклов	42	>50
Ползучесть при 160°С за 24 ч (при 30 гc/мм2), мм	119	53
Эластичность по отскоку после теплового старения при 180°С за 24 ч, %
при 20°С	16	18
при 100°С	28	30
Осмоляемость, %	1,2	0,6

Как следует из вышеприведенных данных, резиновая смесь по изобретению обладает высокими прочностными свойствами, стойкостью к тепловому старению, уменьшенной ползучестью и низкой осмоляемостью.