Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных бентонитов

Классы МПК:C08L71/02 оксиды полиалкиленов
C08K13/02 органические и неорганические компоненты
C08K3/06 сера
C08K5/09 карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды
C08K5/372 сульфиды
C08K5/10 сложные эфиры; смешанные (простые и сложные) эфиры
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (RU),
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-05-11
публикация патента:

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке эластомерных материалов уплотнительного назначения с высоким уровнем морозостойкости и низким значением остаточной деформации сжатия. Разработанные резиновые смеси могут быть использованы для изготовления резиновых деталей, применяемых в различных видах уплотнительных узлов машин и механизмов и в других областях применения, например, для изготовления уплотнений для стеклопакетов в регионах с холодным климатом. Резиновая смесь содержит, мас.ч.: пропиленоксидный каучук СКПО - 100,0; серу - 1,5; стеариновую кислоту - 1,0; оксид цинка - 5,0; тиурамдисульфид - 1,0; дибензотиазолдисульфид (альтакс) - 1,5; дибутоксиэтиладипинат - 10,0; технический углерод П-803 - 60,0; фенил-морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 -нафтиламин (неозон Д) - 2,0; и природные бентониты - 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0. Технический результат - высокий уровень морозостойкости и низкие значения остаточной деформации сжатия резиновых уплотнений, изготовленных из резиновой смеси. 2 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке эластомерных материалов уплотнительного назначения с высоким уровнем морозостойкости и низким значением остаточной деформации сжатия. Разработанные резины могут быть использованы для изготовления резиновых деталей, применяемых в различных видах уплотнительных узлов машин и механизмов и в других областях применения, например, для изготовления уплотнений для стеклопакетов в регионах с холодным климатом.

Наиболее перспективным материалом для эксплуатации в условиях Крайнего Севера являются резины на основе пропиленоксидного каучука (СКПО), который характеризуется морозо-, озоно- и термостойкостью. Недостатком его являются высокие значения остаточной деформации сжатия (1. Говорова О.А. и др. Разработка атмосферостойких резин с улучшенными низкотемпературными и адгезионными свойства / Каучук и резина. - М.: - 1999. № 2, с.18-20; 2. Говорова О.А. и др. Использование добавок эпихлоргидриновых и пропиленоксидных каучуков для расширения температурного интервала работоспособности резины на основе бутадиен-нитрильных каучуков / Каучук и резина. - М.: -2000. № 4, с.18-20).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой композиции является морозостойкая резиновая смесь на основе СКПО, содержащая серу, тиурамдисульфид, стеариновую кислоту, оксид цинка, 2-меркаптобензтиазол, технический углерод П-803, природные цеолиты и дибутилфталат, подвергнутые совместной механоактивации в планетарной мельнице АГО-2 с в соотношении 70:30 (3. Петрова Н.Н., Портнягина В.В., Биклибаева Р.Ф. Морозостойкая смесь на основе пропиленоксидного каучука /Патент РФ № 2294341. - М.: - 2007). Природные цеолиты представляют собой каркасные алюмосиликаты, обладающие высокой адсорбционной способностью (4. Новгородов П.Г. Актуальные проблемы освоения цеолитового сырья месторождения Хонгуруу. /Матер, науч. чтений, посвященных памяти первооткрывателя месторожения цеолитов Якутии К.Е. Колодезникова. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН. - 2005. - 124 с.). К недостаткам указанных резин следует отнести высокое значение остаточной деформации сжатия, сложную технологию производства, связанную с приготовлением пасты на основе цеолитов и пластификатора, кроме того для надежной эксплуатации деталей из данных резин желательно дальнейшее повышение коэффициента морозостойкости при -50°С.

Технической задачей изобретения является снижение остаточной деформации сжатия при улучшении низкотемпературных показателей резиновой смеси на основе СКПО за счет введения новых минеральных наполнителей в эластомерную матрицу.

Используемый наполнитель - природные бентониты (4. Лыгина Т.З., Сабитов А.А., Трофимова Ф.А. и др. Бентониты и бентонитоподобные глины. Классификация, особенности состава, физико-химические и технологические свойства. - Казань: ФГУП «ЦНИИгеолнеруд». - 2005. - 72 с.) представляют собой слоистые алюмосиликаты. Остальную часть природных бентонитов составляют минералы, содержащие макро, микро и ультрамикроэлементы. Состав минерала может быть представлен химической формулой:

Mx(Al4-xMgx)Si 8O20(OH)4, где М - катион щелочных или щелочно-земельных металлов, х - степень изоморфного замещения (0,5-1,3).

Известно положительное воздействие природных бентонитов на структуру и эксплуатационные свойства некоторых каучуков. Так, в работах Туторского И.А. и Покидько Б.В. по модификации бутадиен-нитрильного и изопренового каучуков (5. Туторский И.А., Альтзицер Б.В., Покидько В.В.

Термостойкие нанокомпозиты со слоистыми силикатами на основе бутадиен-нитрильного каучука /Каучук и резина. - М.: - 2007. № 2, с.16; 6. Туторский, И.А., Кузин B.C., Покидько Б.В. Полимерные композиты со слоистыми силикатами на основе изопренового каучука / Каучук и резина. - М.: - 2009. № 4, с.18) показано, что в композитах происходит улучшение физико-механических и динамических свойств, понижается газопроницаемость, происходит повышение термостойкости за счет образования эксфолиированной структуры, когда слоистые силикаты при диспергировании полностью расслаиваются в полимерной матрице до индивидуальных пластинчатых частиц с нанометровой толщиной. Влияние на морозостойкость резин слоистых алюмосиликатов, в отличие от каркасных алюмосиликатов, в настоящее время не исследовано.

Поставленная задача достигается тем, что резиновая смесь, включающая пропиленоксидный каучук, серу, тиурамдисульфид, стеариновую кислоту, оксид цинка, технический углерод П-803, вместо пасты на основе природных цеолитов и пластификатора дибутилфталата, полученной совместной обработкой в планетарной мельнице АГО-2С, содержит порошок природных бентонитов. Пластификатор в смеси также присутствует, но вводится в резиновую смесь на стадии смешения каучука и ингредиентов. Вместо традиционного дибутилфталата использован пластификатор дибутоксиэтиладипинат (ДБЭА, ТУ 2497-127-55778270-2002), который характеризуется высокой совместимостью с полярными каучуками и низкой летучестью по сравнению с дибутилфталатом, при его применении получают резины с более высокой морозостойкостью. Также в данной резиновой смеси в качестве вулканизующего агента вместо каптакса использован альтакс (дибензотиазолдисульфид), ускоритель класса тиазолов средней активности (7. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов A.M. Общая технология резины. 4-е изд. М.: Химия, 1978, с.164). Смесь содержит дополнительно фенил-(3-нафтиламин (неозон Д), который является противостарителем аминного типа (8. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов A.M. Общая технология резины. 4-е изд. М.: Химия, 1978, с.198). Состав резин приведен в таблице 1.

Резиновую смесь по предложенной рецептуре готовят на стандартном оборудовании при следующей последовательности введения ингредиентов:

пропиленоксидный каучук, стеариновая кислота, оксид цинка, дибензотиазолдисульфид, тиурамдисульфид, бентониты, фенил-(3-нафтиламин, технический углерод, дибутоксиэтиладипинат, сера. Вулканизацию резиновой смеси проводят при 150°С, давлении 12,0 МПа в течение 30 мин. Выдержка вулканизатов до испытаний не менее 6 ч.

Физико-механические показатели вулканизатов определяют по ГОСТ 270-84, остаточную деформацию сжатия (ОДС) по ГОСТ 9.029-74, объемный износ по ГОСТ 25509-79, коэффициент морозостойкости при растяжении (Км) по ГОСТ 408-78. Свойства вулканизатов приведены в таблице 2.

Применение резиновой смеси заявляемого состава, повысит ресурс работы резиновых уплотнений при их эксплуатации в составе герметизирующих устройств, поскольку данный материал обладает высокой морозостойкостью и низким значением остаточной деформации сжатия, а также получен по более простой по сравнению с прототипом технологии приготовления, исключающей стадию совместной механоактивации цеолита и дибутилфталата.

Таблица 1
Состав резин
Ингредиент Прототип По изобретениюКонтрольные
12 345 67
СКПО 100100 100100100 100100 100
Стеариновая кислота 1,01,01,0 1,01,0 1,01,01,0
Оксид цинка 5,05,05,0 5,05,0 5,05,05,0
Дибензотиазолдисульфид -1,51,5 1,51,51,5 1,51,5
2-Меркаптобензтиазол 2,0-- --- --
Тиурамдисульфид 2,01,0 1,01,01,0 1,01,0 1,0
Фенил-р-нафтиламин -2,02,0 2,02,02,0 2,02,0
Технический углерод П-803 60,060,060,0 60,060,0 60,060,060,0
Сера1,5 1,51,5 1,51,51,5 1,51,5
Паста на основе природных цеолитов и дибутилфталата 15- --- ---
Природные бентониты -0,51,0 3,05,010,0 020,0
Дибутоксиэтиладипинат -10,010,0 10,010,0 10,010,010,0

Таблица 2
Свойства резин
Показатель ПрототипПо изобретению Контрольные
морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 12 34 567
Условная прочность при растяжении, 12,47,87,5 7,07,4 7,17,06,8
МПаморозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
Относительное 242морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
удлинение при морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 165161 134143 118192104
разрыве, %морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
Условное 4,8морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
напряжение при морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 4,24,2 4,14,1 4,64,92,9
удлинении 100%, морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
МПа морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
Коэффициент морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
морозостойкости при 0,830,94 0,930,930,92 0,900,89 0,86
растяжении при -50 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
°С 0,660,880,87 0,860,85 0,840,780,84
при сжатии при -35 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
°С морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
Остаточная 56,5морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183
деформация сжатия морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 38,245,8 48,640,5 44,357,347,6
(100°С, 72 ч),% морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Резиновая смесь на основе пропиленоксидного каучука СКПО, включающая серу, стеариновую кислоту, оксид цинка, тиурамдисульфид, технический углерод П-803, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит природные бентониты, пластификатор дибутоксиэтиладипинат, дибензотиазолдисульфид (альтакс), фенил-морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 -нафтиламин (неозон Д) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Пропиленоксидный каучук СКПО 100,0
Сера 1,5
Стеариновая кислота 1,0
Оксид цинка 5,0
Дибензотиазолдисульфид 1,5
Тиурамдисульфид 1,0
Фенил-морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 -нафтиламин2,0
Технический углерод П-80360,0
Природные бентониты 0,5; 1,0;
морозостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и природных   бентонитов, патент № 2493183 3,0; 5,0; 10,0
Дибутоксиэтиладипинат10,0


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2493183

patent-2493183.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L71/02 оксиды полиалкиленов

Патенты РФ в классе C08L71/02:
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
износостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и ультрадисперсного политетрафторэтилена -  патент 2502759 (27.12.2013)
полимерный тканевый герметик -  патент 2453340 (20.06.2012)
однокомпонентная безводная композиция для покрытий, предназначенная для герметизации строительных конструкций и плоских крыш -  патент 2420554 (10.06.2011)
пигментная композиция -  патент 2418829 (20.05.2011)
способ формования термопластичного материала -  патент 2405006 (27.11.2010)
эпоксидные смолы, упрочненные амфифильными блок-сополимерами, и порошковые покрытия, выполненные на их основе -  патент 2389743 (20.05.2010)
эпоксидные смолы с ударной вязкостью, повышенной с помощью амфифильного блок-сополимера, и изготовленные из них отверждаемые при обычных условиях покрытия с высоким содержанием твердого вещества -  патент 2388772 (10.05.2010)
эпоксидные смолы, упрочненные амфифильным блок-сополимером -  патент 2387683 (27.04.2010)
полиольная композиция, содержащая диспергированные мелкие частицы, способ получения полимерного полиола и способ получения полиуретановой смолы -  патент 2380388 (27.01.2010)

Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты

Класс C08K3/06 сера

Класс C08K5/09 карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды

Класс C08K5/372 сульфиды

Класс C08K5/10 сложные эфиры; смешанные (простые и сложные) эфиры

Патенты РФ в классе C08K5/10:
фторсодержащее пав и способ его получения -  патент 2522640 (20.07.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
вулканизуемая резиновая смесь -  патент 2507224 (20.02.2014)
экструдированные полимерные пены, содержащие сложные эфиры сахара и бромированной жирной кислоты, в качествe добавки, ингибирующей воспламенение -  патент 2506289 (10.02.2014)
вулканизуемая резиновая смесь -  патент 2503692 (10.01.2014)
пластизоль на основе поливинилхлорида -  патент 2477733 (20.03.2013)
пластизоль на основе поливинилхлорида для изготовления детских игрушек -  патент 2477732 (20.03.2013)
пластизоль на основе поливинилхлорида для изготовления детских игрушек -  патент 2477731 (20.03.2013)
наполненная композиция на основе поливинилхлорида для профильных изделий и способ ее получения -  патент 2473575 (27.01.2013)
композиция модификатора асфальта и композиция асфальта, содержащая такой модификатор -  патент 2459839 (27.08.2012)

Наверх