композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов

Классы МПК:C08L27/16 гомополимеры или сополимеры винилиденфторида
C08L27/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена
C08L19/00 Композиции каучуков, не отнесенные к группам  7/00
C08K3/04 углерод
C08K13/02 органические и неорганические компоненты
C08F14/16 мономеры, содержащие бром или йод
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" (RU),
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство образования и науки Российской Федерации (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-02-10
публикация патента:

Изобретение относится к получению резиновых смесей и может быть использовано для получения уплотнительных материалов, работоспособных в условиях агрессивных сред при высоких температурах. Композиция резиновой смеси содержит бромсодержащий сополимер фторолефина, включающая на 100 масс.ч сополимера 20-30 масс.ч технического углерода, 2,0-3,0 масс.ч вулканизующего агента - перекиси марки Luperox 101 XL (2,5-бис-(третбутилперокси)-2,5-диметилсилоксан), 2,0-3,0 масс.ч триаллилизоцианурата, 3,0-5,0 масс.ч гидрооксида кальция и 0,5-2,0 масс.ч фуллереновой сажи. Изобретение позволяет получение композиции, обладающей повышенным напряжением при 100% растяжении при сохранении остальных физико-механических свойств. 2 табл., 1 пр.

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

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , 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

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

RF=-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

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

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

Rf =-CF3, -OCF3, -OCF2CF2 CF2OCF3, -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

сополимер100
технический углерод 20-30
вулканизующий агент 2,0-3,0
соагент вулканизации 2,0-3,0
гидрооксид кальция3,0-5,0
фуллереновая сажа0,5-2,0

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

Например, сополимеры следующих структур

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%,

K=1-3;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=50,0-72,0 мол.%

m=27,0-49,0 мол.%

p=0,3-2,5 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=64,0-84,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=64,0-84,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , где

n=64,0-84,0 мол.%

m=15,0-35,0 мол.%

p=0,3-3,0 мол.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , 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.%;

композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, патент № 2499011 , 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.

Таблица 1
Состав и свойства композиции
Состав № примеров
1 2 контр.34 56 789 контр. 1011 1213
Состав сополимера, мол. % № Формулы, гдеI IIIIII IVVVI VIIVIIVIII IXX XI
n67,0 67,067,0 71,07070,0 72,071,0 71,069,067,0 6060
m32,1 32,132,127,8 28,828,6 27,027,927,9 30,132 2022
p0,90,9 0,91,21,2 1,41,0 1,11,10,9 1,00,8 0,9
a --- --- --- --19,2 17,1
k 1-- --- --- --- -
Вязкость по Муни МБ (1-10)·100°С 757570 806565 607777 8380117 105
МБ (1-10)·121°С -- --- --63 637564 8078
Вулканизующая системаLuperox® 101 XL (45% активного вещества)2,5 2,52,02,5 3,03,0 3,03,03,0 2,53,0 3,03,0
Триаллилизоцианурат Diak,® #72,5 2,52,0 2,53,03,0 3,03,0 3,02,53,0 3,03,0
Гидрооксид кальция5,0 5,05,0 3,04,05,0 5,05,0 3,05,05,0 5,05,0
Технический углерод Т 900 202020 202525 253030 303030 30
Фуллереновая сажа 0,5- 1,02,01,0 1,01,0 1,0-1,0 1,01,01,0
Вязкость резиновой смеси по Муни (1-4)·100°С93 9098102 808175 877794 95132121

Таблица 2
Физико-механические свойства вулканизатов
№ примеров

Показатели
1 2 контр.3 456 789 контр. 1011 1213
Напряжение при 100% растяжении, МПа13,6 8,113,3 13,213,013,5 13,112,2 5,512,612,4 13,313,2
Условная прочность при растяжении, МПа17,716,0 16,915,7 14.514,014,2 13,210,8 13,715,019,4 17,9
Относительное удлинение при разрыве, % 180160185 175160 170160210 200190 195230200
Остаточное удлинение после разрыва, %30 23 345 543 423
Твердость 777580 767374 716262 656876 76
ОДС при 20% сжатии 200°×24 ч31 313235 343530 283024 302223

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция на основе бромсодержащего сополимера фторолефинов, включающая технический углерод, перекисный вулканизующий агент 2,5-бис-(третбутилперокси)-2,5 - диметилсилоксан, соагент вулканизации - триаллилизоцианурат и гидроксид кальция, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит фуллереновую сажу при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

сополимер100
технический углерод 20-30
вулканизующий агент 2,0-3,0
соагент вулканизации 2,0-3,0
гидроксид кальция3,0-5,0
фуллереновая сажа0,5-2,0


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2499011

patent-2499011.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L27/16 гомополимеры или сополимеры винилиденфторида

Патенты РФ в классе C08L27/16:
способ получения термопластичной эластомерной композиции -  патент 2519401 (10.06.2014)
композиция на основе сополимера фторолефина и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего нитрильные группы -  патент 2515784 (20.05.2014)
термопластичная эластомерная композиция -  патент 2434032 (20.11.2011)
пористая pvdf-пленка с высокой износостойкостью, способ ее изготовления, а также способ промывания и способ фильтрования с ее помощью -  патент 2415697 (10.04.2011)
применение водных дисперсий полимеров на основе винилиденфторида для получения красок для покрытий архитектурных объектов -  патент 2411250 (10.02.2011)
бромсодержащие сополимеры на основе винилиденфторида для термоагрессивостойких материалов -  патент 2407753 (27.12.2010)
коррозионно-стойкая и электропроводящая композиция и способ нанесения покрытия -  патент 2405799 (10.12.2010)
резиновая смесь -  патент 2400498 (27.09.2010)
плавкая полимерная композиция, содержащая фторполимер, имеющий длинные боковые цепочки -  патент 2383557 (10.03.2010)
резиновая смесь на основе фторкаучука -  патент 2350634 (27.03.2009)

Класс C08L27/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена

Патенты РФ в классе C08L27/18:
антифрикционный полимерный композиционный материал -  патент 2525492 (20.08.2014)
композиция на основе сополимера фторолефина и перфторалкилвиниловых эфиров, содержащего нитрильные группы -  патент 2515784 (20.05.2014)
смешанные композиции фторполимеров -  патент 2497849 (10.11.2013)
способ получения полимерного композита антифрикционного назначения на основе политетрафторэтилена -  патент 2495886 (20.10.2013)
полимерная композиция триботехнического назначения -  патент 2484107 (10.06.2013)
эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров -  патент 2480496 (27.04.2013)
состав для изготовления регулирующего устройства автомобиля -  патент 2476466 (27.02.2013)
эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров -  патент 2471827 (10.01.2013)
эластомерная композиция на основе сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых эфиров -  патент 2470964 (27.12.2012)
способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния -  патент 2469056 (10.12.2012)

Класс C08L19/00 Композиции каучуков, не отнесенные к группам  7/00

Класс C08K3/04 углерод

Патенты РФ в классе C08K3/04:
лист, характеризующийся высокой проницаемостью по водяному пару -  патент 2526617 (27.08.2014)
композиция на основе вспениваемых винилароматических полимеров с улучшенной теплоизоляционной способностью, способы ее получения и вспененное изделие, полученное из этой композиции -  патент 2526549 (27.08.2014)
шина, содержащая слой-хранилище антиоксиданта -  патент 2525596 (20.08.2014)
антифрикционный полимерный композиционный материал -  патент 2525492 (20.08.2014)
содержащий древесный уголь пластмассовый упаковочный материал и способ его изготовления -  патент 2525173 (10.08.2014)
способ получения наномодифицированного связующего -  патент 2522884 (20.07.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
композиции гбнк с очень высокими уровнями содержания наполнителей, имеющие превосходную обрабатываемость и устойчивость к агрессивным жидкостям -  патент 2522622 (20.07.2014)
морозостойкая резиновая смесь -  патент 2522610 (20.07.2014)
полимерная композиция для радиаторов охлаждения светоизлучающих диодов (сид) и способ ее получения -  патент 2522573 (20.07.2014)

Класс C08K13/02 органические и неорганические компоненты

Класс C08F14/16 мономеры, содержащие бром или йод



Наверх