вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука

Формула изобретения

1. Вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатного каучука, включающая вулканизующей агент - дисперсию комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате и четвертичное аммониевое основание, антиадгезив - стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит стеарат натрия или цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Акрилатный каучук	100
Дисперсия комплекса 4,4'-диамино-
дифенилметана с хлоридом натрия
в диоктилфталате	0,5-2
Четвертичное аммониевое основание	4-10
Стеарат натрия или цинка	1-6
Антиадгезив - стеариновая кислота	1-3

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит минеральный наполнитель в количестве не более 80 мас.ч.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит технический углерод не более 80 мас.ч.

4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит антиоксидант - агидол не более 4 мас.ч.

5. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пластификатор не более 5 мас.ч.

6. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит серу не более 1 мас.ч.

7. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит оксид магния не более 3 мас.ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано для производства резиновой смеси на основе акрилатных каучуков, применяемой для изготовления резинотехнических изделий, работоспособных при температурах до 150°С.

Вулканизуемые резиновые смеси на основе акрилатного каучука характеризуются высокой стойкостью к озону, свету и не изменяют своих свойств при длительном хранении. Благодаря высокой стойкости акрилатного каучука к окислению при повышенных температурах и к действию солнечного света и озона, низкой газопроницаемости, высокому сопротивлению разрастанию порезов при изгибах резиновые смеси широко используются для изготовления различных прокладок, уплотнителей, ремней, теплозащитных покрытий.

Вулканизаты на основе акрилатного каучука устойчивы к действию нефтяных растворителей, животных и растительных масел, их отличительная особенность - стойкость к серосодержащим маслам при высоких температурах. После длительного пребывания в автомобильных маслах при температуре 150°С вулканизаты сохраняют свою эластичность.

Известно, что для получения резин с хорошими физико-механическими свойствами используют различные наполнители, в том числе технический углерод и минеральные наполнители, пластификаторы, антиоксиданты и вулканизующие агенты. В качестве последних наиболее широко применяются триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин, триэтилтриметилентриамин, гексаметилендиамин, гексаметилендиаминокарбамат или -ацетат. Триэтилентетрамин и триэтилтриметилентриамин часто применяются в сочетании с серой, при этом сера является ингибитором окислительных процессов [1].

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой смеси является резиновая смесь [2] на основе акрилатного каучука, включающая вулканизующий агент - четвертичное аммониевое основание в количестве не более 4,0 мас.ч., минеральные наполнители в количестве 25-100 мас.ч., углерод технический в количестве не более 80 мас.ч., антиадгезив в количестве 1-3 мас.ч. антиоксидант в количестве не более 4 мас.ч., пластификатор в количестве не более 20 мас.ч.. Дополнительно резиновая смесь содержит в качестве вулканизующего агента дисперсию комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате в количестве 2-10 мас.ч. для улучшения стабильности технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки.

Недостатком известной резиновой смеси, обладающей стабильностью технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, является высокое значение относительной остаточной деформации сжатия.

Задача настоящего изобретения направлена на снижение относительной остаточной деформации сжатия при сохранении стабильности технологических свойств вулканизуемой смеси в процессе хранения и переработки, высокой тепло-, морозо- и агрессивостойкости резиновой смеси, используемой для изготовления уплотнительных изделий, изготавливаемых способом прямого прессования и литьевого формования.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается вулканизуемая резиновая смесь на основе акрилатных каучуков, включающая вулканизующие агенты, минеральный наполнитель, технический углерод, антиадгезив - стеариновую кислоту, антиоксидант - агидол, пластификатор при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

акрилатный каучук	100
вулканизующий агент - дисперсия
комплекса 4,4'-диаминодифенилметана
с хлоридом натрия в диоктилфталате	0,5-2
вулканизующий агент
(четвертичное аммониевое основание)	4-10
стеарат металлов	1-6
сера	не более 1
оксид магния	не более 3
минеральный наполнитель	не более 80
технический углерод	не более 80
антиадгезив - стеариновая кислота	1-3
антиоксидант - агидол	не более 4
пластификатор	не более 5

В предлагаемой смеси могут использоваться акрилатные каучуки следующих марок: Ну Temp 4053EP фирмы ZEON Chemicals, Европрен AR фирмы Enichem, Крайнак (Канада), Nipol AR фирмы Nippon Zeon и другие.

В качестве минеральных наполнителей могут использоваться: мел, тальк, каолин, двуокись кремния, титановые и цинковые белила.

С целью усиления резиновых смесей могут быть использованы следующие марки активных наполнителей: технический углерод П-234, П-324, П-514.

Пластификаторы, представляющие собой сложные эфиры различных спиртов и дикарбоновых кислот, вводятся в резиновую смесь для улучшения обработки и снижения уровня набухания в агрессивных средах [3].

В качестве пластификаторов могут использоваться: дибутилфталат (ДБФ), дибутилсебацинат (ДБС), дибутоксиэтиладипинат (ДБЭА).

Резины на основе акрилатных каучуков стойки к атмосферным воздействиям, озону, окислению, свету, многократным деформациям, газонепроницаемы, имеют хорошие адгезионные свойства, масло-, бензостойки, износостойки.

Отличительным признаком предлагаемой вулканизуемой резиновой смеси является использование стеарата натрия или цинка, серы и ускорителя вулканизации оксида магния.

Процесс смешения резиновых смесей осуществляется на вальцах См 2130 660/660 при последовательном вводе компонентов. При изготовлении смесей следует избегать предварительной пластикации акрилатного каучука, введение наполнителей осуществляется сразу после роспуска каучука. Вулканизующую систему рекомендуется вводить в конце смешения. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 35 до 40 минут. Возможно использование других традиционных методов смешения.

Изобретение поясняется примерами 1-12, составы которых представлены в таблице 1. Физико-механические показатели резиновых смесей на основе акрилатного каучука приведены в таблице 2.

Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 263-93 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 150°С×30 минут с последующим термостатированием в течение 8 часов при температуре 150°С.

Предлагаемая вулканизуемая резиновая смесь с использованием в качестве вулканизующей системы - дисперсии комплекса 4,4'-диаминодифенилметана с хлоридом натрия в диоктилфталате, четвертичного аммониевого основания, стеарата металла, серы и ускорителя вулканизации оксида магния обеспечивает снижение относительной остаточной деформации сжатия при сохранении стабильности технологических свойств смеси и вулканизатов в процессе хранения и переработки, высокую тепло-, морозо- и агрессивостойкость резиновой смеси и применяется для изготовления уплотнительных изделий.

Высокая стойкость резиновой смеси к серосодержащим маслам при высоких температурах позволяет использовать ее в производстве формовых изделий - уплотнителей, прокладок, мембран и других изделий. После длительного пребывания в автомобильных маслах вулканизаты на основе акрилатных каучуков сохраняют свою эластичность.

Источники информации

1. Энциклопедия полимеров. В.А.Каргин. М.: Советская энциклопедия, 1972.

2. Патент 2221822, РФ, 2001, МПК 7: С 08 L 9/02, 33/08, С 08 К 5/17, 5/19, 5/18, 5/56.

3. Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине. М.: Химия, 1989.

Таблица 1 Составы резиновых смесей.
№ п/п	Наименование материалов	ПРИМЕРЫ, мас.ч.
		Известный	Предлагаемые
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.	Акрилатный каучук Ну Temp 4053 ЕР	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0
2	Вулканизующий агент -
	дисперсия комплекса
	4,4'-диаминодифенил-	4,0	0,5	1,0	2,0	0,5	0,7	0,5	1,0	2,0	1,0	0,8	1,0	1,5
	метана с хлоридом
	натрия в диоктилфталате
3	Вулканизующий агент -
	четвертичное аммониевое	-	6,0	4,0	2,0	4,0	2,0	10,0	4,0	6,0	6,0	4,0	4,0	2,0
	основание
4	Вулканизующий агент:
	стеарат цинка	-								2,0	4,0	6,0
	стеарат натрия	-	4,0	6,0	2,0	5,0	2,0	2,0	4,0				4,0	5,0
5	Сера	-	-	-	-	0,5	1,0	0,5	-	0,5	-	-	-	0,5
6	Ускоритель вулканизации	-	-	1,0	-	3,0	-	1,0	-	2,0	-	-	1,0	-
	- оксид магния
7	Минеральный наполнитель:
	двуокись кремния	60,0	-	-	-	-	-	-	-	-	80,0	-	-	60,0
	мел
	каолин	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	60,0	-	-
		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	60,0	-
8	Углерод технический	-	60,0	60,0	80,0	60,0	60,0	40,0	60,0	60,0	-	-	-	-
9	Антиадгезив: стеариновая	2,0	2,0	1,0	3,0	1,0	2,0	3,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	1,0
	кислота
10	Антиоксидант: агидол	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3,0	4,0	2,0	2,0
11	Пластификатор: ДБФ	-	-	-	3,0		-	5,0	-		-	-	-	-
	ДБС					5,0
	ДБЭА									5,0
	Общее время смешения,	35	40	40	45	40	40	40	35	45	45	45	45	45
	мин.

Таблица 2 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ АКРИЛАТНОГО КАУЧУКА
№ п/п	Наименование показателей	Известный	Предлагаемые варианты
			1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Условная прочность при растяжении, МПа	9,0	11,5	11,6	13,2	10,5	11,8	9,8	11,6	11,9	9,5	9,0	9,5	9,2
2	Относительное удлинение при разрыве, %	170	140	140	120	130	130	200	150	170	160	210	230	210
3	Твердость, ед. ШорА	65	58	57	60	60	63	55	56	60	50	45	43	45
4	Относительная остаточная деформации при сжатии 20% (150°С×24 ч), %	65,0	24,8	29,1	27,3	27,9	32,4	35,0	32,3	30,5	45,5	48,0	46,1	45,0
5	Изменение вязкости, ед. Муни:
	1 сутки	55	43	45	45	50	51	43	45	49	42	50	47	52
	3 сутки	58	45	45	46	50	51	44	45	49	42	51	48	52
	5 сутки	59	48	47	49	51	53	44	47	,52	45	52	49	53
	10 сутки	59	50	48	51	53	53	45	47	52	48	54	51	54
6	Температурный предел хрупкости, °С	-30	-36	-38	-35	-36	-37	-37	-36	-36	-30	-32	-32	-30
7	Изменение после воздействия СЖР-2 (150°×72 ч), - объема, %	11,3	10,8	9,7	10,5	10,0	9,8	10,7	10,3	10,1	13,4	12,5	13,0	12,4