Композиция для поверхностной модификации резины

(51)08 7/12 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ МОДИФИКАЦИИ РЕЗИНЫ(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(72) Авторы Седлярова Светлана Николаевна Лин Дмитрий Григорьевич Елисеева Ирина Михайловна(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(57) Композиция для поверхностной модификации резины, содержащая полиметилсилоксан и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки содержит серу при следующем соотношении компонентов, мас.ч. полиметилсилоксан 100 сера 48-97. Изобретение относится к технологии производства изделий из резины, а конкретно, к составам для поверхностной модификации резины на основе бутадиен-нитрильного каучука способом термической вулканизации. Оно может быть использовано при изготовлении резинотехнических изделий (далее РТИ), эксплуатируемых в жидких углеводородных средах при повышенных температурах, например, при изготовлении уплотнений для автомобильной и авиационной промышленности. Основным недостатком РТИ, эксплуатируемых в жидких углеводородных рабочих средах (топливо, масла, растворители и т.п.) является их набухание, а также деструктивноокислительные превращения, происходящие при взаимодействии пространственной сетки вулканизата с реакционными присадками и другими продуктами, содержащимися в рабочей среде. С увеличением температуры эксплуатации ход этих процессов ускоряется и РТИ быстро выходят из строя. Для предотвращения и замедления указанных негативных процессов используют способы модификации поверхностного слоя РТИ. Все средства для поверхностной модификации изделий из резины можно разделить на два класса. Первый класс включает композиции, используемые для модификации поверхностного слоя уже готовых РТИ, второй - композиции, используемые для модификации поверхностного слоя РТИ в процессе их изготовления, а именно, непосредственно на стадии вулканизации. Известно средство для поверхностной модификации резины, содержащее серу или бис(, -диметилбензил) пероксид 1. Известное средство применяют в способе модификации вулканизованной резины, предполагающем обработку вулканизованной резины высо 7324 1 2005.09.30 комолекулярным соединением - модификатором, термообработку, нанесение средства и вновь термообработку при температуре вулканизации. Сера и бис (, -диметилбензил) пероксид используются для структурирования поверхностного слоя. Однако эффективность поверхностной модификации определяется не столько наличием указанных структурирующих веществ, сколько, преимущественно, воздействием модификатора, а также последовательностью технологических операций модифицирования, поскольку действие структурирующего вещества может вызвать не только увеличение защитной способности,но и ее резкое ухудшение. Указанные факторы обусловливают увеличение стоимости РТИ, обладающих стойкостью в углеводородных средах. Средство представляет собой раствор структурирующего вещества в бензоле, что не позволяет использовать его для поверхностной модификации РТИ в процессе термической вулканизации из-за высокой опасности возгорания. Известен состав для поверхностной модификации резины, содержащий полиметилсилокан и модифицирующий агент 2. Известный состав представляет собой 3-12 раствор модифицирующего агента в полиметил-силоксане, причем в качестве модифицирующего агента используют полиуретан, поливинилхлорид или дивинилстирольный термопласт. Применение известного состава путем обработки им отформованных изделий или полуфабрикатов обеспечивает высокие защитные свойства последних лишь при двухстадийной вулканизации резиновой смеси, а модифицирующий агент воздействует лишь на частично вулканизованную резину. Это усложняет известный способ поверхностной модификации, снижает производительность и удорожает производство РТИ на основе бутадиен-нитрильного каучука. Наиболее близкой к заявляемой является композиция для поверхностной модификации резины, содержащая полиметилсилоксан и модифицирующую добавку 3. Ее добавляют в невулканизованную резиновую смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука перед вулканизацией в пресс-форме. Это существенно увеличивает производительность и удешевляет производство РТИ, обладающих высокими защитными свойствами в углеводородной жидкой среде. В известной композиции в качестве модифицирующих добавок используют полиуретан и диметилформамид, что снижает степень набухания резин в гидроочищенном реактивном топливе. Однако эти добавки не всегда совместимы с компонентами резиновых смесей. Использование указанных компонент не всегда доступно для изготовления композиции, что требует создания аналогичных по взаимозаменяемости композиций. Изобретение решает задачу создания композиции для поверхностной модификации резины при производстве РТИ из невулканизованной резины на основе бутадиеннитрильного каучука способом термической вулканизации в пресс-форме. Технический эффект изобретения заключается в расширении номенклатуры подобных композиций при обеспечении высокой эффективности снижения степени набухания резин в гидроочищенном реактивном топливе и сохранении высоких механических свойств. Решение поставленной задачи и обеспечение технического результата обеспечивается тем, что композиция для поверхностной модификации резины, содержащая полиметилсилоксан и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки содержит серу при следующем соотношении компонентов, мас. ч. полиметилсилоксан 100 сера 48-97. В качестве модифицирующей добавки в заявляемой композиции применяют серу. Композицию наносят на стенки пресс-формы. В ходе вулканизации резиновой смеси модифицирующая добавка диффундирует в резину и создает дополнительную сшивку поверхностного слоя РТИ. В результате этого надежно сшитый поверхностный слой ограничивает набухание резины в углеводородной среде при повышенной температуре эксплуатации. Полиметилсилоксан обеспечивает преимущественно смазочное действие,обеспечивая при формовании РТИ антиадгезионный эффект, а модифицирующие добавки 2 7324 1 2005.09.30 действуют как сшивающий агент. Степень набухания и механические свойства изделия зависят от природы и концентрации в композиции модифицирующей добавки - сшивающего агента. Уменьшение содержания сшивающего агента ниже оптимальных концентраций не обеспечивает существенного уменьшения степени набухания в гидроочищенном реактивном топливе и ухудшает механические свойства РТИ (твердость, относительное удлинение при разрыве, разрушающее напряжение при растяжении) в сравнении с РТИ,обработанными композицией-прототипом. Увеличение содержания сшивающего агента более оптимальных концентраций не обеспечивает существенного улучшения и даже вызывает резкое увеличение степени набухания, а также ухудшение механических свойств. Для приготовления композиции использовали полиметилсилоксан марок ПМС-200 А(ОСТ 6-02-20-79), МПС-300 (ОСТ 6-03-30-79) и серу (ГОСТ 127-76). Композицию получали введением добавки в полиметилсилоксан при перемешивании до получения однородной массы. Образцы РТИ формовали из невулканизованной резины на основе бутадиеннитрильного каучука СКН-26 М (ТУ 38.102. 1082-86), группа 32 Б-12. Жидкой углеводородной средой для испытания образцов служило гидроочищенное реактивное топливо (далее ) (ГОСТ 16564-71). Технология формирования образцов РТИ заключалась в следующем. На поверхность пресс-формы кистью наносили слой композиции, помещали в пресс-форму невулканизованную резину, а затем осуществляли вулканизацию резины при давлении 7510 П и температуре 1501 С в течение 40 минут. Изготовленные таким образом образцы РТИ помещали для испытания вна 6 часов при температуре его кипения (170 С). После этого определяли степень набухания (ГОСТ 9030-74), твердость (ГОСТ 263-75), разрушающее напряжение при растяжении (ГОСТ 11262-80) и относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 11262-80) образцов РТИ. Аналогично получали и испытывали образцы РТИ, полученные путем вулканизации без использования заявляемой композиции (в качестве смазки для пресс-формы использовали полиметилсилоксан). Составы заявляемой композиции и их свойства, а также свойства немодифицированной вулканизованной резины приведены в таблице. Качественный состав и свойства композиции 1. Составы 1.1. Полиметилсилоксан марки ПМС 200 А 1.2. Полиметилсилоксан марки ПМС 300 1.3. Сера 2. Свойства 2.1. Степень набухания в , в 2.2. Твердость по Шору, усл. ед. 2.3. Относительное удлинение, в 2.4. Разрушающее напряжение, в МПа Как следует из таблицы, заявляемые варианты композиции обеспечивают снижение степени набухания РТИ в средепри его температуре кипения в 1,29-1,3 раза при сохранении высоких механических свойств вулканизированной резины. Источники информации 1. А.с. СССР 1523552, МПК 08 7/12, 1989. 2. А.с. СССР 1616931, МПК 08 7/12, 1990. 3. А.с. СССР 1678818, МПК 08 7/12,08 83/04, 1991 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.