Композиционный материал на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ГИДРИРОВАННОГО БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНОГО И АКРИЛАТНОГО КАУЧУКОВ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Беларусьрезинотехника(72) Авторы Русецкий Валерий Викторович Кротова Татьяна Валентиновна Русецкий Денис Валерьевич Лейзеронок Марина Евгеньевна Коровина Юлия Владимировна Михедов Николай Николаевич Марусова Софья Николаевна Касперович Виктор Иосифович Максимова Валентина Петровна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Беларусьрезинотехника(57) 1. Композиционный материал на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков, включающий стеарат металла, сульфенамид Ц, тиурам Д, четвертичное аммониевое основание, стеариновую кислоту, окись цинка, смесь диафена ФП и ацетонанилав качестве антиоксиданта и технический углерод, отличающийся тем, что дополнительно содержит ,-дитиодиморфолин, 2,2-дибензтиазолдисульфид, 1,2-полибутадиен, -циклогексилтиофталимид и технологическую добавку при следующем соотношении компонентов, мас. ч. гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 90,0-95,0 акрилатный каучук 5,0-10,0 стеарат металла 0,1-0,5 сульфенамид Ц 0,5-1,5 тиурам Д 1,5-3,5 четвертичное аммониевое основание 0,1-0,5 стеариновая кислота 0,5-2,0 окись цинка 3,0-5,0 антиоксидант 1,0-3,0 технический углерод 20,0-100,0 16470 1 2012.10.30 2. Композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит неактивные наполнители в количестве не более 20,0 мас. ч. 3. Композиционный материал по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит пластификатор в количестве не более 40,0 мас. ч. Изобретение может быть использовано для производства композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и акрилатного каучука, применяемого для изготовления пластин резиновых теплостойких, валов обрезиненных, резиновых уплотнительных деталей Композиционные материалы на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука характеризуются высокими упруго-прочностными свойствами, абразивостойкостью,наряду с отличным балансом низкотемпературных свойств и стойкости к жидким средам. Использование акрилатного каучука позволяет получать материалы с высокими тепло- и маслостойкими свойствами 1. Композиционный материал на основе смеси гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и акрилатного каучука обеспечивает сочетание высоких значений физикомеханических показателей, маслобензостойкости и стойкости к высоким температурам. Однако композиционные материалы на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и акрилатного каучука характеризуются неудовлетворительными технологическими свойствами - склонностью к подвулканизации, высокой вязкостью, что затрудняет переработку этого материала на технологическом оборудовании. Наиболее близкой по технологической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой композиции является вулканизуемая резиновая смесь 2 на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая серу в количестве 0,5-1,2 мас. ч., сульфенамид Ц в количестве 0,5-1,5 мас. ч., оксид цинка в количестве 3,0-5,0 мас. ч., стеариновую кислоту в количестве 1,0-2,0 мас. ч., технический углерод в количестве 40,0-50,0 мас. ч.,антиоксидант в количестве 3,0-3,8 мас. ч. Дополнительно вулканизуемая резиновая смесь содержит акрилатный каучук в количестве 5,0-30,0 мас. ч., четвертичное аммониевое основание в количестве 2,0-6,0 мас. ч., стеарат металла в количестве 2,0-4,0 мас. ч., тиурам Д в количестве 1,0-2,0 мас. ч., каптакс в количестве не более 0,5 мас. ч., пластификатор в количестве не более 10,0 мас. ч. Недостатками известной вулканизуемой резиновой смеси на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, обладающей улучшенными технологическими свойствами, высокими теплостойкими и агрессивостойкими свойствами с одновременным снижением остаточной деформации сжатия, являются узкий диапазон реологических, физикомеханических и низкотемпературных свойств, высокая склонность к подвулканизации, не позволяющая перерабатывать композиции неформовым способом. Использование серной ускорительно-вулканизующей системы известной вулканизуемой резиновой смеси обуславливает повышенную склонность к подвулканизации, малый индукционный период и приводит к образованию нестабильной полисульфидной структуры сетки поперечных связей, характеризующейся большим накоплением остаточных деформаций при сжатии при высоких температурах. Целью настоящего изобретения является улучшение реологических свойств, расширение диапазона физико-механических и низкотемпературных свойств композиций при сохранении деформационных свойств, возможность переработки композиционного материала как формовым, так и неформовым способом на различном вулканизационном оборудовании, что позволит расширить ассортимент выпускаемых изделий. Поставленная цель достигается тем, что предлагается композиционный материал на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков, включающий вулканизующие агенты, ускорители вулканизации, активаторы вулканизации, технический 2 16470 1 2012.10.30 углерод, неактивные наполнители, антиоксидант, -циклогексилтиофталимид, пластификатор, антиадгезив и технологическую добавку при следующих соотношениях компонентов, мас. ч. гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 90,0-95,0 акрилатный каучук 5,0-10,0 вулканизующие агенты,-дитиодиморфолин 1,5-2,5 стеарат металла 0,1-0,5 ускорители вулканизации сульфенамид Ц 0,5-1,5 тиурам Д 1,5-3,5 2,2-дибензтиазолдисульфид 0,5-1,5 четвертичное аммониевое основание 0,1-0,5 активаторы вулканизации окись цинка 3,0-5,0 1,2-полибутадиен 1,0-10,0 технический углерод 20,0-100,0 неактивные наполнители не более 20,0 антиоксидант 1,0-3,0-циклогексилтиофталимид 0,1-0,7 пластификатор не более 40,0 стеариновая кислота 0,5-2,0 технологическая добавка 2,0-10,0. В предлагаемом композиционном материале могут использоваться гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки марокфирмы , Торнак фирмы ,фирмыс остаточным содержанием двойных связей от 1,0 до 5,5 и акрилатные каучуки марок 4053 фирмы, Европренфирмы ,Крайнак (Канада),фирмы. В качестве вулканизующего агента используются ,-дитиодиморфолин, стеараты металлов (натрия, цинка). В качестве ускорителей вулканизации используются четвертичное аммониевое основание, сульфенамид Ц (-циклогексилбензтиазолил-2-сульфенамид), тиурам Д (тетраметилтиурамдисульфид), 2,2-дибензтиазолдисульфид. В качестве активаторов вулканизации используются окись цинка, 1,2-полибутадиен. С целью усиления возможно использование следующих марок малоактивных и полуактивных наполнителей технический углерод П 803, П 514, 550. В качестве неактивных наполнителей возможно использование графита, таурита, шунгита, талька, мела, коалина. В качестве антиоксиданта используется смесь диафена ФП (-изопропилфенил-пфенилендиамин) и ацетонанила(2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин). Пластификаторы, представляющие собой сложные эфиры различных спиртов и дикарбоновых кислот, или адипинаты, вводятся в резиновую смесь для улучшения обработки, расширения диапазона низкотемпературных свойств. В качестве технологической добавки могут использоваться эластид кр. м.С, , олигоэфиракрилаты, низкомолекулярный полиэтилен, структол 222 (сложные эфиры насыщенных жирных кислот), многофункциональные технологические добавки на основе металлических мыл, высококипящих спиртов и жирных кислот 3, 4. Отличительным признаком предлагаемого композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков является использование 16470 1 2012.10.30 Процесс смешения композиций осуществляется на вальцах См 2130 660/660 при последовательном вводе компонентов. Общее время смешения и гомогенизации составляет от 30 до 50 минут. Возможно использование других традиционных методов смешения. Изобретение поясняется примерами 1-10, составы которых представлены в табл. 1. Физико-механические показатели композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков приведены в табл. 2. Таблица 1 Составы композиционного материалап/п 1 2 3 4 5 Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 3446 Акрилатный каучук 4053 Сера Вулканизующий агент - ,-дитиодиморфолин Вулканизующий агент - стеарат металла стеарат натрия Ускорители вулканизации сульфенамид Ц тиурам Д 2,2-дибензтиазолдисульфид четвертичное аммониевое основание Активатор вулканизации окись цинка 1 ,2-полибутадиен Антиоксидант диафен ФП ацетонанил-циклогексилтиофталимид Пластификатор дибутилсебацинат Наполнители техуглерод П-514 техуглерод П-803 Неактивные наполнители тальк графит Антиадгезив стеариновая кислота Технологические добавки НМПЭ структол 222 диспергаторОбщее время смешения, мин Физико-механические показатели композиционного материала на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков Предлагаемые варианты ИзвестНаименование показателей ный 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Показатели реометрического экспресс-контроля Условная прочность при растя 20,2 22,1 21,4 24,1 15,4 16,1 19,6 16,6 16,9 14,8 жении, МПа Относительное удлинение при 340 280 300 530 420 340 570 300 300 380 разрыве,Твердость по Шору , усл.ед. 68 79 86 56 66 84 59 84 86 81 Относительная остаточная де 56,2 51,5 60,6 64,7 45,8 58,7 53,4 48,7 57,3 формация (130 С 24 ч.30), 65,0 16470 1 2012.10.30 Вязкоэластические свойства композиционного материала исследованы на анализаторе перерабатываемости резин марки МДР 2000. Физико-механические показатели определялись по ГОСТ 270-75, ГОСТ 9.029-74, ГОСТ 12535-84, ГОСТ 7912-74 на стандартных образцах, свулканизованных в оптимуме вулканизации 151 С 30 минут. Предлагаемая композиция на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков, включающая вулканизующие агенты, ускорители вулканизации, активаторы вулканизации, технический углерод, неактивные наполнители, антиоксидант, циклогексилтиофталимид, пластификатор, антиадгезив и технологическую добавку, обеспечивает снижение накопления остаточных деформаций при сжатии, улучшение низкотемпературных свойств, увеличение индукционного периода вулканизации, что позволяет перерабатывать данный материал различными технологическими способами. Композиционный материал на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков, благодаря улучшенным реологическим свойствам, низкому накоплению остаточных деформаций при сжатии в процессе термического старения и широкому диапазону физико-механических и низкотемпературных свойств, может использоваться для изготовления уплотнительных деталей для гидравлических и пневматических устройств компрессионным и литьевым способом, валов обрезиненных в вулканизационном котле и пластин резиновых теплостойких на барабанном вулканизаторе непрерывного действия. Источники информации 1. Технология резины Рецептуростроение и испытания / Под ред. Дика Дж. С. - СПб. Научные основы и технологии, 2010. 2. Патент 9649 1, МПК (2006)08 9/00,08 33/00, 2007 (прототип). 3. Тематический обзор. Гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки. Свойства. Рецептуростроение. Применение. - М., 1991. 4. Гришин Б.С. Материалы резиновой промышленности. - Казань КГТУ, 2010. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.