RU2122552C1

RU2122552C1 - Rubber mix based on carbon-chain rubber

Info

Publication number: RU2122552C1
Application number: RU95120922A
Authority: RU
Inventors: Марк Нохимович Злотников; Анатолий Иванович Потапов; Борис Васильевич Румянцев; Лариса Романовна Слизовская
Original assignee: Марк Нохимович Злотников; Анатолий Иванович Потапов; Борис Васильевич Румянцев; Лариса Романовна Слизовская
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1998-11-27

Abstract

FIELD: rubber- processing industry more particularly manufacture of sealing components. SUBSTANCE: claimed rubber mix comprises (wt parts): 100 carbon-chain rubber; 4.5-8.5 vulcanizing group; 3-6 zinc oxide; 50-140 filler; 4-32 plasticizer; 0.3-1.0 carbon resulting from detonation synthesis in the form of ultradispersed powder produced by explosive decomposition of organic matter. The claimed mix further comprises 2-9 wt parts of antiaging agent per 100 wt parts of natural rubber and also 0.5-2.0 wt parts of prevulcanization retarding agent. EFFECT: higher tear and attrition resistance of rubber and high physical and mechanical properties of the rubber mix. 3 cl, 15 ex, 6 tbl

Description

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке рецептуры резиновых смесей, применяемых для изготовления уплотнительных деталей. The invention relates to the rubber industry, in particular to the development of formulations of rubber compounds used for the manufacture of sealing parts.

Учитывая условия эксплуатации уплотнительных резиновых технических изделий (РТИ), резиновые смеси для них должны обладать определенным уровнем физико-механических свойств:
прочность в МПа, не менее 10;
относительное удлинение в %, не менее 200;
твердость по Шору А в усл. ед., 60-80;
сопротивление раздиру в кН/м, не менее 40;
сопротивление истиранию в кДж/см³, не менее 9;
накопление относительной остаточной деформации при сжатии в %, не более 50.Given the operating conditions of sealing rubber technical products (RTI), rubber compounds for them should have a certain level of physical and mechanical properties:
strength in MPa, not less than 10;
elongation in%, not less than 200;
Shore A hardness units, 60-80;
tear resistance in kN / m, not less than 40;
abrasion resistance in kJ / cm ³ , not less than 9;
accumulation of relative residual deformation during compression in%, not more than 50.

Известна резина 7-В-14-1 по ГОСТ 14896-84 /ГОСТ 14896-84. Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств. Технические условия/ на основе карбоцепного каучука (СКН-18С), содержащая в своем составе вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, противостаритель, пластификатор и применяемая для уплотнения различных гидравлических устройств. Обладая достаточным уровнем физико-механических показателей, резина имеет низкое сопротивление раздиру и истиранию (менее 40 кН/м и 9 кДж/см³ соответственно).Known rubber 7-B-14-1 according to GOST 14896-84 / GOST 14896-84. Rubber sealing cuffs for hydraulic devices. Technical conditions / based on carbochain rubber (SKN-18C), which contains a vulcanizing group, zinc oxide, a filler, an antioxidant, a plasticizer and is used to seal various hydraulic devices. Having a sufficient level of physical and mechanical properties, rubber has a low tear and abrasion resistance (less than 40 kN / m and 9 kJ / cm ^3, respectively).

Известна резина 51-1524 по ОСТ 38.05208-80 (ОСТ 38.05208-80. Детали резиновые уплотнительные и защитные для гидропривода тормозной системы автомобилей) на основе карбоцепного каучука (этиленпропиленового), содержащая в своем составе вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, противостаритель, пластификатор и предназначенная для тормозной системы автомобиля. При достаточно высоких физико-механических показателях и хорошей теплостойкости (низкое накопление относительной остаточной деформации сжатия) резина имеет неудовлетворительное сопротивление раздиру менее 40 кН/м. Known rubber 51-1524 according to OST 38.05208-80 (OST 38.05208-80. Rubber sealing and protective parts for hydraulic brake system of automobiles) based on carboxylic rubber (ethylene propylene) containing a vulcanizing group, zinc oxide, filler, antioxidant, plasticizer and designed for the brake system of a car. With sufficiently high physical and mechanical properties and good heat resistance (low accumulation of relative residual compression deformation), the rubber has an unsatisfactory tear resistance of less than 40 kN / m.

Известна резина 7-51-5003 по ТУ 38.105250-91 (ТУ 38.105250-91. Детали резиновые для автомобилей Автоваза и других заводов) на основе карбоцепного каучука (комбинация СКН-26 АСМ и СКН-40 АСМ), содержащая в своем составе вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, противостаритель, пластификатор, замедлитель подвулканизации. Из всех перечисленных аналогов эта резина в наибольшей степени удовлетворяет перечисленным требованиям. Known tires 7-51-5003 according to TU 38.105250-91 (TU 38.105250-91. Rubber parts for AvtoVAZ cars and other factories) based on carbochain rubber (a combination of SKN-26 ASM and SKN-40 AFM), which contains a vulcanizing group , zinc oxide, filler, antioxidant, plasticizer, vulcanization inhibitor. Of all the analogues listed, this rubber most satisfies the listed requirements.

Данная резина выбрана в качестве прототипа. This rubber is selected as a prototype.

Задачей настоящего изобретения является повышение сопротивления раздиру и истиранию резин при сохранении достигнутого уровня физико-механических свойств и теплостойкости. The objective of the present invention is to increase the tear and abrasion resistance of rubbers while maintaining the achieved level of physical and mechanical properties and heat resistance.

Поставленная задача достигается тем, что резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая вулканизующую группу, оксид цинка, наполнитель, пластификатор, дополнительно содержит углерод детонационного синтеза в виде ультрадисперсного порошка, получаемого при взрывном разложении органических веществ, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Карбоцепной каучук - 100.0
Вулканизующая группа - 4.5 - 8.5
Оксид цинка - 3.0 - 6.0
Наполнитель - 50.0 - 140.0
Пластификатор - 4.0 - 32.0
Углерод детонационного синтеза - 0.3 - 1.0
Углерод детонационного синтеза (продукт УДС-с) выпускается по ТУ 2169-001-11165112-93 (ТУ 2169-001-11165112-93. Углерод детонационного синтеза. Технические условия). Применяется для модифицирования различных композиционных материалов в качестве добавки к маслам и смазкам в электролиты при гальванических покрытиях.This object is achieved in that the rubber mixture based on carbochain rubber, including a vulcanizing group, zinc oxide, a filler, a plasticizer, additionally contains detonation synthesis carbon in the form of ultrafine powder obtained by explosive decomposition of organic substances, in the following ratio, wt.h. :
Carbide rubber - 100.0
Vulcanizing group - 4.5 - 8.5
Zinc Oxide - 3.0 - 6.0
Filler - 50.0 - 140.0
Plasticizer - 4.0 - 32.0
Detonation synthesis carbon - 0.3 - 1.0
Detonation synthesis carbon (product UDS-s) is produced according to TU 2169-001-11165112-93 (TU 2169-001-11165112-93. Detonation synthesis carbon. Specifications). It is used to modify various composite materials as an additive to oils and lubricants in electrolytes during electroplating.

Применение УДС-с в резинах не известно, не ясны его свойства, приводящие к повышению сопротивления раздиру и истиранию резины. The use of UDS-s in rubbers is not known, its properties are not clear, leading to increased tear resistance and abrasion of rubber.

В связи с этим заявляемое техническое решение, по мнению авторов, удовлетворяет критерию "существенные отличия". In this regard, the claimed technical solution, according to the authors, meets the criterion of "significant differences".

Предлагаемые и известные резиновые смеси изготавливались на обычном оборудовании резинового производства. Технологических затруднений в процессе изготовления не наблюдалось. Вулканизация осуществлялась в вулканизационном прессе. The proposed and well-known rubber compounds were manufactured using conventional rubber manufacturing equipment. Technological difficulties in the manufacturing process were not observed. Vulcanization was carried out in a vulcanizing press.

Физико-механические показатели вулканизатов определялись в соответствии с ГОСТами 270-75 (прочность и относительное удлинение), 263-75 (твердость по Шору) 262-79 (сопротивление раздиру), 426-77 (сопротивление истиранию), 9.029-74 (относительная остаточная деформация при сжатии). Physico-mechanical properties of the vulcanizates were determined in accordance with GOST 270-75 (strength and elongation), 263-75 (Shore hardness) 262-79 (tear resistance), 426-77 (abrasion resistance), 9.029-74 (relative residual deformation under compression).

Состав предлагаемых резиновых смесей и свойства резин представлены в таблицах 1 - 6. The composition of the proposed rubber compounds and rubber properties are presented in tables 1 - 6.

Пример 1. В табл. 1 приведены составы, а в табл. 2 свойства резин на основе комбинации бутадиеннитрильных каучуков СКН-26 АСМ и СКН-40 АСМ. В качестве вулканизующей группы использованы NN'-дитиодиморфолин, тиурам Д, сульфенамид Ц, в качестве наполнителя комбинация техуглерода П514 и П702 с мелом. В качестве противостарителя - диафен ФП и ацетонанил Р, в качестве замедлителя подвулканизации - N'-нитрозодифениламин, в качестве пластификатора - стеарин, стабилойл 18, ДБС, парафин. Example 1. In the table. 1 shows the compositions, and in table. 2 properties of rubbers based on a combination of nitrile butadiene rubbers SKN-26 ACM and SKN-40 AFM. NN'-dithiodimorpholine, thiuram D, sulfenamide C were used as a curing group, a combination of carbon black P514 and P702 with chalk was used as filler. Diafen FP and acetonanil R are used as antioxidants, N'-nitrosodiphenylamine is used as a vulcanization inhibitor, stearin, stabiloil 18, DBL, and paraffin are used as a plasticizer.

Из данных табл. 2 видно, что введение 0.3-1.0 мас.ч. продукта УДС в резины независимо от корректировки дозировок ингредиентов смесей (составы 4,5) приводит к повышению сопротивления раздиру в среднем на 20% и истиранию в среднем на 29% при неизменности остальных свойств. Оптимальной дозировкой продукта УДС-с является 0.3-1.0 мас.ч., так как при выходе за пределы этих дозировок модифицирующий эффект не наблюдается. From the data table. 2 shows that the introduction of 0.3-1.0 wt.h. UDS product in rubber, regardless of adjusting the dosage of the ingredients of the mixtures (compositions 4.5), leads to an increase in tear resistance by an average of 20% and abrasion by an average of 29% with the remaining properties remaining unchanged. The optimal dosage of the UDS-s product is 0.3-1.0 parts by weight, since a modifying effect is not observed when going beyond these dosages.

Пример 2. В табл. 3 приведены составы, а в табл. 4 свойства резин на основе бутадиеннитрильного каучука СКН-18С. В качестве вулканизующей группы использованы сера, тиозол 2 МБС, Гуанид Ф в качестве наполнителя - техуглерод П803, в качестве противостарителя - диафен ФП, параоксинеозон, альдоль-альфа-нафтиламин, в качестве пластификатора - стеарин, ДБС. Example 2. In the table. 3 shows the compositions, and in table. 4 properties of rubbers based on nitrile butadiene rubber SKN-18C. Sulfur, thiosol 2 MBS, Guanid F were used as a vulcanizing group, P803 carbon black was used as a filler, diafen FP, paraoxineosone, aldol-alpha-naphthylamine were used as an antioxidant, and stearin and DBS were used as a plasticizer.

Из представленных данных видно, что при использовании продукта УДС в количестве 0.3-1.0 мас. ч. наблюдается повышение сопротивления раздиру на 15-30% и повышение сопротивления истиранию на 12-60% при сохранении остальных показателей резины. Эффект улучшения свойств вулканизатов не зависит от корректировки других ингредиентов смесей (составы 4,5 приведены с корректировкой дозировок ингредиентов). Дозировка продукта УДС-с является оптимальной, так как при снижении ее ниже 0.3 мас.ч. и повышении свыше 1.0 мас. ч. модифицирующей эффект уменьшается. From the presented data it is seen that when using the product UDS in the amount of 0.3-1.0 wt. hours there is an increase in tear resistance by 15-30% and an increase in abrasion resistance by 12-60% while maintaining the rest of the rubber. The effect of improving the properties of vulcanizates does not depend on the adjustment of other ingredients of the mixtures (compositions 4.5 are given with adjustments to the dosages of the ingredients). The dosage of the product UDS-s is optimal, since when lowering it below 0.3 wt.h. and increase over 1.0 wt. including modifying effect is reduced.

Пример 3. В табл. 5, 6 приведены составы и свойства резин на основе этиленпропиленового каучука, содержащих продукт УДС-с. В качестве вулканизующей группы использованы пероксимон F-40 и сера, в качестве наполнителя - техуглерод П324, в качестве пластификатора - полиэтиленгликоль ПЭГ-115, масло синтетическое ВА-8. Example 3. In the table. 5, 6 show the compositions and properties of rubbers based on ethylene propylene rubber containing the product UDS-s. Peroximon F-40 and sulfur were used as the curing group, P324 carbon black was used as filler, PEG-115 polyethylene glycol was used as a plasticizer, and VA-8 synthetic oil.

Показатели табл. 6 свидетельствуют о повышении сопротивления раздиру и истиранию резины на 25-40% при сохранении остальных показателей. Корректировка содержания ингредиентов не влияет на модифицирующий эффект (составы 4, 5). Использование продукта УДС-с в дозировке менее 0.3 мас.ч. и более 1.0 мас.ч. не приводит к улучшению свойств резин. Table indicators 6 indicate an increase in tear and abrasion resistance of rubber by 25-40% while maintaining the remaining indicators. Correction of the content of ingredients does not affect the modifying effect (compounds 4, 5). The use of the product UDS-s in a dosage of less than 0.3 wt.h. and more than 1.0 wt.h. does not improve the properties of rubbers.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении на 15-40% сопротивления раздиру и истиранию резин без ухудшения остальных свойств, что приводит к повышению ресурса и надежности работы уплотнительных деталей из них. The technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the resistance to tear and abrasion of rubbers by 15-40% without deterioration of the other properties, which leads to an increase in the resource and reliability of the sealing parts from them.

Учитывая изложенное, внедрение в промышленность предлагаемого изобретения целесообразно и экономически выгодно. Given the above, the introduction into the industry of the invention is advisable and cost-effective.

Claims

1. A rubber mixture based on carbochain rubber, including a vulcanizing group, zinc oxide, filler, plasticizer, characterized in that the mixture further comprises detonation synthesis carbon in the form of ultrafine powder obtained by explosive decomposition of organic substances, in the following ratio of components, parts by weight .:
Carbide rubber - 100
Vulcanizing group - 4.5 - 8.5
Zinc Oxide - 3 - 6
Filler - 50 - 140
Softener - 4 - 32
The specified carbon is 0.3 - 1.0
2. The mixture according to p. 1, characterized in that the mixture further comprises an antioxidant in an amount of 2 to 9 parts by weight per 100 parts by weight rubber.

3. The mixture according to claim 2, characterized in that the mixture further comprises a vulcanization inhibitor in an amount of 0.5 - 2.0 parts by weight per 100 parts by weight rubber.