RU2129132C1

RU2129132C1 - Compounded rubber based on butadiene-nitrile rubber

Info

Publication number: RU2129132C1
Application number: RU96124057A
Authority: RU
Inventors: М.Д. Соколова; С.Н. Попов; О.А. Адрианова; А.А. Охлопкова; Е.Ю. Шиц
Original assignee: Институт неметаллических материалов СО РАН
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1999-04-20

Abstract

FIELD: rubber industry. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to development of wear-resistant rubbers for manufacturing sealing parts used in mobile assemblies of mechanisms. Rubber mixture based on butadiene- nitrile rubber with acrylonitrile content 17-23 wt % and containing, wt %: sulfur 2.45-2.65, zinc oxide 7.40-7.60, carbon black with specific geometric surface 12-18 sq.m/g 128-132, and stearic acid 0.80-0.20, is distinguished by supplementary containing, wt %: N,N'-diphenylguanidine 0.20-0.30, di(2-benzothiazolyl) disulfide 2.60-2.80, alpha- naphthylamine aldol 3.80-4.20, N-(4-hydroxyphenyl)-2-naphthylamine 0.90-1.10, N-(1,3-dimethylbutyl)-1,4-phenylenediamine 0.80-1.20, dibutyl phthalate 18.0-22.0, and diamond-containing superdispersed powder. EFFECT: improved resilient-elastic characteristics and preserved high frost resistance and hardness and low residual compression deformation after heat ageing. 2 tbl

Description

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке износостойких резин на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН-18) для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов. The invention relates to the rubber industry, in particular to the development of wear-resistant rubbers based on nitrile butadiene rubber (SKN-18) for the manufacture of sealing parts used in moving parts of mechanisms.

Известны резиновые смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН-18), включающие наполнители, активаторы вулканизации, ускорители вулканизации, мягчители и серу, используемые для изготовления уплотнительных элементов пар вращательного и возвратно-поступательного перемещения (Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник под ред. А.И.Голубева, Л.А.Кондакова.- М.: Машиностроение, 1986, с.464). Однако резины из этих смесей характеризуются неудовлетворительной износостойкостью и низкими деформационно-прочностными характеристиками, что снижает ресурс их работы. Known rubber compounds based on nitrile butadiene rubber (SKN-18), including fillers, vulcanization activators, vulcanization accelerators, softeners and sulfur, used for the manufacture of sealing elements for pairs of rotational and reciprocating movements (Seals and sealing technique. Handbook, ed. A.I. Golubeva, L.A. Kondakova.- M.: Mechanical Engineering, 1986, p.464). However, the rubbers from these mixtures are characterized by unsatisfactory wear resistance and low deformation-strength characteristics, which reduces the resource of their work.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой смеси является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 17-20 мас.%, включающая серу, оксид цинка, N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид, стеариновую кислоту, дибутилсебацинат, N-фенил-N'-изопропил-n- фенилендиамин и технический углерод с удельной геометрической 12-18 м²/г, дополнительно содержит алкилфеноформальдегидную резольную серусодержащую смолу, ω,ω′- гексахлорпараксилол, технический углерод с удельной поверхностью 75-82 м²/г и технический углерод с удельной поверхностью 90-110 м /г прототип.( SU 1700019 A1, 1991).Closest to the technical nature of the claimed mixture is a rubber mixture based on nitrile butadiene rubber with a content of nitrile units of acrylic acid of 17-20 wt.%, Including sulfur, zinc oxide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, stearic acid, dibutylsebacinate, N -phenyl-N'-isopropyl-n- phenylenediamine and carbon black with a specific geometric 12-18 m ² / g, additionally contains alkyl phenol-formaldehyde resole sulfur-containing resin, ω, ω′-hexachloroparaxylene, carbon black with a specific surface of 75- 82 m ² / g and carbon black with a specific surface area of 90-110 m / g prototype. (SU 1700019 A1, 1991).

Обладая повышенной морозостойкостью, твердостью, резины из этой смеси характеризуются низкими упругоэластичными свойствами. Having increased frost resistance, hardness, rubbers from this mixture are characterized by low elastic properties.

Задачей изобретения является повышение упругоэластичных характеристик резиновой смеси при сохранении высоких морозостойкости, твердости, низкой остаточной деформации сжатия после теплового старения. The objective of the invention is to increase the elastic properties of the rubber compound while maintaining high frost resistance, hardness, low residual compressive strain after heat aging.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас. %, включающая серу, оксид цинка, технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12-18 м²/г, стеариновую кислоту, дополнительно содержит N,N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, альдоль -α- нафтиламин, N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, дибутилфталат, ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас.% - 100,00
Сера - 2,45 - 2,65
N,N'-дифенилгуанидин - 0,20 - 0,30
Ди(2-бензотиазолил)дисульфид - 2,60 - 2,80
Оксид цинка - 7,40 - 7,60
Альдоль-α-нафтиламин - 3,80 - 4,20
N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2 - 0,90 - 1,10
N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4 - 0,80 - 1,20
Технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12-18 м²/г - 128 - 132
Стеариновая кислота - 0,80 - 1,20
Дибутилфталат - 18,0 - 22,0
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) - 0,1 - 1,0
Ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) - продукт, получаемый детонационным синтезом из органического сырья (ТУ 84-415-115-87), содержащий 30% кубического алмаза, 70% графита.This goal is achieved in that the rubber mixture based on nitrile butadiene rubber with a content of acrylic acid nitrile of 17-23 wt. %, including sulfur, zinc oxide, carbon black P803 with a specific geometric surface of 12-18 m ² / g, stearic acid, additionally contains N, N'-diphenylguanidine, di- (2-benzothiazolyl) disulfide, aldol-α-naphthylamine, N- (4-hydroxyphenyl) naphthylamine-2, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenylenediamine-1,4, dibutyl phthalate, ultrafine diamond-containing powder (UDAG) in the following ratio, wt. hours:
Nitrile butadiene rubber with acryl acid nitrile content of 17-23 wt.% - 100.00
Sulfur - 2.45 - 2.65
N, N'-diphenylguanidine - 0.20 - 0.30
Di (2-benzothiazolyl) disulfide - 2.60 - 2.80
Zinc oxide - 7.40 - 7.60
Aldol-α-naphthylamine - 3.80 - 4.20
N- (4-hydroxyphenyl) naphthylamine-2 - 0.90 - 1.10
N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenylenediamine-1.4 - 0.80 - 1.20
Carbon black P803 with a specific geometric surface of 12-18 m ² / g - 128 - 132
Stearic acid - 0.80 - 1.20
Dibutyl phthalate - 18.0 - 22.0
Ultrafine diamond-containing powder (UDAG) - 0.1 - 1.0
Ultrafine diamond-containing powder (UDAG) is a product obtained by detonation synthesis from organic raw materials (TU 84-415-115-87), containing 30% cubic diamond, 70% graphite.

УДАГ вводят в резиновую смесь, изготовленную по стандартной технологии, при вальцевании в течение 8 мин при температуре поверхности валков 50-60^oС.UDAG is introduced into the rubber mixture manufactured by standard technology, when rolling for 8 min at a surface temperature of the rolls of 50-60 ^o C.

Вулканизацию проводят при 150^oC, давлении 12,0 МПа в течение 25 мин. Выдержка вулканизатов до испытаний не менее 6 ч. Состав резиновых смесей приведен в табл. 1.Vulcanization is carried out at 150 ^o C, a pressure of 12.0 MPa for 25 minutes The exposure of vulcanizates to testing at least 6 hours. The composition of the rubber compounds are given in table. 1.

Объемный износ вулканизатов определяют по ГОСТ 25509-79, физико-механические показатели по ГОСТ 270-75, твердость - по ГОСТ 263-75, относительную остаточную деформацию сжатия - по ГОСТ - ГОСТ 9.029-74 (метод A). Свойства вулканизатов приведены в табл. 2. Volumetric wear of vulcanizates is determined according to GOST 25509-79, physical and mechanical indicators according to GOST 270-75, hardness - according to GOST 263-75, relative residual compressive strain - according to GOST - GOST 9.029-74 (method A). The properties of the vulcanizates are given in table. 2.

Использование данного изобретения, реализуемого на стандартном оборудовании, позволяет повысить прочностные, упругоэластичесие характеристики и износостойкость резины. Как видно из приведенных данных, прочностные характеристики резин из заявляемой резиновой смеси по сравнению с материалом прототипа возросли в 1,4 раза, относительное удлинение при разрыве возросло в 1,3 раза, износостойкость возросла в 2 раза, что привело к увеличению ресурса работы узлов трения. The use of this invention, implemented on standard equipment, allows to increase the strength, elastic and elastic characteristics and wear resistance of rubber. As can be seen from the above data, the strength characteristics of rubbers from the inventive rubber composition compared with the prototype material increased by 1.4 times, the elongation at break increased by 1.3 times, wear resistance increased by 2 times, which led to an increase in the service life of friction units .

Применение резиновой смеси заявляемого состава позволит повысить ресурс работы резиновых уплотнений при работе в составе герметизирующих устройств. The use of the rubber composition of the claimed composition will increase the service life of rubber seals when working as part of sealing devices.

Claims

A rubber mixture based on nitrile butadiene rubber with a content of acrylic acid nitrile of 17-23 wt.%, Including sulfur, zinc oxide, carbon black P803 with a specific geometric surface of 12 - 18 m ² / g, stearic acid, characterized in that it additionally contains N, N'-diphenylguanidine, di- (2-benzothiazolyl) disulfide, aldol-α-naphthylamine, N- (4-hydroxyphenyl) naphthylamine-2, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenylenediamine-1 , 4, dibutyl phthalate, ultrafine diamond-containing powder (UDAG) in the following ratio of components, parts by weight:
Nitrile butadiene rubber with acryl acid nitrile content 17 - 23 wt.% - 100.00
Sulfur - 2.45 - 2.65
N, N'-diphenylguanidine - 0.20 - 0.30
Di- (2-benzothiazolyl) disulfide - 2.60 - 2.80
Zinc oxide - 7.40 - 7.60
Aldol-α-naphthylamine - 3.80 - 4.20
N- (4-hydroxyphenyl) naphthylamine-2 - 0.90 - 1.10
N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenylenediamine-1.4 - 0.80 - 1.20
Carbon black P803 with a specific geometric surface of 12 - 18 m ² / g - 128 - 132
Stearic acid - 0.80 - 0.20
Dibutyl phthalate - 18.0 - 22.0
Ultrafine diamond-containing powder (UDAG) - 0.1 - 1.0