RU2425851C1 - Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхмолекулярного полиэтилена и наношпинели магния - Google Patents
Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхмолекулярного полиэтилена и наношпинели магния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425851C1 RU2425851C1 RU2010108856/05A RU2010108856A RU2425851C1 RU 2425851 C1 RU2425851 C1 RU 2425851C1 RU 2010108856/05 A RU2010108856/05 A RU 2010108856/05A RU 2010108856 A RU2010108856 A RU 2010108856A RU 2425851 C1 RU2425851 C1 RU 2425851C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- naphthylamine
- high molecular
- rubber mixture
- molecular weight
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к резиновой промышленности, может применяться в уплотнительных деталях в подвижных узлах механизмов. Изготавливают резиновую смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18. Вводят 2-5 мас.ч. синтетической наношпинели магния с размером частиц менее 100 нм в 10 мас.ч. порошкообразного сверхвысокомолекулярного полиэтилена из расчета на 100 мас.ч. каучука и смешивают 2-3 минуты в лопастном смесителе. Полученную композицию вводят в резиновую смесь на вальцах или резиносмесителе. Резиновая смесь также содержит каучук, cepy, N,N-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)-дисульфид, оксид цинка, альдоль-α-нафтиламин, N-(4-гидроксифенил)-нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N-фенилендиамин-1,4, технический углерод П803, стеариновую кислоту, дибутилфталат. Изобретение позволяет получать резину с заданным уровнем эксплуатационных свойств с повышенным и стабильным комплексом эксплуатационных характеристик - морозо-, износо-, маслостойкости. 2 табл.
Description
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке морозо-, износо-, маслостойких резин на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18 для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах механизмов, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Известно, что бутадиен-нитрильные каучуки работоспособны в среде масел. При невысоком содержании акрилонитрила они обладают достаточной морозостойкостью [1]. Однако резины на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18 с содержанием акрилонитрила 17-19 мас.% имеют невысокие триботехнические показатели. Наиболее эффективным и доступным способом, позволяющим сочетать в одном веществе свойства морозостойкости и износостойкости, является использование полимерной модификации резиновых смесей [2]. Но при использовании смесей полимеров всегда остро стоит вопрос о взаимодействии между ними. Одним из способов разрешения этой проблемы является введение в совмещаемые полимеры структурно-активных добавок (высоко- и нано- дисперсных наполнителей) [3].
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной смеси является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18, серы, N,N'-дифенилгуанидина, ди-(2-бензотиазолил)дисульфида, оксида цинка, стеариновой кислоты, альдоль-α-нафтиламина, N-(4-гидроксифенила)нафтиламина-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамина-1,4, технического углерода П803 с удельной поверхностью 12-18 м2/г, дибутилфталата с добавлением сверхвысокомолекулярного полиэтилена с активированным природным цеолитом (прототип) [4].
К недостаткам данной резиновой смеси следует отнести разброс по показателям, связанный с использованием минерального наполнителя, свойства которого зависят от месторождения. Кроме того, для достижения наибольшей активности частицы цеолита приходится подвергать механической активации, что заметно усложняет технологическую схему изготовления вулканизатов в конечном итоге.
Целью изобретения является повышение морозостойкости и износостойкости бутадиен-нитрильной резины с низким разбросом показателей свойств морозостойкости и износостойкости.
Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила 18 мас.% (БНКС-18), включающая серу, оксид цинка, стеариновую кислоту, N,N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)дисульфид, стеариновую кислоту, альдоль-α-нафтиламин, N-(4-гидроксифенила)нафтиламина-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м2/г, дополнительно содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен с синтетической наношпинелью магния при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием | |
| акрилонитрила 18 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 | 128-132 |
| Стеариновая кислота | 0,80-1,20 |
| Дибутилфталат | 18,0-22,0 |
| Сверхвысокомолекулярный полиэтилен | 10 |
| Синтетическая наношпинель магния | 2,0-5,0 |
Синтетическая наношпинель магния получена в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН (г. Новосибирск) путем механического синтеза и относится к нанодисперсным системам сложного состава [5]. Двойной оксид с общей формулой MgAl2O4 представляет собой тугоплавкий твердый раствор внедрения с удельной поверхностью 45-50 м2/г. Основа пространственной решетки кубическая. Средний размер частиц меньше 100 нм. Плотность 3,6 г/см3. Температура плавления 2135°С.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен, получаемый полимеризацией этилена при низком давлении, относится к классу полиэтиленов низкого давления ПЭНД. Увеличение молекулярной массы до 1 млн. и более резко меняет многие свойства ПЭНД, поэтому СВМПЭ относят к особому типу материала. СВМПЭ обладает высокими морозо-, влаго-, износостойкостью, химической инертностью и низким коэффициентом трения.
Технологическая схема получения композиции имеет следующий вид: нанодисперсная шпинель магния вводится в порошкообразный СВМПЭ путем сухого смешения в течение 2-3 минут на лопастном смесителе. Затем полученную композицию вводят в резиновую смесь на вальцах или резиносмесителе в течение 5 минут при температуре валков 50-60°С. Вулканизацию проводят при температуре 155°С в течение 20 минут. Производится выдержка вулканизатов при комнатной температуре до испытаний не менее 6 часов. Состав резиновых смесей приведен в табл.1.
Испытания физико-механических свойств вулканизатов проводят по ГОСТ 270-75, объемный износ - по ГОСТ 25509-79, коэффициент морозостойкости при растяжении - по ГОСТ 13808-79, маслостойкость определяют в среде масла АМГ-10 по ГОСТ 9.030-74. Свойства вулканизатов приведены в табл.2.
Технико-экономическая эффективность
Использование данного изобретения позволяет получать резины уплотнительного назначения с улучшенным и стабильным уровнем эксплуатационных характеристик.
Композиты из резиновой смеси заявляемого состава и прототипа имеют одинаковый уровень свойств, но из-за применения в заявляемом составе синтетического наполнителя (наношпинели магния) имеют более стабильные свойства в отличие от прототипа, имеющего в своем составе природный цеолит.
Отличием в изготовлении резиновой смеси заявляемого состава от прототипа является отсутствие необходимости проведения механической активации синтетической наношпинели магния, что способствует упрощению технологического способа изготовления резиновой смеси и, в конечном итоге, ведет к экономической выгоде.
Источники информации
1. Голубева А.И., Кондакова Л.А. Уплотнения и уплотнительная техника: справочник под общей редакцией А.И.Голубева, Л.А.Кондакова. - М.: Машиностроение, 1986 г. - 464 с.
2. Кулезнев В.Н. Смеси полимеров. - М.: Химия, 1980 г.
3. Охлопкова А.А., Адрианова О.А., Попов С.Н. Модификация полимеров ультрадисперсными соединениями. Якутск: ЯФ Изд-во СО РАН, 2003.
4. Соколова М.Д., Ларионова М.Л., Биклибаева Р.Ф., Попов С.Н., Морова Л.Я., Адрианова О.А. Патент РФ №2326903 «Цеолитосодержащая морозостойкая резиновая смесь». Бюл. №17 от 20.06.2008 г.
5. Авакумов Е.Г., Девяткина Е.Т., Косова Н.В., Ляхов Н.З. Патент РФ №2078037 «Способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла». Бюл. №1 от 27.04.1997 г.
| Таблица 1 | |||||||||
| Состав резиновых смесей | |||||||||
| Ингредиент | Состав, мас.ч. | ||||||||
| Известный | По изобретению | Контрольные | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием акрилонитрила 18 мас.% | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
| Сера | 2,65 | 2,45 | 2,65 | 2,50 | 2,45 | 2,50 | 2,50 | 2,50 | 2,50 |
| N,N'-дифенилгуанидин | 0,30 | 0,20 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
| Ди(2-бензотиазолил)дисульфид | 2,80 | 2,60 | 2,80 | 2,70 | 2,60 | 2,70 | 2,70 | 2,70 | 2,70 |
| Оксид цинка | 7,60 | 7,40 | 7,60 | 7,50 | 7,40 | 7,50 | 7,50 | 7,50 | 7,50 |
| Альдоль-α-нафтиламин | 4,20 | 3,80 | 4,20 | 4,00 | 3,80 | 4,00 | 4,00 | 4,00 | 4,00 |
| N-(4-гидроксифенил) нафтиламин-2 | 1,10 | 0,90 | 1,10 | 1,00 | 0,90 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4 | 1,20 | 0,80 | 1,20 | 1,00 | 0,80 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Технический углерод П803 | 132,0 | 128,0 | 132,0 | 130,0 | 128,0 | 130,0 | 130,0 | 130,0 | 130,0 |
| Стеариновая кислота | 1,20 | 0,80 | 1,20 | 1,00 | 0,80 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Дибутилфталат | 22,0 | 18,0 | 22,0 | 20,0 | 18,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 |
| Шпинель магния | - | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 1,0 | 2,5 | 0,5 | 2,5 | 1,0 |
| Активированный цеолит | 1,0 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Сверхвысокомолекулярный полиэтилен | 20,0 | 10,0 | 20,0 | 30,0 | 30,0 | 40,0 | 5,0 | 20,0 | 40,0 |
| Таблица 2 | |||||||||
| Свойства вулканизатов | |||||||||
| Показатель | Резиновая смесь по примерам | ||||||||
| Известная | По изобретению | Контрольные | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Условная прочность при растяжении, МПа | 13,5 | 12,6 | 13,6 | 14,6 | 14,9 | 11,1 | 10,2 | 13,0 | 10,3 |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 251 | 264 | 253 | 219 | 215 | 153 | 269 | 266 | 160 |
| Коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия, 20% при -50°С | 0,614 | 0,568 | 0,616 | 0,652 | 0,649 | 0,460 | 0,480 | 0,431 | 0,430 |
| Объемный износ при абразивном истирании, см3 | 0,086 | 0,108 | 0,079 | 0,053 | 0,062 | 0,030 | 0,130 | 0,080 | 0,041 |
| Маслостойкость в среде масла АМГ-10 при 70°С в течение 72 ч | -0,016 | -0,017 | -0,015 | -0,015 | -0,014 | -0,023 | -0,020 | -0,018 | -0,021 |
Claims (1)
- Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием акрилонитрила 18 мас.% БНКС-18, включающая серу, оксид цинка, стеариновую кислоту, N,N'-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил)-дисульфид, альдоль-α-нафтиламин, N-(4-гидроксифенил)-нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенилендиамин-1,4, технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м2/г, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен и синтетическую наношпинель магния при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
бутадиен-нитрильный каучук с содержанием акрилонитрила 18 мас.% БНКС-18 100,00 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 128-132 стеариновая кислота 0,80-1,20 дибутилфталат 18-22 сверхвысокомолекулярный полиэтилен 10 синтетическая наношпинель магния 2-5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108856/05A RU2425851C1 (ru) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхмолекулярного полиэтилена и наношпинели магния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108856/05A RU2425851C1 (ru) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхмолекулярного полиэтилена и наношпинели магния |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2425851C1 true RU2425851C1 (ru) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010108856/05A RU2425851C1 (ru) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхмолекулярного полиэтилена и наношпинели магния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425851C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2615416C2 (ru) * | 2015-08-26 | 2017-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Поверхностно-модифицированный композиционный материал |
| RU2719809C1 (ru) * | 2019-11-06 | 2020-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь с повышенной термостойкостью |
-
2010
- 2010-03-09 RU RU2010108856/05A patent/RU2425851C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2615416C2 (ru) * | 2015-08-26 | 2017-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Поверхностно-модифицированный композиционный материал |
| RU2719809C1 (ru) * | 2019-11-06 | 2020-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь с повышенной термостойкостью |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kotal et al. | Thermoplastic polyurethane and nitrile butadiene rubber blends with layered double hydroxide nanocomposites by solution blending | |
| RU2507221C1 (ru) | Маслобензостойкая резиновая смесь | |
| Shojaei et al. | Physico-mechanical properties and thermal stability of thermoset nanocomposites based on styrene-butadiene rubber/phenolic resin blend | |
| RU2425851C1 (ru) | Резиновая смесь, модифицированная композицией сверхмолекулярного полиэтилена и наношпинели магния | |
| Saeb et al. | A comparative study on curing characteristics and thermomechanical properties of elastomeric nanocomposites: The effects of eggshell and calcium carbonate nanofillers | |
| US20090099286A1 (en) | Highly heat-resistant stabilizer bar bush rubber composition | |
| KR20170074918A (ko) | 클로로프렌 고무 조성물, 가황 성형체 및 방진 고무 | |
| JP2014105212A (ja) | 防振ゴム組成物及び防振ゴム | |
| RU2326903C1 (ru) | Цеолитосодержащая морозостойкая резиновая смесь | |
| RU2615520C1 (ru) | Резиновая смесь | |
| RU2294346C1 (ru) | Износостойкая смесь на основе пропиленоксидного каучука | |
| AU2011311990B2 (en) | Accelerator composition for elastomers | |
| RU2125068C1 (ru) | Морозостойкая резиновая смесь | |
| Shojaei et al. | Analysis of structure–properties relationship in nitrile‐butadiene rubber/phenolic resin/organoclay ternary nanocomposites using simple model system | |
| CN105153482A (zh) | 一种合成橡胶 | |
| JP2015089917A (ja) | 防振ゴム用ゴム組成物および防振ゴム | |
| Onyeagoro | Effect of zinc oxide level and blend ratio on vulcanizate properties of blend of natural rubber and acrylonitrile-butadiene rubber in the presence of epoxidized natural rubber | |
| RU2306323C1 (ru) | Полимерная композиция тпк-5 с высокими эксплуатационными характеристиками | |
| US3438932A (en) | High strength,heat resistant fluoroelastomers | |
| RU2664405C1 (ru) | Морозостойкая резиновая смесь уплотнительного назначения | |
| EA038307B1 (ru) | Резиновая смесь на основе бутадиен-стирольного каучука с высокими упруго-прочностными свойствами | |
| JP6135259B2 (ja) | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
| Prapruddivongs et al. | Effect of organoclay incorporation on mechanical, barrier and thermal properties and anti-bacterial performance of PLA and PLA composites with triclosan and wood flour | |
| Porobić et al. | Hybrid materials based on rubber blend nanocomposites | |
| WO2014189405A1 (ru) | Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, фторопласта ф-4мб и активированного цеолита |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210310 |