RU2747539C1 - Морозостойкая резиновая смесь - Google Patents
Морозостойкая резиновая смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747539C1 RU2747539C1 RU2020133623A RU2020133623A RU2747539C1 RU 2747539 C1 RU2747539 C1 RU 2747539C1 RU 2020133623 A RU2020133623 A RU 2020133623A RU 2020133623 A RU2020133623 A RU 2020133623A RU 2747539 C1 RU2747539 C1 RU 2747539C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bnks
- rubber
- frost
- nitrile
- accelerator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
Изобретение относится к резинотехническому производству, в частности к морозостойким резиновым смесям для изготовления уплотнительных элементов пакерно-якорного оборудования. Предложена морозостойкая резиновая смесь, включающая комбинацию бутадиен-нитрильных каучуков БНКС-28АМН и БНКС-18АМН, перкадокс 14-40В, белила цинковые, стеариновую кислоту, технический углерод П-803 и диоксид кремния БС-120, антиоксидант IPPD, ацетонанил Н, дибутилсебацинат, отличающаяся тем, что дополнительно содержит хлорированный термопластичный полиолефин и свободный от нитрозамина тиадиазольный ускорител при следующием содержании компонентов, мас.ч.: бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28АМН 60, бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18АМН 20-25, хлорированный термопластичный полиолефин 15-20, перкадокс 14-40В 5, свободный от нитрозамина тиадиазольный ускоритель 1, белила цинковые 5, стеариновая кислота 3, антиоксидант IPPD 3, ацетонанил Н 2, технический углерод П-803 120, диоксид кремния БС-120 10-15, дибутилсебацинат 15-20. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение морозостойкости резиновой смеси. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к резинотехническому производству, в частности к морозостойким резиновым смесям для изготовления уплотнительных элементов пакерно-якорного оборудования.
В настоящее время существует проблема работоспособности уплотнителей пакерно-якорного оборудования в условиях холодного климата, а именно в обеспечении теплоагрессивостойкости с сохранением эластичности при низких температурах.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлены различные аналоги заявленного технического решения по совпадающей совокупности признаков резиновой смеси, которые рассмотрены далее более детально.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту (RU №2522610, МПК С08L 9/02, C08L 91/02, С08К 3/04, С08К 3/06, С08К 3/22, С08К 5/09,С08К 5/10, С08К 5/18, С08К 5/40, С08К 5/43, С08К 5/44, опубл. 20.07.2014). Сущностью является морозостойкая резиновая смесь на основе комбинации бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18АНи СКН-18ПВХ-30, тиурама Д, нафтама, сульфенамида Ц, фактиса, технического углерода П-803, Т-900 и П-245, оксида цинка, серы, стеарина, воска ЗВП, оксанола КД-6, карбосила КС-20, N,N-дитиодиморфолина, N-нитрозодифениламина и пластификаторов - дибутилсебацинат или трихлорэтилфосфат, или трихлорпропилфосфат.
Недостатком данной резиновой смеси являются низкие показатели по условной прочности, твердости и температурному пределу хрупкости, а также ограниченная теплостойкость до 125°С, вследствие использования тиурам содержащей вулканизующей группы.
Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту (RU №2719809, МКП C08L 9/02,C08L 23/06, С08К 3/04, С08К 3/06, С08К 5/14, С08К 5/375, С08К 5/44, опубл. 23.04.2020). Сущностью является маслобензостойкая морозостойкая резиновая смесь с повышенной термостойкостью на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая каучук бутадиен-нитрильной марки БНКС-18АМН, СВМПЭ, технический углерод N-550, дибутилсебацинат, оксид цинка, антиоксидант 6PPD, антиоксидант 4010, антиоксидант D, стеариновую кислоту, альтакс, CZ, дикумилпероксид и серу.
Недостатком данной резиновой смеси являются невысокие показатели по условной прочности, твердости и относительного удлинения после старения в воздухе.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и назначению выявлено изобретение по патенту (RU №2550827 МКП C08L 9/02,С08К 3/04, С08К 3/06, С08К 3/22, С08К 5/09, С08К 5/10, С08К 5/14,С08К 5/18,С08К 5/40, опубл. 20.05.2015). Сущностью является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, пероксида дикумила, серы, оксида цинка, тетраметилтиурамсульфида, технического углерода, стеарина, дибутилсебацината, диафена ФП, нафтама-2, технологической добавки РС-1.
Недостатками данной резиновой смеси являются недостаточные показатели по морозостойкости и эластичности, температурному пределу хрупкости и относительному удлинению при разрыве.
Технической проблемой является повышение морозостойкости резиновой смеси для уплотнительных элементов пакерно-якорного оборудования при сохранении теплоагрессивостойкости повышении физико-механических показателей.
Техническая проблема решается морозостойкой резиновой смесью, включающей комбинацию бутадиен-нитрильных каучуков БНКС-28АМН и БНКС-18АМН, перкадокс 14-40 В, белила цинковые, стеариновую кислоту, технический углерод П-803, диоксид кремния БС-120, антиоксидант IPPD, ацетонанил Н, дибутилсебацинат, при этом дополнительно содержит хлорированный термопластичный полиолефии и свободный от нитрозамина тиадиазольный ускоритель при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28АМН | 60 |
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18АМН | 20-25 |
Хлорированный термопластичный полиолефин | 15-20 |
Перкадокс 14-40В | 5 |
Свободный от нитрозамина тиадиазольный | |
ускоритель | 1 |
Белила цинковые | 5 |
Стеариновая кислота | 3 |
Антиоксидант IPPD | 3 |
Ацетонанил Н | 2 |
Технический углерод П-803 | 120 |
Диоксид кремния БС-120 | 10-15 |
Дибутилсебацинат | 15-20 |
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение морозостойкости резиновой смеси за счет комбинации бутадиен-нитрильных каучуков и хлорированного термопластичного полиолефина, а также путем совершенствования рецептуры за счет ввода свободного от нитрозамина тиадиазольного ускорителя, характеризующейся положительными показателями, такими как относительное удлинение, температурный предел хрупкости, коэффициент морозостойкости с сохранением теплоагрессивостойкости резиновой смеси.
Для получения морозостойкой резиновой смеси использовали следующие компоненты. Бутадиен-нитрильные каучуки БНКС-28АМН и БНКС-18АМН (ТУ 38.30313-2006) основной особенностью которых является стойкость к действию масел и алифатических углеводородов, теплостойкость. Добавление в состав хлорированного термопластичного полиолефина Керапреи 1018 (фирмы Керамекс) обеспечивает вулканизаторам резиновой смеси исключительную химическую стойкость, высокую термостойкость, стойкость к озонному старению (за счет содержания хлора), высокую стойкость к истиранию. Данный материал поставляется в виде дисков диаметром 2 см от светло-серого до бежевого цвета, вязкость по Муни (1+4) 125°С 50-65 сд., содержание хлора 29-32%. Термопластичный хлорированный полиолефин устраняет недостатки бутадиен-нитрильных каучуков в части эластичности и морозостойкости.
В качестве вулканизующего агента использовали органический пероксид торговой марки Perkadox 14-40 В (фирмы Akzo Nobel Polymer Chemicals), представляющий собой твердое воскоподобное вещество желтоватого цвета плотностью 63 г/см3, температурой плавления не выше 41°С и температурой вспышки не ниже 90°С в открытом тигле. Пероксиды в процессе вулканизации резиновой смеси образуют прочные углерод-углеродные поперечные связи между молекулами каучука, обеспечивая вулканизаторам лучшее сопротивление тепловому старению, отсутствие реверсии свойств, высокую термостойкость конечного изделия.
Свободный от нитрозамина тиадиазольный ускоритель Mixland+SD75 GAF250 (фирмы Керамекс), является донором серы, который в отличии от тиурамов и морфолинов не выделяет канцерогенных нитрозаминов. Он представляет собой гранулы на этилен-алкил-акрилатном носителе желтого цвета с плотностью 1,9 г/см3, содержание серы 64%. В отличии от обычной серы, свободная сера образует моносульфидные и дисульфидные мостики, что обеспечивает вулканизаторам, произведенным с добавлением Mixland+SD75 GAF250, устойчивость к тепловому старению и высокие показатели прочности при растяжении. Также следует отметить, что в ходе проведения работ по разработке морозостойкой резиновой смеси были изготовлены варианты и без использования свободного от нитрозамина тиадиазольного ускорителя. Результаты испытаний показали, что отсутствие данного ускорителя приводит к возрастанию остаточной деформации сжатия (ОДС) после старения, что обусловлено снижением плотности сшивки вулканизаторов.
В качестве активаторов вулканизации использовали белила цинковые или оксид цинка (ГОСТ 202-92) - порошок белого цвета плотностью 5,47-5,66 г/см3, нерастворимый в воде и в жирных кислотах типа стеариновой (ГОСТ 6484-84), которая представляет собой порошок или хлопья белого, серого или желтоватого оттенка плотностью 0,85-0,99 г/см3 и температурой плавления 53-63°С.
Противостарители выбраны наиболее эффективные по своим свойствам - антиоксидант EPPD (CASN 101-72-4) в виде гранул от темно-коричневого до темно-фиолетового цвета с первоначальной температурой плавления не выше 70°С и ацетонанил Н (ТУ 6-00-04691277-202-97), представляющий собой гранулы или порошок коричневого цвета с температурой размягчения не ниже 79°С. Используются для замедления термо-окислительного процесса старения резин.
В качестве наполнителей в предлагаемой морозостойкой резиновой смеси использовали технический углерод малой активности П-803 (ГОСТ 7885-86), применяемый для улучшения технологических свойств и повышения физико-механических свойств вулканизаторов, белая сажа БС-120 (ГОСТ 18307-78), представляющая собой аморфный белый порошок, состоящий из пористых частиц сферической формы плотностью 1,85-2,15 г/см3. Белая сажа по усиливающим свойствам равноценна углеродной, превосходит ее по влиянию на маслостойкость и теплостойкость, придает высокое сопротивление скольжению, что немаловажно при работе уплотнительных элементов пакерно-якорного оборудования.
В качестве пластификатора в предлагаемой резиновой смеси использовали сложные эфиры органических кислот - дибутилсебацинат (ГОСТ 8728-88), представляющий собой бесцветную вязкую жидкость с температурой вспышки не ниже 183°С.
Резиновую смесь изготавливали смешиванием всех рецептурных компонентов на вальцах ЛБ 320/150/150. Составы резиновых смесей приведены в табл. 1. Технические характеристики приведены в табл. 2.
Вулканизацию подготовленных образцов резиновых смесей проводили в прессе при давлении на пресс-форму 7,4 МПа и температуре 170°С в течение 25 минут.
В качестве стандартизованной рабочей жидкости выбрано топливо ТС-1, которое получают из среднедистиллятной фракции нефти путем прямой перегонки нефти либо в смеси с гидроочищенным или демеркаптанизированным компонентом.
При выборе температуры выдержки образцов руководствовались значениями, при которых эксплуатируются резиновые ушютнительные детали пакерно-якорного оборудования.
Физико-механические показатели резин определяли по ГОСТ 270-75 на образцах виде двухсторонних лопаток.
Температурный предел хрупкости определяли по ГОСТ 7912-74. Испытание заключается в определении температурного предела хрупкости -самой низкой температуры, при которой она в условиях испытания не разрушается.
Морозостойкость резин уплотнительного назначения часто характеризуется значениями коэффициента морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия ГОСТ 13808-79. Сущность метода заключается в определении способности образца, сжатого при температуре 23±2°С и выдержанного при низкой температуре, восстанавливать свою высоту при низкой температуре после освобождения от нагрузки.
Изменение объема после воздействия жидких агрессивных сред определяли по ГОСТ 9.030-74. Сущность метода заключается в том, что недеформированные стандартные образцы резин в виде пластин подвергали воздействию жидких агрессивных сред при заданной температуре и времени выдержки.
Теплоагрессивостойкость резин оценивали по «Методу комплексных испытаний уплотнительных резин в агрессивных средах». Сущность метода заключается в том, что образцы цилиндрической формы высотой и диаметром 10±2 мм подвергали сжатию в струбцине на 20%. Затем образцы выдерживали в топливе ТС-1 при температуре 150°С и продолжительности 24 часа. После определяли агрессивостойкость по изменению объема и остаточной деформации. Выдержку в средах проводили в герметически закрытых контейнерах.
Анализ табличных данных (табл. 2) показывает, что вулканизаторы предлагаемой резиновой смеси имеют более низкий температурный предел хрупкости (до минус 61°С) обладают лучшей морозостойкостью, что подтверждается способностью к эластическому восстановлению при низких температурах (коэффициент морозостойкости выше 0,20), при этом результаты испытаний по теплоагрессивостойкости подтверждают их применимость для уплотнительньгх элементов пакерно-якорного оборудования.
Таким образом, предлагаемая морозостойкая резиновая смесь обладает повышенной морозостойкостью, улучшенными физико-механическими показателями при сохранении теплоагрессивостойкости и может быть использована при изготовлении уплотнительных элементов пакерно-якорного оборудования.
Claims (2)
- Морозостойкая резиновая смесь, включающая комбинацию бутадиен-нитрильных каучуков БНКС-28АМН и БНКС-18АМН, перкадокс 14-40В, белила цинковые, стеариновую кислоту, технический углерод П-803 и диоксид кремния БС-120, антиоксидант IPPD, ацетонанил Н, дибутилсебацинат, отличающаяся тем, что дополнительно содержит хлорированный термопластичный полиолефин и свободный от нитрозамина тиадиазольный ускоритель при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
-
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-28АМН 60 Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18АМН 20-25 Хлорированный термопластичный полиолефин 15-20 Перкадокс 14-40В 5 Свободный от нитрозамина тиадиазольный ускоритель 1 Белила цинковые 5 Стеариновая кислота 3 Антиоксидант IPPD 3 Ацетонанил Н 2 Технический углерод П-803 120 Диоксид кремния БС-120 10-15 Дибутилсебацинат 15-20
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133623A RU2747539C1 (ru) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Морозостойкая резиновая смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133623A RU2747539C1 (ru) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Морозостойкая резиновая смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747539C1 true RU2747539C1 (ru) | 2021-05-06 |
Family
ID=75851029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020133623A RU2747539C1 (ru) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Морозостойкая резиновая смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747539C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779027C1 (ru) * | 2021-10-20 | 2022-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Морозостойкая резина на основе натурального каучука |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2407761C1 (ru) * | 2009-06-26 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Полимер-резиновая композиция для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений |
CN107584436A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-01-16 | 青岛少海研磨科技有限公司 | 一种家具用砂纸的生产工艺 |
CN106300205B (zh) * | 2016-10-31 | 2018-08-28 | 淅川县电业局 | 一种电力线路除冰器 |
RU2666442C1 (ru) * | 2017-11-28 | 2018-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильных каучуков |
RU2682571C2 (ru) * | 2014-10-17 | 2019-03-19 | Зэон Корпорейшн | Композиция сшиваемого нитрильного каучука и сшитый каучук |
-
2020
- 2020-10-12 RU RU2020133623A patent/RU2747539C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2407761C1 (ru) * | 2009-06-26 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Полимер-резиновая композиция для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений |
RU2682571C2 (ru) * | 2014-10-17 | 2019-03-19 | Зэон Корпорейшн | Композиция сшиваемого нитрильного каучука и сшитый каучук |
CN106300205B (zh) * | 2016-10-31 | 2018-08-28 | 淅川县电业局 | 一种电力线路除冰器 |
CN107584436A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-01-16 | 青岛少海研磨科技有限公司 | 一种家具用砂纸的生产工艺 |
RU2666442C1 (ru) * | 2017-11-28 | 2018-09-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильных каучуков |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779027C1 (ru) * | 2021-10-20 | 2022-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Морозостойкая резина на основе натурального каучука |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103221474A (zh) | 氯丁二烯橡胶组合物及其硫化物和成型体 | |
WO2003020806A1 (en) | Epdm compounds for dynamic applications | |
EP2818513A1 (en) | Oil extended ethylene-alpha-olefin-non-conjugated diene copolymer | |
Tamási et al. | Effect of different sulfur content in Natural Rubber mixtures on their thermo-mechanical and surface properties | |
Zanchet et al. | Sustainable natural rubber compounds: naphthenic oil exchange for another alternative from renewable source | |
EP1928951A1 (de) | Kautschukmischung für innerliner von fahrzeugluftreifen | |
RU2747539C1 (ru) | Морозостойкая резиновая смесь | |
IL279278B1 (en) | A new, long-acting rubber anti-degradation agent and a rubber compound containing it for tires | |
US5326828A (en) | Tetrabenzylthiuram disulfide/urea cured elastomeric composition | |
RU2664405C1 (ru) | Морозостойкая резиновая смесь уплотнительного назначения | |
US3795655A (en) | Sulfur-vulcanizable elastomer mixtures and oxidation-resistant vulcanizates thereof | |
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 | |
RU2686035C1 (ru) | Резиновая смесь на основе бутадиен-стирольного каучука с шунгитом | |
KR20020042232A (ko) | 인너라이너 고무조성물 | |
RU2458943C1 (ru) | Способ получения термопластичной эластомерной композиции | |
RU2786014C1 (ru) | Эластомерная композиция | |
DE102008004951A1 (de) | Kautschukmischung mit verbesserter Steifigkeit | |
RU2714351C1 (ru) | Маслотеплостойкая эластомерная композиция | |
KR100233228B1 (ko) | 타이어 림부 고무 조성물 | |
RU2755481C1 (ru) | Эластомерная композиция и способ ее получения | |
RU2685351C1 (ru) | Озоностойкая эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука | |
KR100590976B1 (ko) | 내열성과 내노화성이 향상된 엔진 마운트 고무 조성물 | |
RU2817048C1 (ru) | Морозо-, масло- и бензостойкая резиновая смесь для изготовления резинотехнических изделий | |
RU2323241C1 (ru) | Полимерная композиция для покрытий | |
KR20010017709A (ko) | 활성아연화를 적용한 타이어용 고무조성물 |