Гумова суміш на основі карболанцюгового каучуку

Гумова суміш на основі карболанцюгового каучуку, до складу якої входить вулканізуючий агент, прискорювач вулканізації, наповнювач, зм'якшувач або пластифікатор, активатор і стабілізатор, яка відрізняється тим, що як стабілізатор вона міс тить похідне нафтіламіну - нафтам ME такої структурної формули: Винахід відноситься до гумової промисловості, зокрема до гумових сумішей на основі карболанцюгового каучуку. Гумова суміш призначена для неформових і формових гумо-технічних виробів, призначених для роботи у динамічних умовах атмосферного старіння і старіння в агресивних середовищах, переважно для нових пасів, віконних ущільнювачів, масло-, бензостійких ущільнюючих деталей. Відомо, що для підвищення стійкості гумових сумішей до дії зовнішніх факторів до їх складу вводять стабілізатори. Так, відома гумова суміш, яка містить каучук, вулканізуючий агент, активатор вулканізації, прискорювач, наповнювач, зм'якшувач та стабілізатор (див.: Ф.Ф. Кошелєв та інші. Общая технология резины. Изд. Химлитература, 1978, стр. 34-36). В якості стабілізатора відома гумова суміш містить похідні дифеніламіну і заміщені парафенілендиаміну. Але вулканізати з відомої гумової суміші мають порівняно низькі фізико-механічні властивості, зокрема утомлюючу витривалість і озоностійкість. Найбільш близькою за технічною сутністю та досягаємим результатом до гумової суміші, що пропонується, являється гумова суміш, до складу якої входить карболанцюговий каучук, вулканізуючий агент, прискорювач вулканізації, наповнювач, зм'якшувач або пластифікатор, активатор і стабілі затор. У якості стабілізатора відома гумова суміш містить діафен ФП, параоксінеозон, альдоль-aнафтіламін (див. ТУ 38.005204-84 "Детали резиновые для автомобильного, тракторного, дорожного и с/х машиностроения и резины, применяемые для их изготовления") і нафтам-2, діафен ФП, Віск3В-1 (див. ТУ 38.105082-86 "Смеси резиновые невулканизованные товарные"). Проте відома гумова суміш має недостатню міцність, утомлюючу витривалість, стійкість до різного роду старіння, що не дозволяє використовувати її у таких гумових виробах, як ущільнювачі, клинові паси. В основу цього винаходу поставлено задачу вдосконалення гумової суміші шляхом зміни складу і вмісту суміші, що забезпечує інгібірування процесу окислення вулканізатів і підвищення таких фізико-механічних властивостей гуми, як міцність на розтягнення, стійкість до різних видів старіння, озоностійкість, завдяки чому розширюється область її застосування і збільшується термін її експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що у гумову суміш на основі карболанцюгового каучуку, що містить вулканізуючий агент, прискорювач вулканізації, наповнювач, зм'якшувач або пластифікатор, активатор і стабілізатор, в якості одного із стабілізаторів вводять похідне нафтіламіну - нафтам МЕ такої структурної формули: NH CH3 (19) UA (11) 29885 (13) A з таким співвідношенням компонентів, мас. ч.: каучук 100 вулканізуючий агент 0,3-3,0 прискорювач вулканізації 2,9-3,5 наповнювач 120-192 зм'якшувач або пластифікатор 22-42 активатор 6-9 нафтам ME 3-6. 29885 NH крейда - порошок білого кольору з густиною 2,5-2,73 г/м3 (ГОСТ 12085-88); стеарат кальцію- порошок білого кольору (ТУ 614722-76); ДБФ - складний ефір Н-бутилового спирту і ортофталевої кислоти (ГОСТ 8726-66); бітум - нафтяний високоплавкий зм'якшувач з температурою розм'якшення 125-135°С (ГОСТ 781-78); нафтопласт - рідина світло-коричневого кольору з густиною 0,875-0,890 г/см3 (ТУ 38.10193683); октофор В - порошок сіро-коричневого кольору (ТУ 38.40221-74); діафан ФН - коричнево-сірий кристалічний порошок, т. пл. 70°С (ТУ 38.101564-80); віск 3В-1 - воскоподібний продукт коричневого кольору з густиною 0,906 г/см3 (ТУ 38.101564-80); нафтам ME - порошок світло-коричневого кольору, не токсичний, вибухонебезпечний (ТУ 600-05800159-261-0-93). У табл. 1 і 3 приведені склади відомої і запропонованої гумових сумішей. Гумову суміш готують відомим способом за режимом виготовлення стандартних гумових сумішей на вальцях. Вулканізати виготовляють у гідравлічних рамних пресах з електричним нагрівом при температурі 143°С протягом 30 хвилин. Запропоновані гумові суміші ілюструються такими прикладами. Приклад 1. Виготовили гумові суміші на основі карболанцюгового каучуку СКС-30 АРКМ-15 відомого складу з нафтамом-2, діафоном ФП та воском 3В-1 у якості стабілізатора і відповідно винаходу з нафтамом MЕ у якості одного з стабілізаторів. В табл. 2 наведені властивості гумових сумішей на основі каучуку СКС-30 АРКМ-15. З даних табл. 2 видно, що у порівнянні з відомим стабілізатором нафтамом-2 при використанні у якості стабілізатора нафтама МЕ умовна міцність гумової суміші підвищується на 22-25%, у тому числі після теплового старіння на 18-20%, опір розриву на 25-30% і озоностійкість підвищується на 10-12%. Приклад 2. Виготовили гумові суміші на основі карболанцюгового каучуку СКН-18 відомого складу з диафеном ФП, параоксінеозоном і альдоль-aнафтіламіном у якості стабілізатора і відповідно винаходу з стабілізатором ME у якості одного з стабілізаторів. У табл. 4 наведені властивості гумових сумішей на основи каучуку СКН-18. З даних таблиці видно, що у порівнянні з відомим стабілізатором параоксінеозоном при використанні у якості стабілізатора нафтама ME умовна міцність гуми підвищується на 25-30%, знижується відносна залишкова деформація стискання на 28-30%, у тому числі після старіння на 18-20%, зміна маси у агресивному середовищі на 33% і об'єму зразків на 20-25%, відповідно. CH3 з таким співвідношенням компонентів, мас. ч.: каучук 100 вулканізуючий агент 0,3-3,0 прискорювач вулканізації 2,9-3,5 наповнювач 120-192 зм'якшувач або пластифікатор 22-42 активатор 6-9 стабілізатор 3-6. Стабілізатор нафтам МЕ являє собою суміш похідного нафтіламіну з білою сажею (45-55%). Процес інгібірування ланцюгових реакцій окислення відбувається за рахунок передачі водню антиоксидантом активному радикалу відповідальному за розвиток ланцюгового процесу окислення. У результаті цього розривається ланцюг і утворюється новий малоактивний або практично неактивний радикал. Застосування нафтаму ME дозволить знизити вміст стабілізатора у гумовій суміші у два рази, при цьому відбувається значне підвищення стійкості гумової суміші до різних видів старіння, озоностійкості. Роль інших компонентів гумової суміші полягає у наступному. У якості вулканізуючого агенту використовують сірку, у якості активатора - білила цинкові, СЖК, гексахлорпараксилол. У якості прискорювача вулканізації використовують сульфенамід Ц, тіурам Д, альтакс, а у якості наповнювача - технічний вуглець П-803, крейду, стеарат кальцію. У якості пластифікатора використовують ДБФ, зм'якшувача - бітум, нафтопласт, актофор В, стабілізатора - діафен ФП, альдоль-a-нафтіламін, віск 3В-1. Компоненти гумової суміші характеризуються слідуючими властивостями: СКС-30 АРКМ-15 - твердий продукт з в'язкістю по Муні 37-44 ум. од. (ГОСТ 111-38-75); СКН-18 - твердий продукт в брикетах; сірка - порошок сіро-жовтого кольору, т. пл. 114°С, т. спалаху 261°С (ГОСТ 127-73); білила цинкові - порошок білого кольору з густиною 5,47 г/см3 і т. пл. 1500°С (ГОСТ 202-84); СЖК - забарвлені рідини або тверді речовини від білого до коричневого кольору (ГОСТ 1336277); гексахлорпараксилол - порошок білого кольору (ТУ 6-09-15-294-95); сульфенамід Ц - тверда кристалічна речовина, т. пл. 96°С; тіурам Д - порошок білого кольору з густиною 1,40 г/см3, т. пл. 140-142°С (ГОСТ 740-76); альтакс - порошок жовто-сірого кольору, т. пл. 170°С (ГОСТ 7067-75); технічний вуглець П-803 - порошок чорного кольору з адсорбційною поверхнею 10-20 м2/г (ГОСТ 7885-86Е); 2 29885 Таблиця 1 Склад гумової суміші на основі каучуку СКС-30 АРКМ-15 Найменування компонентів Каучук СКС-30 АРКМ-15 Вулканізуючий агент Сірка Прискорювач вулканізації Тіурам Д Альтакс Наповнювач Технічний вуглець П-803 Крейда Стеарат кальцію Зм'якшувач-пластифікатор Бітум Нафтопласт Октофор В Активатор Білила цинкові СЖК Стабілізатор Нафтам Діафен ФП/ Нафтам ME Віск 3В-1 Відома сумішпрототип Склад суміші за винаходом 1 2 3 4 5 100 100 100 100 100 100 2,5 0,2 1,0 2,5 3,0 3,5 0,2 1,5 0,1 0,5 0,2 0,9 0,2 1,5 0,2 2,5 0,4 3,5 140 30 12 75 15 7 90 25 10 110 25 12 140 30 13 150 40 15 14 25 2,5 7 13 1 5 15 2 10 20 2,5 14 25 2,5 15 30 3 5 1 4 0,5 5,5 0,5 5 1 6,5 2 7 2 1 1 3 0,2 0,2 1 0,5 0,5 2 1 0,5 3 1 1 4 1,5 1,5 5 Таблиця 2 Властивості гумової суміші на основі каучуку СКС-30 АРКМ-15 Найменування показників Відносне подовження, % Умовна міцність при розтягуванні, МПА Твердість по Шору, А Опір роздиру, кН/м Озонне старіння, годин Відносна залишкова деформація зжимання (50% ´ 24 ч), % Відносне подовження, % Умовна міцність при розтягуванні, МПа Твердість по Шору, А Суміш за винаходом Відома суміш1 2 3 4 прототип У нормальних умовах 160 140 163 232 233 5 130 4,1 4,0 4,4 5,2 4,9 4,2 77 30 48 72 26 16 76 32 50 76 40 56 78 35 56 85 32 48 8,0 12,3 7,6 6,0 6,1 9,1 190 199 80 Після старіння (при 100° ´ 24 ч) 117 100 113 3,7 3,3 4,0 5,0 4,5 3,6 67 60 65 74 72 69 3 29885 Таблиця 3 Склад гумової суміші на основі каучуку СКН-18 Найменування компонентів Каучук СКН-18 Вулканізуючий агент Сірка Прискорювач вулканізації Сульфенамід Ц Тіурам Наповнювач Технічний вуглець П-803 Зм'якшувач-пластифікатор ДБФ Активатор СЖК Білила цинкові Гексахлорпараксилол Стабілізатор Діафен ФП Параоксинеозон Нафтам ME Альдоль-a-нафтіламін Відома сумішпрототип Суміш за винаходом 1 2 3 4 5 100 100 100 100 100 100 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 3,0 0,5 2,4 0,2 2,6 0,3 2,9 0,5 3,0 0,5 3,5 1,0 120 100 120 150 180 200 22,5 20 22 30 42 45 1 7,5 0,6 0,5 4 0,3 1 4,5 0,5 1 6 0,6 1 7,5 0,6 1,5 8 1,0 1 1 4 0,3 0,1 1 0,5 0,5 2 1 0,5 3 1 1 4 1,5 1,5 5 Таблиця 4 Властивості гумової суміші на основі каучуку СКН-18 Найменування показників Відносне подовження, % Умовна міцність при розтягуванні, МПа Твердість по Шору, А Відносна залишкова деформація зжимання (50% ´ 24 ч) Суміш за винаходом Відома суміш1 2 3 4 прототип При нормальних умовах 206 183 210 220 205 5 170 9,8 7,6 9,9 12,5 10,8 7,5 73 70 70 74 72 80 3,5 15,0 4 0 2 18,3 196 149 10,6 8,6 73 84 19,5 35,1 23,1 20,5 48,7 47,3 26,6 5 47,1 14 Після старіння (при 100° ´ 24 ч), повітря Відносне подовження, % 190 120 180 208 Умовна міцність при розтягу12,5 5,6 10 12,5 ванні, МПа Твердість по Шору, А 70 62 65 73 Відносна залишкова деформа22 35 28,9 17,1 ція зжимання (60% ´ 24 ч) Старіння у середовищі ізооктан-толуолу (70:30) Змінення об'єму 31,4 40,3 32,1 22,8 Змінення маси 30,5 40,6 30,3 20,4 Старіння у середовищі СЖР-3 при 100°С ´ 24 г Змінення об'єму 32,7 41,7 33,5 25,1 Змінення твердості по Шору, А 10 15 7 3 4 29885 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5