Гумова суміш на основі гідрованого бутадієн-нітрильного каучуку

Гумова суміш на основі гідрованого бутадієннітрильного каучуку, що містить сірку, білило цин Винахід відноситься до гумової технічної промисловості, а саме до гумової суміші на основі бутадієннітрильного каучуку, яка характеризується покращеними показниками з МІЦНОСТІ та пружності Відомо, ЩО ДЛЯ маслобензостійких гумових сумішей на основі бутадієннітрильних каучуків в якості пластифікаторів використовуються органічні ефіри та поліетиленові смоли (дибутилфталат, трикрезилфосфат, кумаронова смола) та ІНШІ [1] Однак, гумові суміші, виготовлені з них, мають недостатньо високі показники з МІЦНОСТІ Відома гумова суміш на основі бутадієннітрильного каучуку, яка містить в якості вулканізуючого агента сірку та сірковмісні сполуки [2] Незважаючи на те, що сірчані вулканізати задовольняють експлуатаційним вимогам широкого кругу виробів, в багатьох випадках вулканізація сіркою не дозволяє досягти бажаного комплексу властивостей Обмеження у використанні сірчаних вулканізатів пов'язано зі специфічними особливостями структури, які призводять до наступних недо кове, стеаринову кислоту, дибутилсебацинат, стабілізатор, наповнювачі, прискорювачі вулканізації, яка відрізняється тим, що містить як стабілізатор - нафтам 2, а як прискорювачі вулканізації та вулканізуючі агенти - сульфенамід Ц, N,N'дитюдиморфолін, додатково як модифікуючі агенти - полівінілхлорид і ацетонаніл Р, а як наповнювачі - технічний вуглець П234 і П702 при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас ч Гідрований бутадієннітрильний каучук з вмістом нітрильних груп 20-40% 100,0 Сірка 0,8-1,2 Білило цинкове 3,0-6,5 Стеаринова кислота 0,5-3,0 Нафтам 2 0,8-1,2 Ацетонаніл Р 1,8-3,0 Сульфенамід Ц 1,0-3,0 N, N'-дитюдиморфолш 1,8-2,5 Полівінілхлорид 5,0-20,0 Дибутилсебацинат 5,0-15,0 Технічний вуглець П234 15,0-80,0 Технічний вуглець П702 10,0-50,0 ліків невисока температуростійкість внаслідок вмісту в них полісульфідних зв'язків, присутність ненасичених зв'язків роблять еластомери більш чутливими до окиснювальних процесів, при великому ВМІСТІ сірки спостерігається погіршення динамічних властивостей ВІДОМІ гумові суміші на основі бутадієннітрильного каучуку СКН-40 з сірчаною вулканізуючою системою для виготовлення ущільнювачів превенторів, які мають широке плато вулканізації, задовільні литтьові властивості та властивості з МІЦНОСТІ та пружності Однак вони мають низькі показники тепло-, ОЗОНОСТІЙКОСТІ, недостатні морозостійкість, МІЦНІСТЬ кріплення гуми до металу [3] ВІДОМІ гумові суміші на основі гідрованого бутадієннітрильного каучуку для виготовлення ГТВ, які відрізняються підвищеними масло-, бензостійкістю та тепло-, морозо-, ОЗОНОСТІЙКІСТЮ Гуму виготовляли на основі каучуків марки "Тероан" фірми Бауер (ФРН) з використанням пероксидної вулканізації Така вулканізація передбачає 2-х стадійний О ю 47511 процес виготовлення ГТВ (вулканізація в пресі і термостатування) і непридатна для виготовлення великогабаритних ГТВ, якими є ущільнювачі превенторів Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним в якості прототипу, є гумова суміш на основі гідрованого бутадієннітрильного каучуку ГБНК В4030 [5] Склад гумової суміші в м ч Каучук бутадієннітрильний пдровани, В4030 100 Сірка 0,5-1,5 Тіурам Д 2,0-3,0 Білило цинкове 5,0 Стеарин 0,5-1,0 2 МВТ (каптакс) 0,5-1,5 Техвуглець ПМ 50, Т-900 35,0 - 80,0 (ДБС) дибутилсебацинат 0 - 20,0 Стабілізатор 1Б 1,5 Гумова суміш має задовільні показники з пружності та МІЦНОСТІ, високі показники морозо-, озоНОСТІЙКОСТІ, (приклад 2, табл 2), але для виготовлення гумометалевих виробів така гумова суміш має недостатні литтьові властивості, опір до роздирання, МІЦНІСТЬ зв'язку гуми з металом та властивості з пружності та МІЦНОСТІ ЦІЛЬ винаходу полягає у покращенні властивостей з МІЦНОСТІ та пружності, опору роздиранню, МІЦНОСТІ зв'язку гуми з металом при одночасному зниженні відносної залишкової деформації стиснення Поставлена ціль досягається тим, що до відомої гумової суміші на основі гідрованого бутадієннітрильного каучуку (ГБНК), що містить сірку, білило цинкове, стеаринову кислоту, дибутилсебацинат, стабілізатор, наповнювач, прискорювач вулканізації, додатково введені в якості стабілізатора нафтам 2, в якості прискорювача і вулканізуючих агентів сульфенамід Ц, N,N'дитюдиморфолін, в якості модифікуючих агентів полівінілхлорид і ацетонаніл Р, та в якості заповнювача технічний вуглець П234 і П702 при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас ч Гідрований бутадієннітрильний каучук з вмістом нітрильних груп 20-40% 100 Сірка 0,8-1,2 Нафтам 2 0,8-1,2 Ацетонаніл Р 1,8-3,0 N.N'-дитюдиморфолін 1,8 - 2,5 Сульфенамід Ц 1,0- 3,0 Полівінілхлорид 5,0 - 20,0 Дибутилсебацинат 5,0 -15,0 Техн вуглець П234 15,0-80,0 Техн вуглець П702 10,0-50,0 Стеаринова кислота 0,5 - 3,0 Білило цинкове 3,0 - 6,5 Порівняльний аналіз з прототипом дозволяє зробити висновок про те, що заявлений склад гумової суміші відрізняється від відомого введенням нових компонентів, а саме полівінілхлориду, нафтаму 2, ацетонанілу Р, сульфенаміду Ц, N,N'дитюдиморфоліну, технічного вуглецю П234 та П702 Аналіз відомих гумових сумішей, в т ч на основі бутадієннітрильних каучуків [6] показав, що введені в заявлене рішення речовини ВІДОМІ Од нак їх використання у сполученні з іншими компонентами не забезпечує гумовим сумішам такі властивості, які вони проявляють в заявленому рішенні, а саме підвищення властивостей з МІЦНОСТІ та пружності, опору до роздирання, МІЦНОСТІ зв'язку гуми з металом з одночасним зниженням відносної залишкової деформації стиснення Таким чином даний склад і кількісне співвідношення компонентів придає гумовій суміші нові властивості, що дозволяє зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого рішення критерію "ІСТОТНІ ВІДМІННОСТІ" Для експериментальної провірки заявленого складу були підготовлені 35 зразків сумішей інгредієнтів, чотири з яких показали оптимальні результати (приклади 4 - 7) Гумові суміші готували на вальцях CM 630 315/315, час приготування 35 ± Зхв , вулканізували при 150°С протягом 25хв , після чого витримували 6 годин за нормальних умов Склад інгредієнтів приведено в табл 1 Зразки гум випробували за наступними показниками властивості з МІЦНОСТІ та пружності, ГОСТ 27075 умовна МІЦНІСТЬ при розтягуванні, відносне подовження при розриві, твердість за Шор А в од Шор А, ГОСТ 263, опір роздиранню, ГОСТ 262, метод Б, МІЦНІСТЬ кріплення гуми до металу, ГОСТ 209 метод В, відносна залишкова деформація на повітрі за стиснення 20% та температурі 125°С протягом 24год , ГОСТ 9 029-74 Результати випробувань представлені в табл 2 Як слідує з таблиці 2 найкращим комплексом властивостей володіють гумові суміші за прикладами 4 - 7, причому оптимальні властивості має гумова суміш за прикладом 6 Ця суміш має в своєму складі комбінацію прискорюючої та вулканізуючої груп, модифікованої комплексом полівінілхлориду з ацетонанілом Р Такий набір вулканізуючих агентів і модифікаторів (співагентів) вулканізації забезпечив гумовій суміші при вулканізації оптимальне співвідношення поперечних зв'язків різноманітного типу, чим і досягнено одержання найбільших значень умовної МІЦНОСТІ при розтягуванні (34,0МПа) проти 25,0МПа у аналогів та 28,0МПа у прототипу Відомо, ЩО використання прискорювачів типу сульфенаміду Ц, а також г\І,г\Г-дитюдиморфоліфну призводить до утворення ди- і моносульфідних зв'язків, використання сірки до появи полісульфідних зв'язків -C-S X -C- [8] Наявність сірчаних груп по сусідству з аметиленовими групами полегшує відрив водню від них і, отже, знижує здатність до термоокиснювальних реакцій Тип вулканізаційних зв'язків та параметри сітки мають особливий вплив на статичну та динамічну МІЦНІСТЬ вулканізату Максимальне значення умовної МІЦНОСТІ при розтягуванні залежить від типу поперечних зв'язків вона є найменшою (біля 8,0МПа) у радіаційного вулканізату, що має -С-С- зв'язки і найбільшою (35МПа) у вулканізату, отриманого вулканізацією 47511 сіркою з прискорювачем сантокюром, що має, в основному, полісульфідні зв'язки -C-Sx-CЗа впливом на умовну МІЦНІСТЬ при розтягуванні за кімнатної температури вулканізаційні структури розташовуються в ряд -C-C-