RU2625858C2

RU2625858C2 - Polymer composition

Info

Publication number: RU2625858C2
Application number: RU2015115540A
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Чичварин; Татьяна Ивановна Игуменова; Виталий Петрович Смирнов; Андрей Николаевич Смирнов
Original assignee: Александр Валерьевич Чичварин; Виталий Петрович Смирнов; Татьяна Ивановна Игуменова; Андрей Николаевич Смирнов
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2017-07-19
Also published as: RU2015115540A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: rubber mixture contains the components at the following ratio, wt %: synthetic isoprene rubber 18.7-24.021; synthetic butadiene rubber 6.005-7.547; synthetic rubber butadiene styrene 18.02-18.87; zinc oxide 1.802-1.887; sulfur technical 0.601-0.943; sulfenamide C 0.300-1.132; stearic acid 1.201-1.132; technical carbon P234 6.005-7.547; technical carbon P514 22.64-24.02; glass of ground fraction 50-100 microns 5.660-6.005; a mixture of fullerenes of fraction C₅₀-C₉₂ 0.001-0.015; acetononyl H 1.132-1.201; wax VIZ 1.802-1.887; oil for oil PN 3.003-3.019; bitumen petroleum alkaline 6.005-7.547.

EFFECT: invention allows to manufacture specialty rubber products with high frictional resistance, with improved physical and mechanical characteristics and the ability to work in aggressive environments.

2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к производству резиновых смесей, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий.The invention relates to the chemical industry, in particular, to the production of rubber compounds, and can be used in the manufacture of rubber products.

Существует патент РФ №2355719 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Клейменова Наталья Леонидовна, опубл. 20.05.2009], где предполагается использование фуллеренов и их композиций для полимерной композиции, состоящей из бутадиенового каучука, немаслонаполненного бутадиенстирольного каучука, изопренового каучука, белилцинковых кремнекислоты, кислоты стеариновой, серы полимерной, дифенилгуанидина, тетраметилтиурамсульфида и фуллеренсодержащего технического углерода с дисперсностью 100 мкм в количестве 0,79-2,96 мас. %.There is a RF patent No. 2355719 [Popov Gennady Vasilievich, Igumenova Tatyana Ivanovna, Kleimenova Natalya Leonidovna, publ. 05/20/2009], where it is supposed to use fullerenes and their compositions for a polymer composition consisting of butadiene rubber, non-oil-filled styrene butadiene rubber, isoprene rubber, white zinc silicic acid, stearic acid, polymer sulfur, diphenyl guanidine, and tetramethyl sulfonamide microfluramides 0.79-2.96 wt. %

Известны патенты РФ №2482142 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Акатов Евгений Сергеевич, опубл. 20.05.2013] и №2446190 [Попов Геннадий Васильевич, Игуменова Татьяна Ивановна, Гудков Максим Андреевич, опубл. 27.03.2012]. Изобретения относятся к химической промышленности, в частности к производству озоностойких резиновых смесей, предназначенных для цветных или белых боковин легковых и велошин, а также для защитных и декоративных элементов боковины шин грузового и легкогрузового ассортимента шин. В этих полимерных композициях используется смесь фуллеренов фракции С50-С92.Known patents of the Russian Federation No. 2482142 [Popov Gennady Vasilievich, Igumenova Tatyana Ivanovna, Akatov Evgeny Sergeevich, publ. 05/20/2013] and No. 2446190 [Popov Gennady Vasilievich, Igumenova Tatyana Ivanovna, Gudkov Maxim Andreevich, publ. 03/27/2012]. The invention relates to the chemical industry, in particular to the production of ozone-resistant rubber compounds intended for colored or white sidewalls of cars and bicycles, as well as for protective and decorative elements of the sidewalls of tires of a cargo and light truck tire range. In these polymer compositions, a mixture of fullerenes of the C50-C92 fraction is used.

Известен также патент РФ №2476458 [Губжев Тимур Аскарбиевич, Тхакахов Эльдар Русланович, Каширгов Аскер Арсенович, Тхакахов Руслан Баширович, Карамурзов Барасби Сулейманович, опубл. 27.02.2013]. Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе синтетического бутадиенового каучука и может быть использовано в кабельной и обувной промышленности. В полимерной композиции используется каучук бутадиеновый СКД-35 - 80, полиэтилен высокого давления - 20, сера - 1,6, оксид цинка - 2,4, сантокюр - 0,72, стеарин - 0,8, технический углерод - 0,1-5,37 масс. ч.Also known is the patent of the Russian Federation No. 2476458 [Gubzhev Timur Askarbievich, Tkhakov Eldar Ruslanovich, Kashirgov Asker Arsenovich, Tkhakhov Ruslan Bashirovich, Karamurzov Barasbi Suleimanovich, publ. 02/27/2013]. The invention relates to composite polymeric materials based on synthetic butadiene rubber and can be used in cable and shoe industries. In the polymer composition, SKD-35 butadiene rubber is used - 80, high-pressure polyethylene - 20, sulfur - 1.6, zinc oxide - 2.4, Santocure - 0.72, stearin - 0.8, carbon black - 0.1- 5.37 mass. hours

Недостатками указанных полимерных композиций является относительно невысокая стойкость к топливам, маслам и агрессивным средам вулканизатов, полученных на их основе, и невысокая усталостная выносливость при динамическом нагружении.The disadvantages of these polymer compositions are relatively low resistance to fuels, oils and aggressive environments of vulcanizates obtained on their basis, and low fatigue endurance under dynamic loading.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка рецептуры резиновой смеси для изготовления резинотехнических изделий специального назначения, обладающих высоким сопротивлением трению, с улучшенными физико-механическими характеристиками и возможностью работы в агрессивных средах.The technical task of the present invention is to develop a rubber compounding for the manufacture of rubber products for special purposes, with high friction resistance, with improved physical and mechanical characteristics and the ability to work in aggressive environments.

В качестве аналога был выбран патент РФ №2519402 [Игуменова Татьяна Ивановна, Попов Геннадий Васильевич, Клейменова Наталья Леонидовна, опубл. 10.06.2014]. Полимерная композиция может использоваться как для изготовления резиновых изделий различного хозяйственного назначения, работающих в контакте с агрессивными средами, при повышенных температурах, так и для создания конструкционных изделий вместе с резинами на основе каучуков общего назначения.RF patent No. 2519402 [Igumenova Tatyana Ivanovna, Popov Gennady Vasilievich, Kleimenova Natalya Leonidovna, publ. 06/10/2014]. The polymer composition can be used both for the manufacture of rubber products for various household purposes, working in contact with aggressive environments at elevated temperatures, and to create structural products together with rubbers based on rubbers of general purpose.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что при изготовлении полимерной композиции используют: каучук СКИ-3, каучук СКД, каучук СКС30АРКП, окись цинка, серу техническую, сульфенамид Ц, кислоту стеариновую, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6 и битум нефтяной щелочной при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:The object of the invention is achieved by the fact that in the manufacture of the polymer composition they use: SKI-3 rubber, SKD rubber, SKS30ARKP rubber, zinc oxide, industrial sulfur, sulfenamide C, stearic acid, industrial carbon P234, industrial carbon P514, ground glass fractions 50- 100 microns, a mixture of fullerenes of fraction C ₅₀ -C ₉₂ , acetonanil N, VAP wax, petroleum oil PN6 and alkaline petroleum bitumen in the following ratio of ingredients, wt. %:

Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости к воздействию агрессивных сред, повышении сопротивления к истиранию и улучшении технологических свойств полимерной композиции.The technical result of the invention is to increase resistance to aggressive environments, increase abrasion resistance and improve the technological properties of the polymer composition.

Способ приготовления полимерной композиции осуществляется следующим образом. На технических весах взвешивают каучук и остальные ингредиенты. На предварительно подогретых до 50±5°С вальцах вальцуют каучуки СКИ-3, СКД, СКС30АРКП, затем последовательно добавляют ингредиенты: окись цинка, сера техническая, сульфенамид Ц, кислота стеариновая, углерод технический П234, углерод технический П514, стекло молотое фракции 50-100 мкм, смесь фуллереновая фракции С₅₀-С₉₂, ацетонанил Н, воск ЗВП, масло нефтяное ПН6, битум нефтяной щелочной; смесь готовят в течение 20 минут и снимают в виде листа при температуре не выше 100°С; полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.A method of preparing a polymer composition is as follows. Rubber and other ingredients are weighed on technical scales. SKI-3, SKD, SKS30ARKP rubbers are rolled on pre-heated to 50 ± 5 ° С rollers, then the ingredients are added sequentially: zinc oxide, industrial sulfur, sulfenamide C, stearic acid, industrial carbon P234, industrial carbon P514, ground glass fractions 50- 100 microns, a mixture of fullerene fractions C ₅₀ -C ₉₂ , acetonanil N, VAP wax, petroleum oil PN6, alkaline petroleum bitumen; the mixture is prepared for 20 minutes and removed in the form of a sheet at a temperature not exceeding 100 ° C; the resulting rubber sheet is cooled in air to 30 ° C and quenched with a clean gasket.

Полимерную композицию готовят при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:The polymer composition is prepared in the following ratio of ingredients, wt. %:

Синтетический каучук изопреновыйIsoprene Synthetic Rubber 18,7-24,02118.7-24.021 Синтетический каучук бутадиеновыйSynthetic butadiene rubber 6,005-7,5476,005-7,547 Синтетический каучук бутадиенстирольныйSynthetic butadiene styrene rubber 18,02-18,8718.02-18.87 Окись цинкаZinc oxide 1,802-1,8871,802-1,887 Сера техническаяSulfur technical 0,601-0,9430.601-0.943 Сульфенамид ЦSulfenamide C 0,300-1,1320,300-1,132 Кислота стеариноваяStearic acid 1,201-1,1321,201-1,132 Углерод технический П234Technical carbon P234 6,005-7,5476,005-7,547 Углерод технический П514Technical carbon P514 22,64-24,0222.64-24.02 Стекло молотое фракции 50-100 мкмGround glass fractions 50-100 microns 5,660-6,0055,660-6,005 Смесь фуллереновая фракции С50-С92Mixture of fullerene fraction C50-C92 0,001-0,0150.001-0.015 Ацетонанил НAcetononil H 1,132-1,2011,132-1,201 Воск ЗВПWax VIZ 1,802-1,8871,802-1,887 Масло нефтяное ПН6Petroleum oil PN6 3,003-3,0193,003-3,019 Битум нефтяной щелочнойAlkaline bitumen 6,005-7,5476,005-7,547

Использование в рецептуре смеси фуллеренов фракции С₅₀-С₉₂ позволяет получить полимерную композицию с высокими физико-механическими показателями вулканизатов, кроме того, указанное сочетание компонентов обуславливает повышение устойчивости полимерной композиции к воздействию агрессивных сред.The use of the C ₅₀ -C ₉₂ fraction fullerene mixture in the formulation allows one to obtain a polymer composition with high physicomechanical parameters of vulcanizates; in addition, this combination of components increases the resistance of the polymer composition to aggressive environments.

Разработанная полимерная композиция обладает хорошими технологическими свойствами, легко перерабатывается на существующем оборудовании, готовые изделия будут отличаться высокой стойкостью к кислородному старению, улучшенными физико-механическими показателями, стойкостью к агрессивным средам.The developed polymer composition has good technological properties, can be easily processed on existing equipment, finished products will be highly resistant to oxygen aging, improved physical and mechanical properties, resistance to aggressive environments.

Полимерные композиции, изготовленные по предлагаемой рецептуре, могут применяться для изготовления резинотехнических изделий специального назначения, работающих в контакте с агрессивными средами, испытывающих повышенный износ в результате фрикционной нагрузки.Polymer compositions made according to the proposed recipe can be used for the manufacture of rubber products for special purposes, working in contact with aggressive environments, experiencing increased wear as a result of frictional load.

Способ поясняется следующими примерамиThe method is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,24021 кг (24,021 мас. %) каучук СКИ-3; 0,06005 кг (6,005 мас. %) каучук СКД; 0,1802 кг (18,02 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01802 кг (1,802 мас. %) окись цинка; 0,00601 кг (0,601 мас. %) сера техническая; 0,00300 кг (0,300 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01201 кг (1,201 мас. %) кислота стеариновая; 0,06005 кг (6,005 мас. %) углерод технический П234; 0,2402 кг (24,02 мас. %) углерод технический П514; 0,06005 кг (6,005 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00009 кг (0,009 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01201 кг (1,201 мас.%) ацетонанил Н; 0,01802 кг (1,802 мас. %) воск ЗВП; 0,03003 кг (3,003 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,06005 кг (6,005 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученный резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.To prepare 1 kg (100,000 wt.%) Of the rubber mixture, the following are weighed on technical scales: 0.24021 kg (24.021 wt.%) SKI-3 rubber; 0.06005 kg (6.005 wt.%) SKD rubber; 0.1802 kg (18.02 wt.%) Rubber SKS30ARKP; 0.01802 kg (1.802 wt.%) Zinc oxide; 0.00601 kg (0.601 wt.%) Technical sulfur; 0.00300 kg (0.300 wt.%) Sulfenamide C; 0.01201 kg (1.201 wt.%) Stearic acid; 0.06005 kg (6.005 wt.%) Technical carbon P234; 0.2402 kg (24.02 wt.%) Carbon technical P514; 0.06005 kg (6.005 wt.%) Ground glass fractions of 50-100 microns; 0.00009 kg (0.009 wt.%) Mixture of fullerene fractions C50-C92; 0.01201 kg (1.201 wt.%) Acetonanil H; 0.01802 kg (1.802 wt.%) VIZ wax; 0.03003 kg (3.003 wt.%) Petroleum oil PN6; 0,06005 kg (6,005 wt.%) Alkaline oil bitumen. The polymer composition is prepared on rollers at a temperature of 55 ° C and a gap between the rolls of 2 mm The resulting rubber sheet is cooled in air to 30 ° C and quenched with a clean pad.

Готовую полимерную композицию анализируют и определяют: условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 21751), твердость (ГОСТ 263-75), эластичность по отскоку (ГОСТ 27110-86). Данные анализа представлены в таблице 1.The finished polymer composition is analyzed and determined: conditional tensile strength, elongation at break (GOST 21751), hardness (GOST 263-75), rebound elasticity (GOST 27110-86). The analysis data are presented in table 1.

Пример 2.Example 2

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,20880 кг (20,880 мас. %) каучук СКИ-3; 0,06960 кг (6,960 мас. %) каучук СКД; 0,18560 кг (18,560 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01856 кг (1,856 мас. %) окись цинка; 0,00813 кг (0,813 мас. %) сера техническая; 0,00812 кг (0,812 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01160 кг (1,160 мас. %) кислота стеариновая; 0,06960 кг (6,960 мас. %) углерод технический П234; 0,23200 кг (23,200 мас. %) углерод технический П514; 0,05799 кг (5,799 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00008 кг (0,008 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01160 кг (1,160 мас. %) ацетонанил Н; 0,01856 кг (1,856 мас. %) воск ЗВП; 0,03016 кг (3,016 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,06960 кг (6,960 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученную резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.To prepare 1 kg (100,000 wt.%) Of the rubber mixture on a technical balance, weigh: 0.20880 kg (20.880 wt.%) SKI-3 rubber; 0.06960 kg (6.960 wt.%) SKD rubber; 0.18560 kg (18.560 wt.%) Rubber SKS30ARKP; 0.01856 kg (1.856 wt.%) Zinc oxide; 0.00813 kg (0.813 wt.%) Technical sulfur; 0.00812 kg (0.812 wt.%) Sulfenamide C; 0.01160 kg (1.160 wt.%) Stearic acid; 0.06960 kg (6.960 wt.%) Technical carbon P234; 0.23200 kg (23,200 wt.%) Technical carbon P514; 0.05799 kg (5.799 wt.%) Ground glass fractions of 50-100 microns; 0.00008 kg (0.008 wt.%) A mixture of fullerene fractions C50-C92; 0.01160 kg (1.160 wt.%) Acetonanil H; 0.01856 kg (1.856 wt.%) VIZ wax; 0.03016 kg (3.016 wt.%) Petroleum oil PN6; 0.06960 kg (6.960 wt.%) Alkaline petroleum bitumen. The polymer composition is prepared on rollers at a temperature of 55 ° C and a gap between the rolls of 2 mm The resulting rubber sheet is cooled in air to 30 ° C and quenched with a clean pad.

Пример 3.Example 3

Для приготовления 1 кг (100,000 мас. %) резиновой смеси на технических весах взвешивают: 0,18866 кг (18,866 мас. %) каучук СКИ-3; 0,07547 кг (7,547 мас. %) каучук СКД; 0,18867 кг (18,867 мас. %) каучук СКС30АРКП; 0,01887 кг (1,887 мас. %) окись цинка; 0,00943 кг (0,943 мас. %) сера техническая; 0,01132 кг (1,132 мас. %) сульфенамид Ц; 0,01132 кг (1,132 мас. %) кислота стеариновая; 0,07547 кг (7,547 мас. %) углерод технический П234; 0,22827 кг (22,827 мас. %) углерод технический П514; 0,05660 кг (5,660 мас. %) стекло молотое фракции 50-100 мкм; 0,00007 кг (0,007 мас. %) смесь фуллереновая фракции С50-С92; 0,01132 кг (1,132 мас. %) ацетонанил Н; 0,01887 кг (1,887 мас. %) воск ЗВП; 0,03019 кг (3,019 мас. %) масло нефтяное ПН6; 0,07547 кг (7,547 мас. %) битум нефтяной щелочной. Полимерную композицию готовят на вальцах при температуре 55°С и зазоре между валками 2 мм. Полученную резиновый лист охлаждают на воздухе до 30°С и перестилают чистой прокладкой.To prepare 1 kg (100,000 wt.%) Of the rubber mixture on a technical balance, weigh: 0.18866 kg (18.866 wt.%) SKI-3 rubber; 0.07547 kg (7.547 wt.%) SKD rubber; 0.18867 kg (18.867 wt.%) Rubber SKS30ARKP; 0.01887 kg (1.887 wt.%) Zinc oxide; 0.00943 kg (0.943 wt.%) Technical sulfur; 0.01132 kg (1.132 wt.%) Sulfenamide C; 0.01132 kg (1.132 wt.%) Stearic acid; 0.07547 kg (7.547 wt.%) Technical carbon P234; 0.22827 kg (22.827 wt.%) Technical carbon P514; 0.05660 kg (5.660 wt.%) Ground glass fractions of 50-100 microns; 0.00007 kg (0.007 wt.%) A mixture of fullerene fractions C50-C92; 0.01132 kg (1.132 wt.%) Acetonanil H; 0.01887 kg (1.887 wt.%) VIZ wax; 0.03019 kg (3.019 wt.%) Petroleum oil PN6; 0.07547 kg (7.547 wt.%) Alkaline petroleum bitumen. The polymer composition is prepared on rollers at a temperature of 55 ° C and a gap between the rolls of 2 mm The resulting rubber sheet is cooled in air to 30 ° C and quenched with a clean pad.

Как видно из таблицы 1, полимерная композиция, изготовленная согласно рецептуре по примеру 2, имеет наилучшие показатели и позволяет: улучшить физико-механические свойства резин, обеспечить устойчивость полимерной композиции к воздействию агрессивных сред.As can be seen from table 1, the polymer composition made according to the recipe according to example 2, has the best performance and allows you to: improve the physico-mechanical properties of rubbers, to ensure the stability of the polymer composition to aggressive environments.

Claims

A polymer composition for the manufacture of rubber products, including synthetic isoprene rubber, synthetic butadiene rubber, synthetic butadiene rubber, zinc oxide, industrial sulfur, sulfenamide C, stearic acid, industrial carbon P234, industrial carbon P514, ground glass fractions 50-100 microns, mixture ful fractions C ₅₀ -C ₉₂ , acetonanil N, VES wax, petroleum oil PN6, alkaline petroleum bitumen in the following ratio, wt. %:

isoprene synthetic rubber 18.7-24.021 butadiene synthetic rubber 6,005-7,547 styrene butadiene synthetic rubber 18.02-18.87 zinc oxide 1.802-1.88; technical sulfur 0.601-0.943 sulfenamide C 0,300-1,132 stearic acid 1,201-1,132 technical carbon P234 6,005-7,547 technical carbon P514 22.64-24.02 ground glass fractions of 50-100 microns 5,660-6,005 mixture of fullerenes of fraction C ₅₀ -C ₉₂ 0.001-0.015 acetonanil H 1,132-1,201 VIZ wax 1,802-1,887 petroleum oil PN6 3,003-3,019 alkaline oil bitumen 6,005-7,547