Состав для изготовления уплотняющих резино-технических изделий

.М.Мам в, К.И.Як и И. кзадеанской ССР Сектор радиационных исследований АН Аэ) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЖНИЯ УПЛОТНЯЮ РЕЗИНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙх свойств и снижени аэовы шение т чески тся к матер есторедах отнит их изготовления оборудования нромыиленнос ост ва.енна го сос Поста м, чтоель достигается я изготовления сос Известен состав для изготовления уплотняющих ре:ино-технических изделий, включаюций бутадиеннитрильный каучук (СКН), вулканизующий агентхлорорганическое соединение, например гексахлор-ксилол, синтетическую смолу, например кумаронинденовую и наполнитель - сажу, в соотношении соответственно, вес.ч.: 1 ОО:2,5:5:4 О 113 .Однако известный состав характе лотняющих реэино-технических изд лий,включающий бутадиеннитрильнь каучук, вулканизующий агент - хл органическое соединение, синтети ческую смолу и наполнитель, в ка честве вулканизующего агента содержит йпропионитрил,4,5,7, -гексахлорбицикло,2,1-гепт-е -2,3-дикарбоновой кислоты при сл эдующем соотношении компонентов, вес.ч.:Бутадиеннитрильный каучук 10 20Указанный вулканизующий агент 3-5 й ри уется невысокими физико-механичесими показателями и техническими войствами в газовых и жидких, средах не обеспечивает возможности сниения стоимости уплотнительных изелий из него.Цель изобретения - улучшение фиико-механических показателей, повыО интетическая смо 2-4 З 0-7 Оа олните Изобретение относ алам, применяемым дл азличных уплотнител ефтяной и химическо ьных изделий из дан907028 19 войства резиновьпс изделийосле обработки Показатели Сера+куермохическ щелочном растворе фосфорорганическойсреде Относительное удлинение,Е, в пироконденсате800 89 88 88 щелочном раств оэффициент теплостоиости при 100 оСпо пределу прочност 62,62 71 0,82 ивление раэ гок 117 О ом и остоикос в дих ис 7 Атмос намич та аблица 8 63 Воздух 42 49 52 Аммиак 43-4 0-42 58-6 ан - этилен 6 50 етан Сопро т907028 формула изобретения Составитель А,Пиняев Редактор Н.Егорова Техред М. Надь Корректор Е.рошкоЗаказ 514 32 Тираж 512 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 130 Э 5, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППППатент, гУжгород, ул. Проектная, 4 Состав для изготовления уплотнякщих реэино-технических изделий, включающий бутадиеннитрильный каучук, вулканизунщий агент - хлорорганичес" кое соединение, синтетическую смолу и наполнитЬль, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью улучшения физико-механических показателей, повышения технических свойств в газовых и жидких средах и снижения себестоимости уплотнительных иэделий из данного состава, последний содержит в качестве вулканиэующего агента й-ф-пропнонитрил,4,5,7,7-гексахлорбицикло,2,-гепт-ен,3-днкарбоновой кислоты прн следующем соотношении компонентов, вес.ч.:Бутадиеннитрильныйкаучук 100Указанный вулкакиэующий агент 3-5Наполннтель 30-701 О Синтетическая смола 2-4Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1. Блох Г.А. Органические ускорители вулканизации, Л., "Химия",1972, с. 143-149 (прототип).Предлагаемое в качестве структурирующей добавки хлорорганическое соединение (ХОС) представляет собой белый порошок с Тп 130-140 оС., Хлорорганическая добавка имеет следующий элементный состав, %; 01 40. -50,6 М 6-О.Показатели примененной в качестве пластиФикатора смолы синтетической полистироаьного типа (ПЦ,26 полученной радиационным способом, приведены в табл.Синтетическая смола состоит и ос" новнои из стирола- Сй езначительном количестве иа и куиарона О В табл. 2 приведены рецептуры резиновых смесей - предлагаемых, известных и стандартных.П р и и е р 1. Композицию из бутадиениитрильного каучука и предлагаемых структурирующих агентов, взятых в соотношении: ХОСвес.ч. и синтетической смолы 2 вес,ч. на 00 вес.ч. каучука, вулканизуют в вулканизационном прес 4 се в виде пленки и пластинок, при 50 С в течение 17 мин. и при доозе -излучения 15 Ирад. при мощности дозы 1 Ирад/ч.В табл. 3 и 4 приведены показатели резин с различным количеством добавок Й-Ь-пропионитрил,4,5,6,7,7- -гексахлорбицикло,2,1-гепт-ен- -2,3-днкарбоновой кислоты (ХОС), вулканизированных под действием температуры и излучений высокой энергии, с участием синтетической смо 40 3 907028Хлорорганические соединения с хлорными и азотными группами в качестве структурированного агента соответствуют общей Формуле4Как следует из табл. 3, использование ХОС и синтетической смолы в качестве сшивающих агентов позволяет, по сравнению с контрольными смесями, увеличить глубину гель-Фракции, плотность, температуру стеклования, температуростойкость и эластичность.П р и м е р 2. Условия эксперимента те же, но берут 3 вес.ч. ХОС и 4 вес,ч. синтетической смолы на 100 вес.ч, каучука. Результаты представлены в табл. 3 и 4, из которых видно, что в, зависимости от содержания хлорорганических соединений (ХОС) и синтетической смолы более интенсивное структурирование наблюдается при соотношениях 3 вес.ч. и 4 вес.ч. ХОС и ПС. При этом полученные результаты по гель-точке подтверджают увеличение средней числовой молекулярной массы (И) в зависимости от скорости вулканизации и содержания ХОС и 11 С.П р и м е р 3. Каучук содержит 5 вес,ч. ХОС и 6 весч. синтетической смолы. Из табл. 3 видно, что при этом содержание гель-Фракции имеет максимальное значение, т.е, структурирование в гетерогенной системе каучук + ХОС + синтетическая смола завершается и наблюдается сохранение кспе характеристик по теплостойкости и эластичности.П р н м е р 4. Условия эксперимен та те же. Соотношение компонентов: 7 вес.ч, ХОС и 8 вес,ч. синтетической смолы. Установлено, что с увеличением весовых частей ХОС и синтетической смолы завершается структурирование макромолекул каучука. Несомненно это влияет на другие характеристики вулканизаторов, Поэтому при термохимической и терморадиационной вулканизациях изучен не только расход или выбор ХОС и синтетической сиолы по отношению к количеству каучука СКН, но и найден оптимальный режим терморадиационной вулканизации при определенных дозах ы соотношениях ХОС и синтетической смолы (табл. 3 и 4)Таким образом, для изготовления уплотняющих деталей, рекомендуется состав, состоящий из 3-5 вес.ч. ХОС и 2-4 вес.ч, синтетической сиолы на 100 вес.ч. каучука.П р и м е р 5 Условия э рнмента те же. В оптимальных. условиях90702 40 3-5 вес,ч. ХОС и 2-4 вес.ч. ПС прииспользовании усиливающих наполни"телей: НАГ - 20, 30, 40 вес.ч.;)ь 1-100 - 10, 20, 30 вес .ч. на 100 вес .ч,каучука совмещают с вулканизующими5системами, приведенными в табл. 2,Физико-механические характеристики вулканизатов в зависимостиот содержания ХОС, синтетическойсмолы и усиливающих наполнителей 10приведены в табл. 5. Физико-механические свойства резин , полученных при 1 -облучении представленыв табл. б11 р и м е р б. Условия эксперимента те же. Из каучука, полученного способом, указанным в примере1, в лабораторных и производственных условиях готовят формовые резиновые изделия круглого сечения диаметром 80 и бО мм. Для сравненияиспользуют смеси серной вулканизации. Изготавливают изделия в прессФормахпри 154 С 10 мин. С последующим облучением -лучами СобО при 25дозе 15 Мрад и мощности дозы 1 Мрад/ч,В табл. 7 приведены технологические свойства опытных и стандартныхсеросодержащих изделий,1 риведенные результаты полученыпосле длительного испытания резиновых изделий в качестве уплотнителей для герметизации химических насосов и компрессоров ХТРЧ,35АДК/40. Как видно иэ табл, 7,.степень набухания изделий при выдержке в течение 48 ч в пироконденсатеменьше всего у радиационных изделий,в составе которых не содержатсясера и каптакс. То же наблюдаетсяу опытных изделий и связано, в основном, с изменением структурного состава и технологии изготовления, Судя по литературным данным, изменение характеристик нитрнльных эластомеров при облучении и присутствие других новых синтезированныхдобавок, приводит к изменению пространственной сетки вулканизатовЧем больше масса полимеров, тем меньше диффундирование (диффузия) вних, что приводит , в основном,к повышению эксплуатационных характеристик. Как известно, наиболее важной55характеристикой формовых изделий 8 6при кручении и сдвигеявляется сохранение стабильности работы, что завиСит от прочности сопротивленияраздиру и коэффициента теплостой"кости. Из табл. 7 видно, что всечетыре предлагаежнс образца полностьюсохраняют эксплуатационные характеристики контрольных иэделий, а показатели всех предлагаемых образцов превосходят показатели контроль-ных изделий. Механические показатели после длительного стендовогои производственного испытания подтверждают выносливость к воздействию механических нагрузок. П р и м е р 7. По методике, описанной в примере 1, готовят резиновую смесь и детали формового типа. Композиция для изделий изготавливается на лабораторных вальцах. Предварительно деталь вулканиэируется в прессе в течение 3 мин, затем повторное структурирование производится в объеме облучателя Со при мощЬности облучения 1 Мрад/ч. Доза облучения составляет 15 Мрад. Известно, что герметизирующие материалы в химической промышленности (в особенности в двухстадийных газовых компрессорах) рассчитаны, в основном, на маслостойкость. Однако при длительной эксплуатации в газовых средах происходит диффундированне (гаэопроницаемость .в среде этила, этилена, аммиака, азота и кислорода) и в конечном счете у поверхности изделий появляются преждевременные трещины. Коэффициент диффузии наполненных вулканизатов из СКНприведен в табл. 8. Таким образом, из приведенныхтабл. 5 , Ь и 8 видно, что предлагаемый состав обладает повышеннойпрочностью на разрыв, раздир, истираемость и газостойкость, Предлагаемый состав можно применять дляизготовления уплотнительных изделий,используемых в химической промышленности в качестве герметизирующих уплотнителей насосов и компрессоров.При этом снижается себестоимость фор-мовых изделий и увеличивается сроких эксплуатации,Температура размягчения, С 116-117 Не ниже 5 Вязкость 40%-ного раствора смолы в ксилоле 13,1 Содержание летучих, Ж Содержание золы, 7. Растворимость (в двойном объеме из равной смеси ксилола и уайт- спирта) Полная Полная Молекулярная массаЦвет 100100 100 00 100 100 100 100 100 1,5 2,0 3 аптакс 2,0 1,0 1,0 Альтакс 1,0 1,0 ПС 2-4 3,0 Аэросил 3,0 3,0 Каучук.Каучук СКН Дибутипцебацианат ПС модиФицированная Зумарон-инденоваясмола ОЭА (олигоэфиракрилат) Не ниже 1,04 1,27 Не более 3,0 1,8Не более 0,12 0,02 5000 6000Коричневый. Таблица 2907028 ИзвестПредлагаемый Контрольный Компоненты 2,0 2,5 БХИК (бис-хлорметил"м-ксилол) 2,5 3-5 3-5 5,0 РВО 5,0 Окись цинка 2,0 2,0 0,5 2,0 Стеарин 1,0 1,0 1,5 1,0 2,0 0,5 1,5 40 40 40 40 50 30 30 20 ф 20 БХА (бис-хлорацетат)ВТХ бензтрихлорид) ПНГТДК 1 пропионитрилгексахлорбициклодикарбоновой кислоты), Канифоль Неозон 0 СераСажаДГ Сажа ПИСажа ПМ Сажа НАГ 10Продолжение табл. 2 Состав резиновой смеси, вес.ч. 1 2 3 4 1 1 2 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0лФ5 ц о м Э о Р 4 л оэСО эо ИЛ с:сь Ф907028 18 17 0 13 640 8 52 б 5 тираемость,г/см-кВч 230 3 29 7 4 3 о ение разры 95 7 нденсате Напряжение при ЗООХ"номудлинении, ИПа Предел прочности,Относительное удлнекие, 1 опротивление раздиру, ИПа Твердость по ТИЭластичность по отскоку, % Степень набухания, при выдержке изделий в течение 24 ч впироконденсате фосфороорганическомоединении елочном раствор Сопроти кгс/смпиро Таблица 6