Патент на изобретение №2309962

(54) РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления манжетных уплотнителей для нефтяного оборудования. Резиновая смесь включает следующие компоненты, мас.ч. (на 100 ч. массы каучука): каучук бутадиен-нитрильный марки БНКС- 40АМ, БНКС-40АМН – 80,0; каучук бутадиен-нитрильный гидрированный марки БНКВ 4030, Тербан – 20,0; серу – 3,5; сульфенамид М – 0,50; альтакс – 0,50; стеариновую кислоту – 1,00; канифоль – 2,0; дибутоксиэтиладипинат – 11,0; белую сажу – 5,0; белила цинковые – 4,0; диафен ФП – 2,0; технический углерод П-803 – 20,0; технический углерод П-245 – 50,0; модификатор РУ-Д – 2,0; арамидное или полиамидное волокно – 10,00. Технический результат – повышение сопротивления вулканизатов раздиру, увеличение ресурса работоспособности манжетного уплотнения, возможность его эксплуатации при более низких температурах. 3 табл.

Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности, к производству резиновых смесей, используемых для изготовления манжетных уплотнителей для нефтяного оборудования.

Известны резиновые смеси на основе различных каучуков (а.с. 1073254, опубл. 15.02.84), содержащих в своем составе измельченное полимерное волокно. Например, резиновая смесь на основе комбинации карбоцепных каучуков, включающая сероускорительную вулканизующую группу, мягчитель, стабилизатор, модифицирующую добавку и технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09. Смесь также содержит полимерные волокна длиной 5-9 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: карбоцепные каучуки – 100; сероускорительная вулканизующая группа – 6,5-13,0; стабилизатор 1,0-3,0; мягчитель – 14-20; модифицирующая добавка – 14-20; технический углерод со степенью срастания частиц в агрегате 0,03-0,09 – 50-70; полимерные волокна – 3-20.

Известна (а.с. 1008215, опубл. 30.03.83) резиновая смесь на основе ненасыщенных каучуков, включающая 1,5-15,0 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука волокно, модифицированное в соотношении 1:1 низкомолекулярным бутадиен-нитрильным каучуком с содержанием акрилонитрильных звеньев 10-18% и карбоксильных групп 2,5-3,5% и молекулярной массой 2000-10000.

Известны резиновые смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука (СКН18), включающие наполнители, активаторы вулканизации, ускорители вулканизации, мягчители, диспергаторы и серу (возможно введение других целевых добавок) /Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резин. М.: Химия, 1985. с.217/.

Известна также (патент РФ 2232171, опубл. 10.07.2004) резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, которая содержит в мас.ч. (на 100 мас.ч. каучука): каучук бутадиен-нитрильной марки БНКС-40АМ, АМН – 100,00; тиурам Д – 1.5; NN’дитиоморфолин – 2,00; сульфенамид Ц – 2.00; нафтам 2 – 1,5; диафен ФП – 1,00; белила цинковые – 5,00; канифоль – 5,00; мел ММОР, ММС-1 – 30,00; технический углерод П-701 – 55,00; технический углерод П-514 – 20,00; дибутилфталат – 15,00.

Наиболее близкой (а.с. 966097, опубл. 15.10.82, прототип) к предлагаемой резиновой смеси по технической сущности и достигаемому техническому результату является резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая перекись и три-(оксиэтилен)-£,-диметакрилат. Смесь содержит метафенилендималеимид и поливинилспиртовое волокно с длиной волокна 4-10 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: каучук – 100; три-(оксиэтилен)- £,-диметакрилат (олигоэфиракрилат ТМГ-3) – 5-20; метафенилендималеимид (МФДМ) – 0,50-10,0; поливинилспиртовое волокно – 20-50; перекись – 2-3.

Недостатком указанных резиновых смесей является низкая прочность при раздире и повышенная температура хрупкости, не позволяющая использовать резиновую смесь в широком интервале температур в нефтяных средах и синтетических маслах, содержащих абразивные частицы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и повышение сопротивления вулканизатов раздиру, увеличение работоспособности манжетного уплотнения и возможность его эксплуатации при более низких температурах.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь содержит в мас.ч. (на 100 мас.ч. каучука): каучук бутадиен-нитрильный марки БНКС-40 AM, БНКС АМН – 80,00 (ТУ 38.30313-98); каучук бутадиен-нитрильный гидрированный марки БНКВ 4030 (ТУ 40307-89), марки Тербан 3446 (Проспект фирмы Байер АГ, Германия) – 20,00; серу (ГОСТ 127.4-93) – 3,50; N-оксидиэтилен-2-бензтиазолилсульфенамид-сульфенамид М (ТУ 6-14-756-78) – 0,50; Тиазол 2 МБС-альтакс (ГОСТ 7087-75) – 0,50; стеариновую кислоту (ГОСТ 6484-96) – 1,00; канифоль (ГОСТ 19113-84) – 2,00; дибутоксиэтиладипинат (ТУ 2493-127-55778270-2002) – 11,00; белую сажу (ГОСТ 18307-78) – 5,00; белила цинковые (ГОСТ 202-84) – 4,00; N-изопропил-N’-фенилфенилендиамин-1.4-диафен ФП (ТУ 2492-002-05761637-99) – 2,00; технический углерод П-803 (ГОСТ 7885-86) – 20,00; технический углерод П-245 (ГОСТ 7885-86) – 50,00; модификатор РУ-Д (ТУ 2494-011-00149452-99) – 2,00; арамидное (ТУ 8378-041-05138230-2006) или полиамидное (ГОСТ 24221-94) волокно – 10,00.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменения количественной меры результата, а именно: улучшается сопротивление раздиру и ресурс работоспособности в более широком интервале температур по сравнению с известными смесями.

Новизна предлагаемого технического решения заключается в новом сочетании известных компонентов, используемых в различных резиновых смесях, и их ином количественном соотношении.

Изготовление резиновой смеси по предлагаемому изобретению осуществляется по двухстадийному режиму в резиносмесителе объемом 4,5 литра. Режимы и последовательность загрузки компонентов представлены в таблицах 1 и 2.

После резиносмесителя смесь 1-ой стадии обрабатывают 2-3 минуты на вальцах. После отдыха смеси в течение двух часов изготавливают 2-ую стадию.

Свойства предлагаемой резиновой смеси в сравнении с прототипом представлены в таблице 3.

Анализ данных, приведенных в таблице 3, показывает, что предлагаемая по изобретению резиновая смесь имеет значительно лучшие результаты по показателям: сопротивление раздиру, температуре хрупкости и ресурсу работоспособности.

Предлагаемая по изобретению резиновая смесь позволяет успешно использовать ее в манжетных уплотнителях для нефтяного оборудования в широком интервале температур.

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая стеариновую кислоту, белила цинковые, технический углерод, волокно, отличающаяся тем, что в качестве бутадиен-нитрильного каучука она содержит бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-40 AM, БНКС-40 АМН и бутадиен-нитрильный гидрированный каучук марки БНКВ 4030, марки Тербан, в качестве технического углерода – технический углерод марки П-803 и марки П-245, в качестве волокна – арамидное или полиамидное волокно, и дополнительно содержит серу, сульфенамид М, альтакс, канифоль, дибутоксиэтиладипинат, белую сажу, диафен ФП и модификатор РУ-Д при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: