Патент на изобретение №2333226

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2333226 (13) C2
(51) МПК

C08L11/00 (2006.01)

C08K13/02 (2006.01)
C08K3/20 (2006.01)
C08K3/22 (2006.01)
C08K5/02 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 19.10.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2006130453/04, 23.08.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

23.08.2006

(43) Дата публикации заявки: 27.02.2008

(46) Опубликовано: 10.09.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2001104408 А, 20.05.2003. SU 514867 А, 25.05.1976. SU 1151554 А, 23.04.1985. Н.В.БЕЛОЗЕРОВ. Технология резины. – М.: Химия, 1979, с.245-246.

Адрес для переписки:

644106, г.Омск, ул. Дианова, 5Б, кв.67, И.А. Трибельскому

(72) Автор(ы):

Трибельский Иосиф Александрович (RU),
Ходакова Светлана Яковлевна (RU),
Брейтер Юрий Лазаревич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Трибельский Иосиф Александрович (RU)

(54) ОГНЕСТОЙКАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к огнестойкой полимерной композиции и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности, в частности в деталях резинокордных оболочек, используемых при ремонте и авариях канализационных трубопроводов, внутризаводских и магистральных нефтепроводов, во время длительного воздействия искр при сварке, пламени и открытого огня при возгораниях. Изготавливают полимерную композицию, включающую хлоропреновый каучук – найрит, серу, альтакс, стеарин, диафен ФП, ацетонанил Р, хлорпарафин, трехокись сурьмы, дибутилфталат, техуглерод П-803, сантогард PVI и комбинацию активных наполнителей, мас.ч. на 100 мас.ч. каучука – оксид цинка – 3-8, оксид магния – 3-10, оксид титана – 15-30 и белую сажу БС-120 – 20-30. Технический результат состоит в повышении огнестойкости к прогоранию участков слоя полимерной композиции при длительном воздействии искр и открытого огня на изделие, эксплуатирующееся под давлением, обеспечении технологической совместимости с полимерными композициями при изготовлении многослойных резинокордных изделий. 4 табл.

Изобретение относится к изделиям резиновой промышленности, в частности к огнестойкой полимерной композиции, применяемой в деталях резинокордных оболочек, используемых при ремонте и авариях канализационных трубопроводов, внутризаводских и магистральных нефтепроводов, во время длительного воздействия искр при сварке, пламени и открытого огня при возгораниях.

Известна полимерная композиция на основе синтетических каучуков (см. а.с. SU №514867, опубл. Бюл. №19 от 25.05.76 г.), содержащая в качестве антипирена 0,5-30,0 вес.ч. хлорбромзамещенных перхлордигомокубанов на 100 вес.ч. каучука.

Недостатком известной композиции является продолжительное тление после прогорания участков полимерной композиции, высокая пластичность, затрудняющая ее хранение и переработку в изделия, высокие значения относительного удлинения для вулканизатов, что неприемлемо для изготовления резинокордных композитов.

Известна также огнестойкая полимерная композиция (см. Н.В. Белозеров “Технология резины”, М.: Химия. – 1979 г., стр.245-246), содержащая на 100 мас.ч. хлоропренового каучука 5,0 мас.ч. хлорпарафина и 3,0-5,0 мас.ч. трехокиси сурьмы.

Недостатком этой известной огнестойкой полимерной композиции является невысокая огнестойкость, в результате чего после воздействия огня образуются прогоревшие участки и продолжительное остаточное горение поверхности, что может привести к потере работоспособности изделия, выполненного на основе этой полимерной композиции.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату – прототип – является полимерная композиция для огнезащитной обуви пожарных (см. RU №2001104408/12 от 13.02.2001 г. МКИ А43B 1/10, опубл. Бюл. №14 от 20.05.2003 г.), включающая карбоцепной каучук, вулканизующую систему, наполнитель и антипирен, состоящий из комбинаций хлорпарафина и трехокиси сурьмы, отличающаяся тем, что антипирен дополнительно содержит композицию минерального кремнесодержащего соединения и гидроксида алюминия в соотношении 1:(4÷10) при следующем количестве компонентов в смеси, мас.ч.:

Карбоцепной каучук – 100
Вулканизующая система 8-10
Наполнитель 30-50
Хлорпарафин ХП-1100 10-15
Трехокись сурьмы 4-6
Композиция 90-120

Недостатком известного прототипа является невозможность использования полимерной композиции в резинокордном изделии, при эксплуатации которого после длительного воздействия искр и открытого огня, например, при сварочных работах, на поверхности изделия прожигаются различной длины и глубины участки, что может привести к выходу из строя изделия, находящегося под давлением, а также в технологическом процессе при сборке многослойных резинокордных изделий, слои которых содержат различные по составу компоненты и в дальнейшем несовместимые при вулканизации полимерные композиции.

Так, невозможно будет изготовить резинокордную оболочку из-за несовместимости состава компонентов, содержащихся в полимерных композициях покровного слоя и накладываемого сверху огнестойкого слоя из известной полимерной композиции.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, создание состава огнестойкой полимерной композиции, техническим результатом которого будет повышение огнестойкости к прогоранию участков слоя полимерной композиции при длительном воздействии искр и открытого огня на изделие, эксплуатирующееся под давлением, а также обеспечение технологических процессов дублирования, склеивания, сборки и вулканизации с различными по составу полимерными композициями при изготовлении многослойных резинокордных изделий.

Указанный технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция, включающая хлоропреновый каучук – наирит, серу, альтакс, стеарин, диафен ФП, ацетонанил Р, дибутилфталат, технический углерод П-803, сантогард PVI, хлорпарафин, трехокись сурьмы, дополнительно содержит комбинацию активных наполнителей: оксид цинка 3,0-8,0 мас.ч., оксид магния 3,0-10,0 мас.ч., оксид титана 15,0-30,0 мас.ч., белую сажу БС-120 20,0-30,0 мас.ч., что обеспечивает достижение необходимого синергического эффекта по повышению огнестойкости при длительном воздействии искр и открытого огня и технологии изготовления резинокордных изделий из различных по составу компонентов полимерных композиций.

При этом Ацетонанил Р – полимеризованный 2,2,4-триметил 1,2-дегидрохинолин – желто-коричневый порошок, с температурой плавления 114°С и Диафен ФП – N-фенил-N-изопропил-n-фенилендиамин – коричнево-серый кристаллический порошок, с температурой плавления 70°С являются наиболее эффективными антиозонантами, защищающими резины от теплового и атмосферного старения.

В качестве замедлителя подвулканизации выбран Сантогард PVI – N-циклогексилтиофталимид – порошок светло-серого цвета.

Все компоненты огнестойкой полимерной композиции производятся предприятиями химической промышленности в соответствии с требованиями государственных стандартов.

При введении и увеличении содержания до 40 об.% в полимерной композиции предлагаемой комбинации активных наполнителей уменьшается содержание каучука и создается синергический эффект сочетания огнестойкости и необходимых технологических и механических свойств полимерной композиции, что приводит к увеличению огнестойкости, уменьшению периода самозатухания за счет снижения массы каучука, увеличению объема полимерной композиции и ее теплопроводности, вследствие чего поглощается часть тепловой энергии и замедляется образование горючих газов, увеличивается механическая прочность и твердость при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Хлоропреновый каучук – наирит 100
Сера 0,3-0,9
Альтакс 0,5-1,0
Стеарин 1,0-4,0
Диафен ФП 1,0-3,0
Ацетонанил Р 1,0-3,0
Хлорпарафин 10,0-15,0
Трехокись сурьмы 15,0-25,0
Дибутилфталат 7,0-25,0
Сантогард PVI 0,1-0,5
Технический углерод П-803 20,0-60,0
Оксид цинка 3,0-8,0
Оксид магния 3,0-10,0
Оксид титана 15,0-30,0
Белая сажа БС-120 20,0-30,0

Кроме того, обеспечивается технологическая совместимость при сборке и вулканизации слоя из огнестойкой полимерной композиции со слоями из полимерных композиций, содержащимися в конструкции изготавливаемых изделий.

Огнестойкую полимерную композицию изготавливают стандартным способом в резиносмесителе в две стадии.

Пример

Вначале основные ингредиенты: каучук, стеарин, диафен ФП, ацетонанил Р, белую сажу, оксид магния, оксид титана и трехокись сурьмы вводят в резиносмеситель и перемешивают в течение 2-х минут, затем загружают хлорпарафин, дибутилфталат и технический углерод П-803 и перемешивают в течение 4-х минут. В полученную первую стадию композиции добавляют оксид цинка, серу и альтакс, сантогард PVI перемешивают 1,5 минуты и после изготовления выгружают при температуре 75±5°С.

Для испытаний изготовлены составы контрольной и предлагаемой огнестойкой полимерной композиции, различающиеся количественным соотношением компонентов.

Состав контрольной и предлагаемой огнестойкой полимерной композиции

Таблица 1
Ингредиенты Содержание мас.ч. на 100 мас.ч. каучука
Контрольная 1 2 3 4
Хлоропреновый каучук – наирит 100 100 100 100 100
Сера 1,0 0,3 0,5 0,8 0,9
Альтакс – 1,0 0,8 0,6 0,5
Стеарин 2,0 1,0 3,0 0,6 0,6
Диафен ФП 1,0 1,0 2,0 3,0 2,0
Ацетонанил Р – 1,0 2,0 3,0 2,0
Дибутилфталат 15,0 7,0 15,0 25,0 20,0
Сантогард PVI – 0,1 0,3 0,5 0,5
Хлорпарафин 5,0 10,0 13,0 15,0 10,0
Трехокись сурьмы 5,0 15,0 20,0 25,0 20,0
Технический углерод П-803 40,0 20,0 40,0 60,0 40,0
Оксид цинка – 3,0 5,0 8,0 5,0
Оксид магния – 3,0 6,0 10,0 7,0
Оксид титана – 15,0 25,0 30,0 20,0
Белая сажа БС-120 – 20,0 25,0 30,0 20,0

Для сравнения испытаны контрольная и предлагаемая огнестойкая полимерная композиция.

Результаты испытаний представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2
Показатели Полимерная композиция
Контрольная 1 2 3 4
Пластичность 0,59 0,41 0,43 0,45 0,45
Модуль при 300% удлинении, МПа 4,8 6,86 9,09 11,5 12,7
Условная прочность при растяжении, МПа 11,4 13,54 13,5 14,8 12,7
Относительное удлинение при разрыве, % 750 680 480 360 580
Относительная остаточная деформация после разрыва, % 30 20 7 11 17
Твердость по Шору, усл. ед. 55 61 61 65 62
Эластичность по отскоку, % 39 40 38 34 38

Для испытания прочности связи между слоями взята резиновая смесь для покровного слоя следующего состава, мас.ч.:

Каучук СКИ-3 70,0
Каучук СКД 30,0
Сера 2,0
Сульфенамид М 0,8
Оксид цинка 5,0
Стеариновая кислота 2,0
Канифоль 2,0
Технический углерод К 354 30,0
Технический углерод П 514 20,0

Результаты испытаний

Таблица 3
Показатели Полимерная композиция
Контрольная 1 2 3 4
Прочность связи между покровным слоем и огнестойким слоем, кН/м 5,6 9,5 9,7 11,4 10,8

Приведенные в таблицах 2 и 3 данные оценки пластоэластических свойств вулканизатов показывают, что предлагаемая огнестойкая полимерная композиция обеспечивает необходимый комплекс физико-механических показателей и технологическую совместимость с полимерными композициями слоев, входящих в конструкцию деталей.

Огнестойкость определяют по времени горения образца полимерной композиции размером 10,0×2,5×0,2 см.

Образец выдерживают в пламени спиртовой горелки с температурой пламени 900-1000°С и удаляют из него.

Время горения и время тления после выноса образца из пламени горелки определяют секундомером и длину прогоревшего участка линейкой.

Показатели огнестойкости среднее из 10 образцов контрольной и 4-х предлагаемой полимерной композиции приведены в таблице 4.

Таблица 4
Показатели Полимерная композиция
Контрольная 1 2 3 4
Время горения, сек 9 3 2 4 3
Время тления, сек 10 2 1 3 2
Длина прогоревшего участка, см 1,2 0,2 0,2 0,3 0,3

Использование предлагаемой огнестойкой полимерной композиции в многослойных резинокордных изделиях позволит повысить огнестойкость при длительном воздействии искр и открытого огня и улучшить технологию сборки и вулканизации этих изделий.

Формула изобретения

Огнестойкая полимерная композиция, включающая хлоропреновый каучук-найрит, серу, альтакс, стеарин, диафен ФП, ацетонанил Р, хлорпарафин, трехокись сурьмы, дибутилфталат, сантогард PVI, технический углерод П-803, отличающаяся тем, что дополнительно содержит комбинацию активных наполнителей – оксид цинка, оксид магния, оксид титана, белая сажа БС-120 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

хлоропреновый каучук-найрит 100
сера 0,3-0,9
альтакс 0,5-1,0
стеарин 1,0-4,0
диафен ФП 1,0-3,0
ацетонанил Р 1,0-3,0
хлорпарафин 10,0-15,0
трехокись сурьмы 15,0-25,0
дибутилфталат 7,0-25,0
сантогард PVI 0,1-0,5
технический углерод П-803 20,0-60,0
оксид цинка 3,0-8,0
оксид магния 3,0-10,0
оксид титана 15,0-30,0
белая сажа БС-120 20,0-30,0

Categories: BD_2333000-2333999