Патент на изобретение №2356918

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2356918 (13) C2
(51) МПК

C08L9/02 (2006.01)
C08K3/04 (2006.01)
C08K3/06 (2006.01)
C08K3/22 (2006.01)
C08K5/09 (2006.01)
C08K5/47 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 30.08.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2007114210/04, 17.04.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

17.04.2007

(43) Дата публикации заявки: 27.10.2008

(46) Опубликовано: 27.05.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2129132 C1, 20.04.1999. RU 2131448 C1, 10.06.1999. RU 2271487 C1, 10.03.2006. US 4723783 A, 29.02.1988.

Адрес для переписки:

677007, г.Якутск, ул. Автодорожная, 20, Институт проблем нефти и газа СО РАН, зам.директора по науч. работе, д.т.н. С.Н.Попову

(72) Автор(ы):

Соколова Марина Дмитриевна (RU),
Ларионова Мария Ларионовна (RU),
Биклибаева Райма Фазалляновна (RU),
Барнаков Чингиз Николаевич (RU),
Морова Лилия Ягьяевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Институт проблем нефти и газа СО РАН (RU),
ООО “Нордэласт” (RU)

(54) МОРОЗОСТОЙКАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ С ТЕРМОРАСШИРЕННЫМ ГРАФИТОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к резиновой промышленности, к получению эластичных и износостойких резин на основе бутадиеннитрильного каучука. Резиновая смесь содержит компоненты, мас.ч.: БНКС-18 с содержанием нитрила акриловой кислоты – 17-23 мас.% – 100, серу – 2,45-2,65, каптакс – 1,45-1,55, оксид цинка – 2,4-2,6, технический углерод П803 – 1,4-1,6, терморасширенный графит – 8-12. Технический результат состоит в улучшении эластичности и уменьшении объемного износа при абразивном истирании при значительном уменьшении содержания технического углерода, что увеличивает герметизирующую способность и ресурс работы уплотнительных устройств, используемых в подвижных узлах трения. 2 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке морозостойких и износостойких резин на основе бутадиеннитрильного каучука с содержанием акрилонитрила (17-23 мас.%) для изготовления уплотнительных деталей, используемых в подвижных узлах трения механизмов арктической техники [1, 2].

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной смеси является резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука марки СКН-18 с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас.%, включающая серу, оксид цинка, технический углерод П803 с удельной геометрической поверхностью 12-18 м2/г, стеариновую кислоту, N,N’-дифенилгуанидин, ди-(2-бензотиазолил) дисульфид, альдоль--нафтиламин, N-(4-гидроксифенил) нафтиламин-2, N-(1,3-диметилбутил)-N’-фенилендиамин-1,4, дибутилфталат, ультрадисперсный алмазосодержащий порошок (УДАГ) прототип (RU 2129132 С1, 1996).

К недостаткам известной резиновой смеси следует отнести недостаточную эластичность и износостойкость, а также высокое содержание активного наполнителя – технического углерода П803.

Целью изобретения является повышение эластичности и износостойкости резин, а также снижение содержания технического углерода в резиновой смеси при сохранении уровня физико-механических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что резиновая смесь на основе бутадиеннитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас.%, включающая серу, каптакс, оксид цинка, стеариновую кислоту, технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м2/г, дополнительно содержит терморасширенный графит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 с
содержанием нитрила акриловой кислоты
17-23 мас.% 100,00
Сера 2,45-2,65
Каптакс 1,45-1,55
Оксид цинка 2,4-2,6
Технический углерод П803 с
удельной поверхностью 12-18 м2 48-52
Стеариновая кислота 1,4-1,6
Терморасширенный графит 8-12

Техническим эффектом изобретения является повышение эластичности резин путем введения в резиновую смесь терморасширенного графита [3]. Процесс терморасширения графита проводят в муфельной печи при температуре 950°С в течении 2-3 мин, при этом чешуйчатая структура графита превращается в червеобразную с высокоактивной, ветвящейся, неровной поверхностью. После терморасширения графит вводят как и другие ингредиенты по стандартной технологии изготовления резиновой смеси в закрытом резиносмесителе или на вальцах.

Вулканизацию проводят при температуре 155°С, в течение 20 мин. Выдержка вулканизатов до испытаний не менее 6 часов. Состав резиновых смесей приведен в табл.1.

Физико-механические свойства вулканизатов определяют по ГОСТ 270-75, объемный износ – по ГОСТ 25509-79, твердость – по ГОСТ 263-75. Свойства вулканизатов приведены в табл.2.

Использование данного изобретения, реализуемого на стандартном оборудовании, позволяет повысить эластичность резин, что приведет к увеличению ресурса работы уплотнительных устройств, изготовленных из этих резин и используемых в узлах трения машин и механизмов, эксплуатирующихся при естественно-низких температурах.

Как видно из приведенных данных, вулканизаты из резиновой смеси заявляемого состава значительно превосходят резины из известной смеси (прототипа) по эластичности.

В рецептуре резиновой смеси содержание технического углерода уменьшено на 80 мас.ч., общее содержание активных наполнителей (технический углерод и терморасширенный графит) меньше на 70 мас.ч. При этом относительное удлинение, характеризующее эластичность резин, из заявляемой резиновой смеси увеличилось в 1,3 раза, объемный износ при абразивном истирании уменьшился в 4,8 раза.

Источники информации

1. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Под ред. А.И.Голубева, Л.А.Кондакова. – М.: Машиностроение, 1986. – 464 с.

2. Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резин. – М.: Химия, 1985. – с.96-100.

3. Информационный бюллетень по углеродным материалам (февраль). – М.: ФГУП «НИИграфит», 2003.

Таблица 1
Состав резиновых смесей
Ингредиент Состав, мас.ч.
Известная По изобретению Контрольные
1 2 3 4 5 6 7
Бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-18* 100,00
Сера 2,50 2,45 2,50 2,55 2,40 2,50 2,60
Каптакс 1,45 1,50 1,55 1,40 1,50 1,60
N,N’-дифенилгуанидин 0,25
ди-(2-бензотиазолил)дисульфид 2,70
Оксид цинка 7,50 2,40 2,50 2,60 2,35 2,50 2,65
Альдоль--нафтиламин 4,00
N-(4-гидроксифенил)нафтиламин-2, 1,00
N-(1,3-диметилбутил)-N’-фенилендиамин-1,4 1,00
Технический углерод П803 130,00 48,00 50,00 52,00 60,00 40,00 55,00
Стеариновая кислота 1,00 1,40 1,50 1,60 1,50 1,50 1,65
Дибутилфталат 20,00
Алмазосодержащий порошок (УДАГ) 0,5
Терморасширенный графит 8,00 10,00 12,00 6,00 15,00 12,00
* Бутадиен-нитрильный каучук СКН-18 снят с производства из-за применения при его изготовлении токсичных эмульгаторов

Таблица 2
Свойства вулканизатов
Показатель Резиновая смесь по примерам
Известная По изобретению Контрольные
1 2 3 4 5 6 7
Условная прочность при растяжении, МПа 16,5 11,7 12,4 13,7 12,8 9,8 10,6
Относительное удлинение при разрыве, % 280 376 370 368 288 356 327
Коэффициент морозостойкости по эластическому восстановлению после сжатия при – 50°С 0,45 0,43 0,44 0,48 0,30 0,23 0,24
Объемный износ при абразивном истирании, см3 0,120 0,036 0,034 0,027 0,019 0,105

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-23 мас.%, включающая серу, каптакс, оксид цинка, технический углерод П803 с удельной поверхностью 12-18 м2/г, стеариновую кислоту, отличающаяся тем, что она имеет уменьшенное содержание технического углерода и дополнительно содержит терморасширенный графит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18 100
с содержанием нитрила акриловой

кислоты 17-23 мас.%

сера 2,45-2,65
каптакс 1,45-1,55
оксид цинка 2,4-2,6
технический углерод П803 с 48-52

удельной поверхностью 12-18 м2

стеариновая кислота 1,4-1,6
терморасширенный графит 8-12

Categories: BD_2356000-2356999