[go: up one dir, main page]

RU2775233C1 - Резиновая смесь для перфорированных пластин - Google Patents

Резиновая смесь для перфорированных пластин Download PDF

Info

Publication number
RU2775233C1
RU2775233C1 RU2021117408A RU2021117408A RU2775233C1 RU 2775233 C1 RU2775233 C1 RU 2775233C1 RU 2021117408 A RU2021117408 A RU 2021117408A RU 2021117408 A RU2021117408 A RU 2021117408A RU 2775233 C1 RU2775233 C1 RU 2775233C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
butadiene
carbon black
polynorbornene
hydroacoustic
Prior art date
Application number
RU2021117408A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Михайлович Михайлов
Михаил Сергеевич Резников
Николай Филиппович Ушмарин
Сергей Иванович Сандалов
Виталий Юрьевич Чижов
Original Assignee
Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" filed Critical Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева"
Application granted granted Critical
Publication of RU2775233C1 publication Critical patent/RU2775233C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано в производстве гидроакустических композиционных покрытий, применение которых обеспечивает снижение шумового и гидролокационного акустических полей защищаемого объекта, находящегося на воздухе и в воде при воздействии гидравлического давления. Описана резиновая смесь, которая содержит хлорбутилкаучук ХБК-139, бутадиен-α-метилстирольный каучук СКМС-30АРК, бутадиен-нитрильный каучук СКН-4060/NBR, сэвилен 11808-340, серу, 2-меркаптобензтиазол, тиурам Д, гепсол ХПК, оксид цинка, стеариновую кислоту, канифоль, технологическую добавку ЦД-12, кавантокс 3 ППД-Ф, базальтовое волокно, технический углерод П 324, технический углерод П 514, масло индустриальное И-12А, транс-полинорборнен, N-нитрозадифениламин. Технический результат - изобретение позволяет улучшить акустические, эксплуатационные и ресурсные характеристики изделий, изготовленных из резиновой смеси, совершенствовать гидроакустические покрытия и средства виброакустической защиты. 2 табл.

Description

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано в производстве гидроакустических композиционных покрытий, применение которых обеспечивает снижение шумового и гидролокационного акустических полей защищаемого объекта, находящегося на воздухе и в воде при воздействии гидравлического давления.
Резиновая смесь для перфорированных пластин включает следующие компоненты: каучуки - хлорбутилкаучук ХБК-139, бутадиен-α-метилстирольный синтетический каучук СКМС-30АРК, бутадиен-нитрильный синтетический каучук CKH-4060/NBR; полимеры - этилен-винилацетатный сополимер сэвилен 11808-340, транс-полинорборнен; вулканизующий агент - серу; ускорители вулканизации - 2-меркаптобензтиазол, тиурам Д и гепсол ХПК; активаторы вулканизации - оксид цинка, стеариновая кислота; технологические добавки - канифоль, ЦД-12 (комбинация цинковых солей и смеси жирных кислот); стабилизатор -кавантокс 3 ППД-Ф (низкоплавкий продукт, смесь структурных и оптических изомеров N-(2-оксипропил)-N'-фенилфениленди-амина-1,4); наполнители - технические углероды П 324, П 514; базальтовое волокно (вата); мягчитель - масло индустриальное И-12А; антискорчинг - N-нитрозадифениламин (N-НДФА).
Уровень данной техники характеризует резиновая смесь для изготовления акустического слоя покрытия, описанная в патенте на изобретение (RU 2258718 C1, C08L 9/00, А43В 13/38, 2005 г.), применяемая в качестве средства гидроакустической защиты, на основе цис-изопренового каучука СКИ-3 и содержащая в составе вулканизующую группу: тиурам Д, альтакс, каптакс, оксид цинка и стеариновую кислоту; противостаритель - неозон-2; наполнитель - технический углерод Т 900.
Недостатком данной резиновой смеси является низкий противогидролакационный эффект (коэффициент механических потерь (tgδ) меньше 0,5).
Наиболее близкой по технической сущности (прототип) является охарактеризованная в патенте на изобретение (RU 2615378 C1, C08L 15/02, В29С 33/40, B29L 31/38, 2017 г.) резиновая смесь для изготовления акустических покрытий, содержащая следующие каучуки и ингредиенты, масс, ч.: эпихлоргидриновый каучук - 70,0-80,0; пропиленоксидный каучук - 20,0-30,0; вулканизующие агенты - серу 2,0-3,0, каптакс - 0,5-1,5, тиурам Д - 2,0-3,0, оксид цинка - 3,0-5,0, оксид магния - 2,0-3,0, стеариновую кислоту - 1,0-1,5; наполнитель - технический углерод Н 220 - 30,0-35,0; масло индустриальное И-12А - 25,0-35,0; пластификатор - дибутилфталат - 3,0-5,0; полимер транс-полинорборнен 20,0-25,0; технологическую добавку - сорбитан-моностеарат - 1,0-2,0.
Недостатками данной резиновая смеси и вулканизатов из нее являются склонность к подвулканизации при переработке и низкий противогидролокационный эффект (коэффициент механических потерь (тангенс угла механических потерь) (tgδ) меньше 0,5).
Задачей настоящего изобретения является разработка рецептуры резиновой смеси для изготовления высокоэффективных акустических покрытий (пластин) с улучшенными пьезометрическими характеристиками (модуль сдвига, тангенс угла механических потерь) на заданных диапазонах частот и гидравлическом давлении.
Техническим результатом изобретения является совершенствование гидроакустических покрытий и средств виброакустической защиты, улучшения акустических, эксплуатационных и ресурсных характеристик изделий, изготовленных из предлагаемой по изобретению резиновой смеси, за счет модификации эластомерной матрицы, с использованием резиновой смеси на основе специализированных эластомеров, с добавлением модифицирующей спецдобавки на основе транс-полинорборнена, отличительной особенностью которых от традиционных полимеров является повышенные требования к их свойствам, в том числе физико-механическим показателям и стойкости к агрессивным средам (морская вода, масла, озон).
Поставленная задача достигается методом подбора взаимосвязанных компонентов направленного действия в определенном качественном и количественном соотношении, масс, ч.:
1. Хлорбутилкаучук ХБК-139 - 15,0-25,0;
2. Бутадиен-а-метилстирольный каучук СКМС-30АРК - 50,0-60,0;
3. Бутадиен-нитрильный каучук CKH-4060/NBR - 15,0-25,0;
4. Сэвилен 11808-340 - 5,0-10,0;
5. Сера - 1,8-2,2;
6. 2-меркаптобензтиазол - 1,8-2,2;
7. Тиурам Д - 0,5-0,8;
8. ГепсолХПК - 0,8-1,2;
9. Оксид цинка - 3,0-5,0;
10. Стеариновая кислота - 1,0-1,5;
11. Канифоль - 1,5-2,5;
12. Технологическая добавка ЦД-12 - 1,5-2,0;
13. Кавантокс 3 ППД-Ф - 2,0-2,5;
14. Базальтовое волокно - 4,0-6,0;
15. Технический углерод П 324 - 35,0-45,0;
16. Технический углерод П 514 - 15,0-25,0;
17. Масло индустриальное И-12А - 20,0-22,0;
18. Транс- полинорборнен (ТПНБ) - 13,0-15,0;
19. N-нитрозадифениламин - 1,0.
Введение ингредиентов выше или ниже предельных значений приводит к ухудшению выходных характеристик резиновой смеси и вулканизатов.
Отличительным признаком заявленного изобретения является композиция выше перечисленных каучуков, полимеров и ингредиентов, введенных в состав резиновой смеси в оптимальном соотношении и неиспользуемого в рецептуре резиновой смеси аналогичного назначения сэвилена 11808-340 в качестве совместителя четырех разнополярных полимеров (ХБК 139 + СКМС-30АРК + СКН 4060/ NBR + ТПНБ), стабилизатора кавантокса 3 ППД-Ф, который из-за высокой молекулярной массы (242 ат. ед) в меньшей степени мигрирует на поверхность изделия и увеличивает срок его эксплуатации, технологической добавки ЦД-12, вводимой с целью повышения скорости и степени диспергации наполнителей композиции технических углеродов П 324 и П 514 в структуре матрицы каучуков, с одновременном повышением однородности и снижением вязкости смеси. Введение в состав резиновой смеси вибропоглащающего базальтового волокна (ваты) и декристаллизованного по особой технологии ТПНБ - спецдобавки (ТПНБ + масло индустриальное И-12А + стеариновая кислота) позволяет направленно влиять на пьезометрические показатели готовых изделий. Сочетание галобутилкаучука и сэвилена 11808-340 со стабилизатором кавантокс 3 ППД-Ф позволяет повысить озоностойкость изделий из предлагаемой резиновой смеси.
Севилен 11808-3400 - сополимер этилена и винилацетата, представляет собой высокомолекулярное соединение, относящееся к полиолефинам, содержание винилацетата составляет - 21-30 мас. %, отличается хорошей совместимостью с различными компонентами, а наличие в составе винилацетата увеличивает прочность и эластичность изделия, делает его более долговечным и устойчивым к атмосферным воздействиям.
Кавантокс 3 ППД - Ф низкоплавкий продукт, смесь структурных и оптических изомеров N-(2-оксипропил)-N'-фенилфенилендиамина-1,4, получаемый алкилированием 4-аминодифениламина 1,2-пропандиолом с последующим отверждением изобензофуран-1,3-дионом. Используется для выполнения функции термостабилизатора, антиозонанта и противоутомителя резиновой смеси.
Технологическая активная добавка ЦД-12 представляет собой комбинацию цинковых солей жирных кислот, причем массовая доля смеси жирных кислот составляет 85%, а оксида цинка -15%. Входит в состав резиновой смеси в качестве процессинговой добавки.
Базальтовое волокно, диаметром монофиламента 10-20 мкм и длиной отрезка 12-14±10% мм, полученное из расплавов базальтовых горных пород совмещает в себе механическую прочность, устойчивость к химически агрессивным средам, трещиностойкость при динамических нагрузках и стойкость к перепадам температур.
Транс-полинорборнен - аморфный гранулированный мелкозернистый кристаллический порошок, с размером частиц 300-400 мкм и насыпной плотностью 0,35-0,40 г/см3 хорошо совмещается и совулканизуется с изобутиленовыми, бутадиен-стирольными и бутадиен-нитрильными каучуками, придает вулканизатам повышенную эластичность, стойкость к истиранию, раздиру и термическому старению. Благодаря способности к ориентационной кристаллизации, повышению степени наполнения техническим углеродом и пластификаторами, мало влияет на основные упруго-прочностные характеристики.
Непосредственное введение порошкообразного транс-полинорборнена в резиновую смесь, без предварительной технологической доработки, не создает необходимые условия для достижения технического результата, по причине отсутствия совмещения его с матрицей каучука, из-за особенностей структуры полимера. Для устранения этого недостатка производится набухание порошкообразного транс-полинорборнена в комбинации мягчителей: масло индустриальное марки И-12А с добавлением стеариновой кислоты, в соотношении (1:1,5:0,1), при температуре 70-80°С, при постоянном перемешивании в течение 4-5 часов. После набухания транс-полинорборнен представляет собой каучукоподобный продукт, который хорошо перерабатывается в резиносмесителе и на вальцах.
Совокупное сочетание известных ингредиентов с ранее неиспользованными ингредиентами в резиновых смесях аналогичного назначения, позволяет получить необходимый технический эффект: улучшения акустических, эксплуатационных и ресурсных характеристик изделий, изготовленных из резиновой смеси особого состава на основе комбинации полимеров с различной температурой стеклования, в определенном соотношении, с использованием классических ингредиентов и добавок направленного действия. Подобранный состав позволяет изготавливать изделия с высокими упруго-прочностными и пьезометрическими свойствами (коэффициент механических потерь - tgδ, модуль сдвига - G).
По мнению заявителей, данная резиновая смесь не известна, и можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».
Так как заявленная совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить изменение качественной меры конечного результата, а именно снижение уровней первичной и вторичной акустических полей защищаемого объекта (повышение коэффициента механических потерь (tgδ) выше 0,5 при 1000 кГц), находящегося в воде при воздействии гидравлического давления по сравнению с известной резиновой смесью, то можно сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательный уровень».
Основные каучуки и ингредиенты использованные в рецептуре резиновой смеси: хлорбутилкаучук ХБК-139 (ТУ 2294-096-05766801-2000); бутадиен-α-метилстирольный синтетический каучук СКМС-30АРК (ГОСТ 15627-79); бутадиен-нитрильный синтетический каучук CKH-4060/NBR (ТУ 38.30314-2006); сэвилен 11808-340 (ТУ 20.16.10-211-00203335-2017); сера (ГОСТ 127.2-93); 2-меркатобензтиазол (ГОСТ 7392-2014); тиурам Д (ГОСТ 740-76); Гепсол ХПК (ТУ 6-01-5-81-97); Оксид цинка (ГОСТ 202-84); стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96); канифоль (ГОСТ 19113-84); ЦД-12 (ТУ 20.59.56-046-74584703-2019); кавантокс 3 ППД-Ф (ТУ 20.59.56-004-0065452-2020); технический углерод П 324 (ГОСТ 8785-86); технический углерод П 514 (ГОСТ 8785-86); базальтовое волокно (ГОСТ 25880-83); масло индустриальное И-12А (ГОСТ 20799-88); транс- полинорборнен (производство компании «Astron Industriebeteiligungs GmbH», Австрия); N-нитрозадифениламин (ТУ 6-14-907-88).
Допускается замена ингредиентов отечественными или импортными аналогами, не ухудшающими потребительские и физико-механические свойства изготавливаемых изделий из резиновой смеси по изобретению.
Резиновую смесь в лабораторных условиях изготавливали на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150, путем совмещения ингредиентов, входящих в состав рецепта, с каучуковой матрицей в течение 20-25 минут. В производственных условиях - в резиносмесителе SKI-150 по режиму приведенному ниже в две стадии.
На первой стадии (маточная резиновая смесь) каучуки CKH-4060/NBR, ХБК-139 и ½ СКМС-30АРК совмещали с сэвиленом 11808-340, ½ ТУ П 324, базальтовыми волокнами и N-нитрозадифениламином в течение 2 минут. На 3-ей минуте дополнительно вводили ½ наполнителя ТУ П 324 и технологическую добавку ЦД-12. Общее время смешивания маточной смеси составило 7 минут. Температура маточной смеси при выгрузке из резиносмесителя не превышала 113°С.
На второй стадии маточную резиновую смесь совмещали с остальным количеством каучука СКМС-30АРК, спецдобавкой ТПНБ и наполнителем ТУ П 514, а затем на 3-ей минуте вводили ускорители вулканизации: 2-меркаптобензтиазол, гепсол ХПК, тиурам Д, стабилизатор кавантокс 3 ППД-Ф и канифоль. Вулканизующий агент сера вводилась в резиносмеситель за 1 минуту до выгрузки. Общее время смешения второй стадии - 7 минут.
Температура резиновой смеси при выгрузке не превышала 94°С. Из резиносмесителя смесь выгружалась монолитными кусками. Листование резиновой смеси проводилась на двухшнековом экструдоре с листовальной валковой головкой модели TSP-200.
Варианты исследованных составов резиновой смеси приведены в табл. 1
Figure 00000001
Физико-механические свойства вариантов резиновой смеси приведены в табл. 2
Figure 00000002
Показатели звукоизоляции и эффективности по отражению звука определены в условных единицах по специальной методике с использованием гидроакустической трубы, включающий в себя гидроакустический волновод, заполненный водой, на конце которого размещена загрузочная камера, сообщенная с источником сжатого воздуха. В волноводе размещается испытуемый образец и приемоизлучательная система. Для имитации нагрузки образцов акустическим сопротивлением водной среды в замкнутом объеме гидроакустической трубы, находящейся под определенным давлением (при измерении эффективности по отражению звука), а также с целью создания в волноводе бегущей звуковой волны (при измерении звукоизоляции), на верхнем конце столба воды установлен поглотитель звуковой энергии, выполненный из резиноподобного материала.
Тангенс угла механических потерь (tgδ и модуль сдвига G определяли на специальном приборе Metravib VHF- 104 при температуре 4°С и интервале частот от 100 до 3000 кГц.
Анализ данных приведенных в табл.2 показывает, что разработанная рецептура резиновой смеси на основе комбинации трех каучуков (ХБК 139, СКМС-30АРК и СКН 4060/NBR) с добавлением сэвилена 11808-340 и спецдобавки на основе транс- полинорборнена, имеет лучшие результаты по всем изученным основным показателям, а с учетом проведения экспериментальных опытных работ обеспечивает существенное снижение уровней первичной и вторичной акустических полей защищаемого объекта, находящего в воде при воздействии гидравлического давления.

Claims (2)

  1. Резиновая смесь для гидроакустических покрытий, характеризующаяся тем, что включает хлорбутилкаучук ХБК-139, бутадиен-α-метилстирольный каучук СКМС-30АРК, бутадиен-нитрильный каучук CKH-4060/NBR, сэвилен 11808-340, серу, 2-меркаптобензтиазол, тиурам Д, гепсол ХПК, оксид цинка, стеариновую кислоту, канифоль, технологическую добавку ЦД-12, кавантокс 3 ППД-Ф, базальтовое волокно, технический углерод П 324, технический углерод П 514, масло индустриальное И-12А, транс-полинорборнен, N-нитрозадифениламин при следующем соотношении (мас.ч.):
  2. Хлорбутилкаучук ХБК-139 15,0-25,0 Бутадиен-α-метилстирольный каучук СКМС-30АРК 50,0-60,0 Бутадиен-нитрильный каучук CKH-4060/NBR 15,0-25,0 Сэвилен 11808-340 5,0-10,0 Сера 1,8-2,2 2-меркаптобензтиазол 1,8-2,2 Тиурам Д 0,5-0,8 Гепсол ХПК 0,8-1,2 Оксид цинка 3,0-5,0 Стеариновая кислота 1,0-1,5 Канифоль 1,5-2,5 Технологическая добавка ЦД-12 1,5-2,0 Кавантокс 3 ППД-Ф 2,0-2,5 Базальтовое волокно 4,0-6,0 Технический углерод П 324 35,0-45,0 Технический углерод П 514 15,0-25,0 Масло индустриальное И-12А 20,0-22,0 Транс-полинорборнен 13,0-15,0 N-нитрозадифениламин 1,0
RU2021117408A 2021-06-15 Резиновая смесь для перфорированных пластин RU2775233C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775233C1 true RU2775233C1 (ru) 2022-06-28

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232169C1 (ru) * 2002-12-15 2004-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛАСТИС" Резиновая смесь
RU2258718C1 (ru) * 2003-12-10 2005-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт резиновых покрытий и изделий" (ОАО "НИИРПИ") Резиновая смесь для изготовления акустического слоя покрытия
MX2012003716A (es) * 2011-04-01 2013-02-20 Evonik Degussa Gmbh Mezclas de caucho.
RU2534242C2 (ru) * 2012-12-29 2014-11-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Композиционный полимерный материал для вибропоглощающих покрытий и способ их монтажа
RU2615378C1 (ru) * 2015-10-06 2017-04-04 Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" Резиновая смесь для изготовления акустических покрытий
RU2690807C1 (ru) * 2018-06-19 2019-06-05 Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" Композиционная резиновая смесь для акустических покрытий
RU2739188C1 (ru) * 2020-06-15 2020-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232169C1 (ru) * 2002-12-15 2004-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛАСТИС" Резиновая смесь
RU2258718C1 (ru) * 2003-12-10 2005-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт резиновых покрытий и изделий" (ОАО "НИИРПИ") Резиновая смесь для изготовления акустического слоя покрытия
MX2012003716A (es) * 2011-04-01 2013-02-20 Evonik Degussa Gmbh Mezclas de caucho.
RU2534242C2 (ru) * 2012-12-29 2014-11-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Композиционный полимерный материал для вибропоглощающих покрытий и способ их монтажа
RU2615378C1 (ru) * 2015-10-06 2017-04-04 Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" Резиновая смесь для изготовления акустических покрытий
RU2690807C1 (ru) * 2018-06-19 2019-06-05 Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" Композиционная резиновая смесь для акустических покрытий
RU2739188C1 (ru) * 2020-06-15 2020-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0611800B1 (en) Hydrophilic polymer composite and product containing same
RU2254348C2 (ru) Резиновая композиция
RU2775233C1 (ru) Резиновая смесь для перфорированных пластин
JPH11503483A (ja) フリーラジカル硬化エラストマーの早期硬化防止
Meissner et al. Use of short fibers as a filler in rubber compounds
Chea et al. Development of an O-ring from NR/EPDM filled silica/CB hybrid filler for use in a solid oxide fuel cell testing system
RU2690929C1 (ru) Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция
CN110423410A (zh) 一种减震支座用橡胶蒙脱土复合材料及其制备方法
Dahham et al. Sawdust Short Fiber Reinforced Epoxidized Natural Rubber: Insight on Its Mechanical, Physical, and Thermal Aspects
US5376712A (en) High impact strength polyamides
RU2685350C1 (ru) Водонефтенабухающая эластомерная композиция
RU2615378C1 (ru) Резиновая смесь для изготовления акустических покрытий
RU2675557C1 (ru) Резиновая смесь для изготовления шумопоглощающих покрытий
Mazliah et al. Optimization of physical and mechanical properties of glycerol-modified natural rubber/starch-filled carbon black composites using two level factorial design
RU2690807C1 (ru) Композиционная резиновая смесь для акустических покрытий
KR100808842B1 (ko) 저투과성 연료호스용 나노클레이 복합체 및 상기나노클레이 복합체를 포함하는 자동차용의 저투과성연료호스
RU2683462C1 (ru) Водонабухающая эластомерная композиция
RU2458943C1 (ru) Способ получения термопластичной эластомерной композиции
Jagadale et al. Lignin as a plasticizer in nitrile rubber, it’s effect on properties
JP7307741B2 (ja) 硬化性低硫黄液体ゴム組成物及びその製造方法
Srichan et al. Preparation of water swellable rubber from epoxidized natural rubber and sodium acrylate by in‐situ polymerization: Effect of vulcanization system, epoxide, and dicumyl peroxide, and sodium acrylate content
RU2796369C1 (ru) Композиционная резиновая смесь для вибродемпфирующих покрытий
RU2796369C9 (ru) Композиционная резиновая смесь для вибродемпфирующих покрытий
WO1999024506A1 (en) Partially cured thermoplastic elastomers of olefin rubber and polyolefin resin
RU2630562C1 (ru) Резиновая смесь