РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2015 года по МПК C08L9/02 

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых в качестве эластичных резиновых элементов, применяемых в производстве пакерно-якорного оборудования в нефтегазодобывающей отрасли.

Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-40 AM, АМН-100,0, включающая тиурам «Д», N,N′-дитиодиморфолин, сульфенамид «Ц», нафтам, диафен ФП, белила цинковые, канифоль, мел ММОР, ММС, технический углерод П 701, технический углерод П 514, дибутилфталат. RU №2232171 МПК 7 C08L 9/02, C08K 13/02, C08L 9/02, C08L 93:04, C08K 13/02, C08K 3:04, C08K 3:22, C08K 3:26, C08K 5:09, C08K 5:18, C08K 5:3412, C08K 5:40, опубл. 10.07.2004.

Вулканизаты из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК) характеризуются высокой стойкостью к воздействию различных агрессивных сред (топливо, масла, смазки, нефть). Благодаря этим свойствам резины на основе БНК широко используются для изготовления уплотнителей, прокладок, манжет, рукавов, пыльников и других резино-технических изделий. Однако существенным недостатком этих резин является низкая термоагрессивостойкость при температуре выше 130°C. Одним из путей преодоления указанного недостатка является добавление в рецептуру частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука.

Известна эластомерная композиция, включающая бутадиен-нитрильный каучук, частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизующий агент-бис(трет-бутилпероксиизопропил)-бензол-4,0-8,0, соагент перекисной вулканизации - триаллил изоцианурат, технический углерод, стеариновую кислоту, антиоксидант. RU 2322462 C08L 9/00, C08L 9/02, C08K 5/14, C08K 5/205, C08K 5/21, опубл. 20.04.2008.

Существенным недостатком этих резин является то, что они эксплуатируются при температуре до 130°C.

Наиболее близкой по технической сущности является термостойкая резиновая смесь на основе комбинации бутадиен-нитрильного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизирующий агент, соагент перекисной вулканизации, оксид цинка, технологическую добавку для резиновых смесей и технический углерод, при этом смесь содержит в качестве вулканизующего агента новоперокс БП-40, в качестве соагента перекисной вулканизации дельтагран HVA-2 70 GE, в качестве технологической добавки для резиновых смесей мягчитель РС-1 и дополнительно 2-меркаптобензтиазол, магнезию жженую, стеариновую кислоту, наугард 445, новантокс 8ПФДА, цинколет ВВ-222, технически углерод N 220, технический углерод П 514, олигоэфирокрилаты МГФ-9 и ТГМ-3. RU №2495061 МПК C08L 9/02, C08K 13/02, опубл. 10.10.2013.

Недостатком этих резин являются недостаточно высокие показатели по условной прочности при растяжении, относительному удлинению, термостойкости при температуре 150°C.

Задача настоящего изобретения направлена на расширение ассортимента резин с улучшенной стойкостью к термическому старению на воздухе и к воздействию агрессивных сред при сохранении достаточно хороших физико-механических свойств.

Техническим результатом является повышение физико-механических показателей, а именно прочности при растяжении, относительному удлинению, термостойкости при температуре 150°C.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук и частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующий агент, соагент вулканизации, технический углерод N 220 и технический углерод П 514, магнезию жженую, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антиоксидант - агидол-2, противостаритель - ацетонанил Н, активатор вулканизации - стеарат цинка, пластификатор - дибутилфталат, смазку для резины - полиметилсилоксановую жидкость-200, модификатор - тиокол НВБ-2, в качестве вулканизующего агента она содержит новоперокс ПБ-40, в качестве соагента вулканизации - триаллилцианурат 70 GR при следующем соотношении исходных компонентов в мас.ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук 10,0-15,0 Частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 85,0-90,0 Новоперокс ПБ-40 11,0-13,0 Триаллилцианурат 70 GR 2,5-3,0 Тиокол НВБ-2 4,0-5,0 Магнезия жженая 4,0-6,0 Агидол-2 1,5-2,0 Ацетонанил Н 1,5-2,0 Стеарат цинка 2,0-4,0 Техуглерод N 220 8,0-10,0 Техуглерод П 514 45,0-50,0 Дибутилфталат 14,0-15,0 Полиметилсилоксановая жидкость-200 0,8-1,0

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные дополнительные компоненты и соотношение их с уже известными. Такое соотношение новых признаков с известными позволяет улучшить физико-механические характеристики резины, а именно прочности при растяжении, относительному удлинению, термостойкости при температуре 150°C.

Введение ингредиентов выше или ниже предельных значений приводит к ухудшению выходных характеристик резин.

Резиновую смесь готовят смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320/150/150 в две стадии при последовательном вводе ингредиентов в матрицу каучука. Общее время смешивания и гомогенизации составляет для I и II стадии 20-25 минут. Составы резиновой смеси приведены в таблице 1.

Таблица 1 № Компоненты Состав, масс.ч 1 бутадиен-нитрильный каучук 10,0 13,0 15,0 2 частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 90,0 87,0 85,0 3 новоперокс ПБ-40 11,0 12,0 13,0 4 Триаллилцианурат 70 GR 2,5 2,7 3,0 5 Тиокол НВБ-2 4,0 4,5 5,0 6 магнезия жженая 4,0 5,0 6,0 7 агидол-2 1,5 1,8 2,0 8 ацетонанил Н 1,5 1,7 2,0 9 стеарат цинка 2,0 3,0 4,0 10 техуглерод N 220 8,0 9,0 10,0 11 техуглерод П 514 45,0 47,0 50,0 12 Дибутилфталат 14,0 14,5 15,0 13 Полиметилсилоксановая жидкость-200 0,8 0,9 1,0

Для получения резиновой смеси использовали следующие материалы: БНК-бутадиен-нитрильный каучук - ТУ 38.30313-2006; Therban 3406 - частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук; вулканизирующий агент - новоперокс ПБ-40 (α,α′-бис/третбутилпероксиизопропил) - ТУ 2417-007-00151673-2004; соагент вулканизации-ТАЦ 70 GR (триаллилцианурат) - ТУ 6-01-2-811-87; модификатор - тиокол НВБ-2 (полисульфидный полимер) - ГОСТ 12812-80; наполнитель - магнезия жженая (оксид магния) - ГОСТ 4526-75; антиоксидант - «Агидол-2 (2,2-метилен-бис(4-метил-6-третбутилфенол)) - ТУ 2492-433-05742686-98; противостаритель - ацетонанил Н (2,2,4-триметил 1,2-дигидрохинолин) - ТУ 6-00-04691277-202; активатор вулканизации - стеарат цинка - ТУ 2432-062-56856807-06; наполнители - технический углерод ТУ N 220 и П 514-ГОСТ 7885-86; пластификатор - дибутилфталат ДБФ (дибутиловый эфир фталевой кислоты) - ГОСТ 8728-88; смазка для резин - ПМС-200 - (полиметилсилоксаны) - ГОСТ 13032-67.

Сравнительные технические характеристики резиновой смеси - прототипа и заявляемой резиновой смеси приведены в таблице 2.

Таблица 2 № п/п Наименование показателей Прототип Состав 1 Состав 2 Состав 3 Методы контроля 1 Относительное удлинение при разрыве, % 200 480 520 540 ГОСТ 270 2 Предел прочности при разрыве, кгс/см² - 110 99 120 ГОСТ 270 3 Твердость по Шор А, ед. Шор А 80±5 67±5 62±5 70±5 ГОСТ 263 4 Сопротивление раздиру, кН/м. Изменение после воздействия СЖР-1 (150°C×24 ч): 60 54 57 50 ГОСТ 262 - условной прочности при растяжении, % +13,0 +46,8 +53,5 +40,3 ГОСТ 9.030 - относительного удлинения при разрыве, % -15,0 -19,0 -21,0 -15,0   5 Изменение массы после воздействия СЖР-3 (100°C×24 ч),% +15,1 +13,5 +14,6 +12,7 ГОСТ 9.030 6 Изменение массы после воздействия изооктан + толуол (70:30), % +10,6 +15,9 +17,0 +14,8 ГОСТ 9.030

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемая по изобретению резиновая смесь имеет лучшие показатели по условной прочности при растяжении, относительному удлинению, термостойкости при температуре 150°C.

Предлагаемая по изобретению резиновая смесь позволяет использовать ее в производстве резиновых элементов пакерно-якорного оборудования для нефтегазодобывающей отрасли при температуре до 150°C и соответствует ТУ 253910-004-20666528-2011 группе 1000-Т150-80-КЗ.

Изобретение относится к резиновой смеси и может быть использовано в качестве эластичных резиновых элементов, применяемых в производстве пакерно-якорного оборудования в нефтегазодобывающей отрасли. Резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук и частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, технический углерод N 220 и технический углерод П 514, магнезию жженую, антиоксидант - агидол-2, противостаритель - ацетонанил Н, активатор вулканизации - стеарат цинка, пластификатор - дибутилфталат, смазку для резины полиметилсилоксановую жидкость-200, модификатор - тиокол НВБ-2, вулканизующий агент - новоперокс ПБ-40, соагент вулканизации - триаллилцианурат 70 GR в количествах, указанных в формуле изобретения. Технический результат - повышение физико-механических показателей, а именно прочности при растяжении, относительного удлинения, термостойкости при температуре 150°С. 2 табл.

Резиновая смесь, содержащая бутадиен-нитрильный каучук и частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизирующий агент, соагент вулканизации, технический углерод N 220 и технический углерод П 514, магнезию жженую, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антиоксидант - агидол-2, противостаритель - ацетонанил Н, активатор вулканизации - стеарат цинка, пластификатор - дибутилфталат, смазку для резины - полиметилсилоксановую жидкость-200, модификатор - тиокол НВБ-2, в качестве вулканизующего агента она содержит новоперокс ПБ-40, в качестве соагента вулканизации - триаллилцианурат 70 GR при следующем соотношении исходных компонентов в мас.ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук 10,0-15,0 Частично гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 85,0-90,0 Новоперокс ПБ-40 11,0-13,0 Триаллилцианурат 70 GR 2,5-3,0 Тиокол НВБ-2 4,0-5,0 Магнезия жженая 4,0-6,0 Агидол-2 1,5-2,0 Ацетонанил Н 1,5-2,0 Стеарат цинка 2,0-4,0 Техуглерод N 220 8,0-10,0 Техуглерод П 514 45,0-50,0 Дибутилфталат 14,0-15,0 Полиметилсилоксановая жидкость-200 0,8-1,0