РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2016 года по МПК C08L9/02 

Изобретение относится к разработке термоагрессивостойких резин для уплотнительных элементов, используемых в производстве пакерно-якорного оборудования современной нефтегазодобывающей промышленности.

Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая каучук бутадиен-нитрильный марки БНКС-40 АМН; вулканизующий агент - перкадокс BC-FF; соагент вулканизации - дельтагран HVA 2 70 GE; оксид цинка; антиоксидант - ирганокс 1010; олигоэфиракрилат ТГМ-3; в качестве наполнителя технический углерод марок Н 220 и Т 900; диспергатор цинколет ВВ 222 и в качестве антискорчинга сантогард PVI. RU 2501820, МПК C08L 9/02, C08K 5/16, C08K 5/14, C08K 3/04, C08K 13/02, опубл. 20.12.2013.

Недостатком резины на основе указанной резиновой смеси является недостаточно высокое сопротивление раздиру.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе комбинации бутадиен-нитрильного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующий агент - 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, технический 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 резины на основе данной резиновой смеси является недостаточно высокая твердость и недостаточно высокое сопротивление раздиру.

Задачей изобретения является создание резины с высоким сопротивлением раздиру, повышенной твердостью и высокой стойкостью к термическому старению в агрессивных углеводородных средах при повышенных температурах.

Технический результат - улучшение показателей сопротивления раздиру, стойкости резины к термическому старению в агрессивных углеводородных средах при повышенных температурах (до 150°C) и стабилизации твердости вулканизата на уровне 90 ед. Шор А.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизирующий агент, соагент перекисной вулканизации, противостаритель - наугард 445, технологическую добавку для резиновых смесей - цинколет ВВ-222, стеариновую кислоту, а также наполнитель технический углерод Н 220, технический углерод П 514, магнезию жженую, олигоэфиракрилат МГФ-9 и олигоэфиракрилат ТГМ-3, согласно изобретению она дополнительно содержит пластификатор - канифоль, модификатор наполнителя - таурит ТСД, наполнитель волокнистый, наполнитель кремнеземистый - росил 175, а в качестве вулканизирующего агента она содержит перкадокс BC-FF, в качестве соагента перекисной вулканизации содержит малеид Ф, монометакрилат цинка, в качестве противостарителя дополнительно содержит ирганокс 1010, дибутилдитиокарбамат никеля при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 80,00-90,00 Бутадиен-нитрильный каучук 10,0-20,00 Перкадокс BC-FF 3,5-4,5 Малеид Ф 1,5-2,5 Монометакрилат цинка 3,0-5,0 Магнезия жженая 8,0-10,0 Стеариновая кислота 0,5-1,5 Цинколет ВВ-222 1,0-2,0 Канифоль 0,5-1,5 Наугард 445 0,5-1,5 Ирганокс 1010 0,5-1,5 Дибутилдитиокарбамат никеля 0,5-1,5 Технический углерод Н 220 50,0-55,0 Технический углерод П 514 15,0-20,0 Таурит ТС-Д 5,0-6,5 Росил 175 8,0-10,0 Олигоэфиракрилат МГФ-9 4,5-5,5 Олигоэфиракрилат ТГМ-3 4,5-5,5 Наполнитель волокнистый 10,0-20,0

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные компоненты резиновой смеси с применением волокнистых наполнителей (базальтовое, или углеродное, или полиакрилнитрильное волокна, или минеральная вата). Такое сочетание компонентов резиновой смеси позволяет улучшить физико-механические свойства и работоспособность резины при высоких температурах и действии агрессивных сред.

Резиновую смесь готовят смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320/150/150 в две стадии. Перкадокс BC-FF и соагенты вулканизации вводились на второй стадии смешения. Составы резиновых смесей приведены в табл.1.

Физико-механические свойства вулканизатов определялись после термостатирования при 170°C в течение 6 часов. Термоагрессивостойкость вулканизатов в СЖР-1 при 150°C в течение 24 часов, смеси И+Т при 23°C в течение 24 часов и на воздухе при 150°C в течение 24 часов.

Физико-механические показатели вулканизатов приведены в табл.2.

Заявляемую резиновую смесь изготавливают из следующих материалов: гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (Проспект фирмы Ланксес); бутадиен-нитрильный каучук (ТУ 38.30313-2006); монометакрилат цинка (проспект фирмы Sartomer); магнезия жженая (ГОСТ 844-79); стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96); цинколет ВВ-222 (проспект фирмы ДБХ Остхандельс Гезельшафт мбХ); канифоль (ГОСТ 19113-84); наугард 445 (Проспект Uniroyal, США); ирганокс 1010 (проспект фирмы Ciba, Швейцария); дибутилдитиокарбамат никеля (ТУ 6-22-4850-5-92); технический углерод Н 220 (ТУ 2166-001-00149676-01); технический углерод П 514 (ГОСТ 7885-86); таурид ТС-Д (ТУ 2169-032-54861661-2006); олигоэфиракрилат МГФ-9 (ТУ 2226-065-05761-2003); олигоэфиракрилат ТГМ-3 (ТУ 2226-065-05761-2003); перкадокс BC-FF (проспект фирмы Akzo Nobel Chemicals BV); малеид Ф (ТУ 2491-362-05800142-2010); росил 175 (ТУ 2168-038-00204872-2001); базальтовое волокно (ТУ 5952-002-13307094-2008), углеродное волокно (СТО 75969440-020-2011), полиакрилнитрильное волокно (СТО 2272-007-82666421-2011), минеральная вата на основе пород базальтовой группы (ТУ 5762-049-17925162-2006). В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Из таблицы 2 следует, что резины, содержащие наполнители - базальтовое, или углеродное, или полиакрилнитрильное волокно, или минеральную вату, имеют требуемую твердость, высокое сопротивление раздиру. Данные резины также обладают высокой термоагрессивостойкостью, то есть после выдержки резины в СЖР-1 при 150°C в течение 24 часов величины предела прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве и изменение массы после воздействия изооктан + толуол (70:30) при 23°C в течение 24 часов для вулканизатов данных резиновых смесей изменяются в меньшей степени, чем для прототипа.

Изобретение относится к термостойкой резиновой смеси, применяемой для изготовления резинотехнических изделий, которые могут использоваться в нефтегазодобывающей промышленности. Резиновая смесь содержит комбинацию гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и бутадиен-нитрильного каучука, перкадокс BC-FF, малеид Ф, монометакрилат цинка, олигоэфиракрилаты МГФ-9 и ТГМ-3, наугард 445, ирганокс 1010, дибутилдитиокарбамат никеля, цинколет ВВ-222, канифоль, стеариновую кислоту, магнезию жженую, таурид ТСД, технический углерод Н 220, технический углерод П 514, росил 175, волокнистый наполнитель - базальтовое, углеродное, полиакрилнитрильное волокно или минеральную вату. Технический результат - улучшение показателей сопротивления раздиру, стойкости резины к термическому старению в агрессивных углеводородных средах при повышенных температурах (до 150°C) и стабилизации твердости вулканизата на уровне 90 ед. Шор А. 2 табл.

Резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизирующий агент, соагент перекисной вулканизации, противостаритель - наугард 445, технологическую добавку для резиновых смесей - цинколет ВВ-222, стеариновую кислоту, а также наполнитель технический углерод Н 220, технический углерод П 514, магнезию жженую, олигоэфиракрилат МГФ-9 и олигоэфиракрилат ТГМ-3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пластификатор - канифоль, модификатор наполнителя - таурит ТСД, наполнитель волокнистый, наполнитель кремнеземистый - росил 175, а в качестве вулканизирующего агента она содержит перкадокс BC-FF, в качестве соагента перекисной вулканизации содержит малеид Ф, монометакрилат цинка, в качестве противостарителя дополнительно содержит ирганокс 1010, дибутилдитиокарбамат никеля при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 80,00-90,00 Бутадиен-нитрильный каучук 10,0-20,00 Перкадокс BC-FF 3,5-4,5 Малеид Ф 1,5-2,5 Монометакрилат цинка 3,0-5,0 Магнезия жженая 8,0-10,0 Стеариновая кислота 0,5-1,5 Цинколет ВВ-222 1,0-2,0 Канифоль 0,5-1,5 Наугард 445 0,5-1,5 Ирганокс 1010 0,5-1,5 Дибутилдитиокарбамат никеля 0,5-1,5 Технический углерод Н 220 50,0-55,0 Технический углерод П 514 15,0-20,0 Таурит ТС-Д 5,0-6,5 Росил 175 8,0-10,0 Олигоэфиракрилат МГФ-9 4,5-5,5 Олигоэфиракрилат ТГМ-3 4,5-5,5 Наполнитель волокнистый 10,0-20,0