Резиновая смесь
RUBBER MIXTURE

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству эластомерных материалов уплотнительного назначения, и может быть использовано для внешнего слоя уплотнительных элементов в составе водонефтенабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.
Известна резиновая смесь для изготовления водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности, на основе хлоропренового каучука, включающая вулканизирующие агенты - оксид цинка и оксид магния, ускорители вулканизации - дифенилгуанидин, тиурам Д и серу, наполнитель -технический углерод П 803, диспергатор наполнителя - стеариновую кислоту, замедлитель подвулканизации - мыло хозяйственное, гидрофильную добавку - метилцеллюлозу МС-2000 и/или полиакрилат натрия. RU 2617101 С1, опубл. 20.04.2017.
Недостатком данной резины на основе указанной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели относительного удлинения при разрыве, а также отсутствие данных по показателю объемного набухания в среде смеси нефти и воды (1:1 мас. долей).
Известна резиновая смесь для изготовления уплотнительных элементов пакеров, которые применяются в нефтегазодобывающей промышленности для герметизации скважин, включающая каучуки бутадиен-нитрильный марки БНКС-40АМН и синтетический изопреновый марки СКИ-3, вулканизующий агент - серу, ускорители вулканизации - каптакс и альтакс, активатор вулканизации - цинковые белила, противостаритель - нафтам-2, наполнители - технический углерод П 324, росил-175 и стеарат цинка, пластификаторы - норман-346 и канифоль. RU 2615520 С1, опубл. 05.04.2017.
Недостатком резины на основе данной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели относительного удлинения при разрыве, а также отсутствие данных по показателю объемного набухания в среде смеси нефти и воды (1:1 мас. долей).
Наиболее близкой по технической сущности является композиционный нефтенабухающий материал, включающий бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопреновый каучук СКИ-3, серу, сульфенамид Ц, N,N'-дитиодиморфолин, тиурам Д, антискорчинг «ЗПР», оксид цинка, стеарат цинка, стеариновую кислоту, нафтам-2, технический углерод Н 220, таурит ТС-Д, смолу«Шинпласт», оксанол ЦС-100, дибутилфталат, масло индустриальное И-12А, транс-полинорборнен (RU 2625108, опубл. 11.07.2017).
Недостатком композиционного материала является недостаточно высокие значения относительного удлинения при разрыве, а также отсутствие данных по показателю объемного набухания в среде смеси нефти и воды (1:1 маc. долей).
Задачей изобретения является создание резиновой смеси на основе комбинации бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопренового каучука и бутадиенового каучука с улучшенными показателями относительного удлинения при разрыве резины и увеличенными показателями степени объемного набухания ее в смеси нефти и воды (1:1 мас. долей), которая может найти применение при производстве внешнего слоя водонефтенабухающих пакеров для нефтегазодобывающей промышленности и которая расширит арсенал средств данного назначения.
Технический результат - улучшение показателя относительного удлинения при разрыве резины и увеличение степени ее объемного набухания в смеси нефти и воды (1:1 маc. долей).
Технический результат достигается тем, что резиновая смесь, для водонефтенабухающих уплотнительных элементов, включающая бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%), изопреновый каучук СКИ-3, вулканизующий агент - серу, активатор вулканизации - цинковые белила, диспергатор наполнителей - стеариновую кислоту, наполнитель - технический углерод, согласно изобретению, она дополнительно содержит бутадиеновый каучук СКД, сополимер этилена с винилацетатом - cэвилен 11808-340, ускорители вулканизации - 2,2' -дибензтиазолдисульфид, гуанид Ф, противостаритель - ацетонанил Н, пластификатор -канифоль, наполнители росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, а в качестве технического углерода - технический углерод П514, волокнистый наполнитель - иглопробивное полотно «Оксипан», гидросорбционные добавки - полиакриламид АК 639, реагент «Комета-Р» и натриевую соль полиакриловой кислоты ПАН-1 при следующем соотношении исходных компонентов, мас. ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием
нитрила акриловой кислоты 17-20%
10,0-15,0
Изопреновый каучук СКИ-3
40,0-50,0
Бутадиеновый каучук СКД
40,0-45,0
Сэвилен 11808-340
9,5-10,5
Сера
1,5-2,5
2,2'-дибензтиазолдисульфид
1,5-2,0
Гуанид Ф
0,5-1,2
Белила цинковые
2,5-3,5
Стеариновая кислота
1,0-2,0
Ацетонанил Н
0,5-1,0
Технический углерод П 514
9,5-10,5
Росил 175
9,5-10,5
Тальк
9,5-10,5
Тонкомолотый минеральный порошок из шунгита
9,5-10,5
Канифоль
4,5-5,5
Иглопробивное полотно «Оксипан»
4,5-5,5
Полиакриламид АК 639
4,5-5,5
Реагент «Комета-Р»
9,5-10,5
Натриевая соль полиакриловой кислоты ПАН-1
9,5-10,5
Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные дополнительные компоненты, введенные в состав резиновой смеси в оптимальных соотношениях. Такое соотношение компонентов позволяет повысить относительное удлинение при растяжении резины и степень ее объемного набухания в смеси нефти и воды (1:1 мас. долей). Кроме того, заявляемая резиновая смесь проявляет одновременно свойства нефтенабухания и водонабухания за счет использования комбинации бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопренового СКИ-3, бутадиенового СКД каучуков и гидросорбционных добавок - полиакриламида АК 639, реагента «Комета-Р» и натриевой соли полиакриловой кислоты ПАН-1, а также других компонентов, что позволяет расширить арсенал средств данного назначения.
Резиновую смесь готовили смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320 150/150.
Составы резиновых смесей приведены в табл. 1. Физико-механические показатели вулканизатов приведены в табл. 2. Исследования физико-механических свойств резин осуществлялись по стандартным методикам: условную прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяли по ГОСТ 270-75; твердость по Шору А - по ГОСТ 263-75; сопротивление раздиру - по ГОСТ 262-79; изменение объема резины после воздействия смеси нефти и воды (1:1 мас. долей) - по ГОСТ 9.030-74.
Заявляемую резиновую смесь изготавливали из следующих материалов:
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20% (ТУ 38.30313-2006); изопреновый каучук СКИ-3 (ГОСТ 14925-79); бутадиеновый каучук (ГОСТ 14924-75); сэвилен 11808-340 (ТУ 2211-211-00203335-2013); сера (ГОСТ 127.1-93); 2,2'-дибензтиазолдисульфид (ГОСТ 7087-75); гуанид Ф (ГОСТ 40-80); цинковые белила (ГОСТ 202-84); стеариновая кислота (ГОСТ 6484-96); ацетонанил Н (ТУ 2492-542-05763441-2013) технический углерод П 514 (ГОСТ 7885-86); росил 175 (ТУ 2168-038-00204872-2001); тальк (ГОСТ 19729-74); тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, размеры частиц 0,5-10 мкм (ТУ 2169-001-77441524-2016); канифоль (ГОСТ 19113-84); иглопробивное полотно «Оксипан» (ТУ 8397-002-45680943-2010); полиакриламид АК 639 (ТУ 2216-016-55373366-2007); реагент «Комета-Р» (ТУ 2458-019-25690359-99); натриевая соль полиакриловой кислоты ПАН-1 (ТУ 2219-501-00208947-2008). В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.
Из таблицы 2 следует, что резины обладают высокими значениями относительного удлинения при разрыве по сравнению с прототипом. Данные резины характеризуются высокой степенью объемного набухания в смеси нефти и воды (1:1 мас. долей), что позволяет рекомендовать ее для создания внешнего слоя водонефтенабухающих уплотнительных элементов, используемых в нефтегазодобывающей промышленности.