РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ
RUBBER MIXTURE

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 H 220 и Τ 900; диспергатор цинколет ВВ 222 и в качестве антискорчинга сантогард PVI. RU 2501820 МПК C08L 9/02, С08K 5/16, С08K 5/14, С08K 3/04, С08K 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 Π 514, олигоэфирокрилаты МГФ-9 и ТГМ-3. RU 2495061 МПК C08L 9/02, С08K 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 магнезию жженую, технический углерод H 220, технический углерод Π 514, согласно изобретению, она дополнительно содержит пластификатор - канифоль, модификатор наполнителя - таурит ТС-Д, наполнитель волокнистый - арамидное волокно или стекловолокно, наполнитель кремнеземистый - росил 175, а в качестве вулканизирующего агента она дополнительно содержит перкадокс BC-FF, в качестве соагента перекисной вулканизации дополнительно содержит малеид Ф, монометакрилат цинка, олигоэфиракрилат МГФ-9 и олигоэфиракрилат ТГМ-3, в качестве противостарителя дополнительно содержит ирганокс 1010, дибутилдитиокарбамат никеля при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук
80,0-90,0
Бутадиен-нитрильный каучук
10,0-20,0
Перкадокс BC-FF
3,5-4,0
Малеид Φ
1,5-2,0
Монометакрилат цинка
3,0-5,0
Магнезия жженая
8,0-10,0
Стеариновая кислота
0,5-1,0
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 Η 220
50,0-55,0
Технический углерод Π 514
15,0-20,0
Таурит ТС-Д
5,0-6,0
Росил 175
8,0-10,0
Олигоэфиракрилат МГФ-9
4,5-5,0
Олигоэфиракрилат ТГМ-3
4,5-5,0
Наполнитель волокнистый
10,0-20,0
Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные компоненты резиновой смеси с применением волокнистых наполнителей (арамидное волокно, стекловолокно). 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); арамидное волокно (ТУ 17 РСФСР 44-9839-80); стекловолокно (ГОСТ 17139-2000). В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.
Из таблицы 2 следует, что резины, содержащие наполнители - арамидное волокно и стекловолокно, имеют требуемую твердость, высокое сопротивление раздиру и невысокую относительную остаточную деформацию сжатия. 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.