CN105111542A - Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法 - Google Patents

Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105111542A
CN105111542A CN201510587301.3A CN201510587301A CN105111542A CN 105111542 A CN105111542 A CN 105111542A CN 201510587301 A CN201510587301 A CN 201510587301A CN 105111542 A CN105111542 A CN 105111542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
lnbr
paracril
wear
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510587301.3A
Other languages
English (en)
Inventor
王世杰
吕晓仁
何恩球
唐黎明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University of Technology
Original Assignee
Shenyang University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University of Technology filed Critical Shenyang University of Technology
Priority to CN201510587301.3A priority Critical patent/CN105111542A/zh
Publication of CN105111542A publication Critical patent/CN105111542A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法，该橡胶由以下质量份数的组成物组成：丁腈橡胶（NBR）100份、硫化活性剂5份、增塑剂5～20份、硫化剂1.5份、补强剂80份、硫化促进剂1～10份、防老剂1～4份。经LNBR改性的丁腈橡胶，硫化时间缩短，硫化胶具有优异的耐油和耐磨性能，提高了定子橡胶的使用寿命与应用范围。

Description

LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶材料及其制备方法，特别是涉及一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法。
背景技术
螺杆泵采油常在高温、高压环境下中进行，同时泵送的原油介质常为含有多种固相颗粒的腐蚀性液体。橡胶衬套材料长期承受液体介质侵蚀与磨损，运行过程中逐渐老化失效，直接影响螺杆泵的使用寿命。
随着开采的不断深入，井况愈加复杂，对螺杆泵衬套材料提出了更高的要求，常用的丁腈橡胶(NBR)已经不能满足井况的要求。因此，为了适应复杂井况的需求，人们常常对丁腈橡胶进行改性处理大幅度提高原有性能或赋予新的使用性能，如丁腈橡胶与氟橡胶共混，丁腈橡胶表面改性等。
丁腈橡胶常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯、脂肪二元酸酯和脂肪酸酯等，都为极性添加剂。当丁腈橡胶长期浸泡在原油介质中，增塑剂将与原油中的极性物质，由于相似相容原理，发生溶解造成物质的抽出，从而使得丁腈橡胶的理化性能弱化。
液体丁腈橡胶(LNBR)，分子结构与丁腈橡胶相类似，可以像酯类一样到增塑作用，也可以参与化学反应。因此，为了提高丁腈橡胶的使用性能，可以用LNBR作为增塑剂对丁腈橡胶进行改性，有望大幅度提高丁腈橡胶的使役性能。以LNBR作为增塑剂改性的专利少有报道，在CN103059509A中，用液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料。端羟基液体丁腈橡胶以球状粒子形式均匀分散在环氧树脂-聚氨酯IPN中，通过端羟基液体丁腈橡胶中的羟基与基体树脂中的聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基反应，增加了界面粘结性，明显改善基体摩擦学性能的同时，进一步提高了其机械性能及其热稳定性。在CN104292535A和CN104262707A，涉及以LNBR为增塑剂的NBR改性的NBR/PVC和浅色NBR/PVC弹性体及其制备方法，通过在丁腈橡胶中加入聚氯乙烯提高弹性体的耐臭氧性，以LNBR为增塑剂提高弹性体的耐疲劳性和耐溶剂抽出性，主要用于制备浅色耐油胶管、印刷胶辊、储能器胶囊等。综上所述，利用LNBR作为增塑剂改性螺杆泵定子用丁腈橡胶提高其耐磨、耐油性能的发明未见报道。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法，在丁腈橡胶配方中，以LNBR作为增塑剂，使硫化胶具有优异的耐油和耐磨性能，提高了材料的使用寿命与应用范围。
技术方案
LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：由以下质量份的组成物组成：丁腈橡胶(NBR)100份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、增塑剂5～20份、补强剂80份、硫化促进剂1～10份、防老剂1～4份。
所述的硫化活性剂为ZnO和硬脂酸。
所述的硫化剂为硫黄。
所述的增塑剂为液体丁腈橡胶(LNBR)。
所述的补强剂为高耐磨炭黑N330。
所述的硫化促进剂为二硫化苯并噻唑(DM)和二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。
所述的防老剂为4010NA。
一种如上所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：
a.将开炼机辊距调至0.5-1毫米，将NBR及硫化剂投入开炼机中，经过2-3分钟的滚压和翻炼，采用三角包法使之混炼均匀；
b.将步骤a中所得与硫化活性剂按上述比例配合后在开炼机上混炼4-5分钟；分别加入防老剂、补强剂、增塑剂，用三角包法打包8-10次使之混炼均匀；
c.加入硫化促进剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
d.将步骤c中所得的混炼胶放置24小时后，用硫化仪测定t90；
e.按照步骤d中测定的t90将步骤d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，160℃下进行硫化，即得到以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶。
在混炼过程中，开炼机的胶辊温度为不超过45℃。
优点及效果
本发明的一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法，在混炼过程中加入LNBR，促进丁腈橡胶硫化交联，缩短硫化时间。LNBR与丁腈橡胶具有相似分子结构，两者之间的引力远大于LNBR与原油介质的引力，耐油溶胀老化性能提高。用LNBR改性后的丁腈橡胶交联密度增加，力学性能提高，同时由于在原油介质中溶胀弱化的程度降低，因此耐磨性能大幅度提高。本发明拓宽了螺杆泵用丁腈橡胶的应用范围。
本发明产品的主要性能指标：
1.硬度(ShoreA)≥70。
2.拉伸强度≥20Mpa。
3.原油介质下摩擦系数：0.08～0.15。
4.原油介质下磨损量≤3mm/a。
5.使用温度≤120℃。
具体实施方式
本发明所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶包括NBR、硫化剂、硫化活性剂、防老剂、补强剂、增塑剂和硫化促进剂等。各组分的含量按质量份数算如下：丁腈橡胶(NBR)100份、硫化活性剂5份、增塑剂5～20份、硫化剂1.5份、补强剂80份；硫化促进剂1～10份、防老剂1～4份。
所述的硫化活性剂为ZnO和硬脂酸。ZnO和硬脂酸质量比为4:1。
所述的硫化剂为硫黄。
所述的增塑剂为液体丁腈橡胶(LNBR)。
所述的补强剂为高耐磨炭黑N330。
所述的硫化促进剂为二硫化苯并噻唑(DM)和二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。
所述的防老剂为4010NA。
本发明所用的仪器设备包括：XK-150型双辊开放式炼胶机，青岛亚东机械股份有限公司。GT-M2000-A型橡胶无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司。XLB-D50型平板硫化机，青岛亚东机械股份有限公司。XY-6064型冲片机，扬州市韧恒机械厂。XHS型邵尔橡塑硬度计，深圳海滨仪器有限公司。RGL-30A型微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司。
上述以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的制备方法，其制备步骤如下：
a.将开炼机辊距调至0.5-1毫米，将NBR及硫化剂投入开炼机中，经过2-3分钟的滚压和翻炼，采用三角包法使之混炼均匀；
b.将步骤a中所得与硫化活性剂按上述比例配合后在开炼机上混炼4-5分钟；分别加入防老剂、补强剂、增塑剂，用三角包法打包8-10次使之混炼均匀；
c.加入硫化促进剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
d.将步骤c中所得的混炼胶放置24小时后，用硫化仪测定t90；
e.按照步骤d中测定的t90将步骤d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，160℃下进行硫化，即得到以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶。
在混炼过程中，开炼机的胶辊温度为不超过45℃。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不受实施例的限制。
实施例1
按下列质量份配料：NBR：100份，ZnO：4份，硬脂酸：1份，防老剂4010NA：1份，N330：80份，LNBR：5份，DM：0.5份，TMTD：0.5份，硫黄1.5份。
上述以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的制备步骤如下：
a.将开炼机辊距调至0.5-1毫米，将NBR及硫黄投入开炼机中，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使之混炼均匀；
b.将步骤a中所得与ZnO、硬脂酸按比例配合后在开炼机上混炼3-5分钟；分别加入防老剂4010NA、高耐磨炭黑、LNBR，用三角包法打包6-8次使之混炼均匀；
c.加入DM、TMTD，打包6-8次，混炼均匀后下片；
d.将步骤c中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t90；
e.按照步骤d中测定的t90将步骤d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，160℃下进行硫化即可得到以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶。
f.将步骤e中的试样进行筛选，选择表面光滑，无气泡的试样进行性能测试，主要经过：力学性能测试，按照GB/T1040-1992执行；硬度性能测试，按照GB/T531-1999执行；耐油性能通过常温常压原油浸泡实验完成。
本实施例所得LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的力学性能测试结果见表1，硬度性能测试见表2，硫化时间测试结果见表3，耐溶胀测试结果见表4。
实施例2
按下列质量份配料：NBR：100份，ZnO：4份，硬脂酸：1份，防老剂4010NA：2份，N330：80份，LNBR：10份，DM：2.5份，TMTD：2.5份，硫黄1.5份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的力学性能测试结果见表1，硬度性能测试见表2，硫化时间测试结果见表3，耐溶胀测试结果见表4。
实施例3
按下列质量份配料：NBR：100份，ZnO：4份，硬脂酸：1份，防老剂4010NA：3份，N330：80份，LNBR：15份，DM：3份，TMTD：4份，硫黄1.5份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的力学性能测试结果见表1，硬度性能测试见表2，硫化时间测试结果见表3，耐溶胀测试结果见表4。
实施例4
按下列质量份配料：NBR：100份，ZnO：4份，硬脂酸：1份，防老剂4010NA：4份，N330：80份，LNBR：20份，DM：5.5份，TMTD：4.5份，硫黄1.5份。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的力学性能测试结果见表1，硬度性能测试见表2，硫化时间测试结果见表3，耐溶胀测试结果见表4。
表1力学性能测试结果
表2硬度性能测试结果
表3硫化时间测试结果
表4常温常压原油浸泡结果

Claims (9)

1.LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：由以下质量份的组成物组成：丁腈橡胶（NBR）100份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、增塑剂5～20份、补强剂80份、硫化促进剂1～10份、防老剂1～4份。
2.根据权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：所述的硫化活性剂为ZnO和硬脂酸。
3.根据权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：所述的硫化剂为硫黄。
4.根据权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：所述的增塑剂为液体丁腈橡胶（LNBR）。
5.根据权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：所述的补强剂为高耐磨炭黑N330。
6.根据权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：所述的硫化促进剂为二硫化苯并噻唑（DM）和二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）。
7.根据权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：所述的防老剂为4010NA。
8.一种如权利要求1所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：
a.将开炼机辊距调至0.5-1毫米，将NBR及硫化剂投入开炼机中，经过2-3分钟的滚压和翻炼，采用三角包法使之混炼均匀；
b.将步骤a中所得与硫化活性剂按上述比例配合后在开炼机上混炼4-5分钟；分别加入防老剂、补强剂、增塑剂，用三角包法打包8-10次使之混炼均匀；
c.加入硫化促进剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
d.将步骤c中所得的混炼胶放置24小时后，用硫化仪测定t90；
e.按照步骤d中测定的t90将步骤d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，160℃下进行硫化，即得到以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶。
9.根据权利要求8所述的以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的制备方法，其特征在于：在混炼过程中，开炼机的胶辊温度为不超过45℃。
CN201510587301.3A 2015-09-16 2015-09-16 Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法 Pending CN105111542A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510587301.3A CN105111542A (zh) 2015-09-16 2015-09-16 Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510587301.3A CN105111542A (zh) 2015-09-16 2015-09-16 Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105111542A true CN105111542A (zh) 2015-12-02

Family

ID=54659675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510587301.3A Pending CN105111542A (zh) 2015-09-16 2015-09-16 Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105111542A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105384991A (zh) * 2015-12-16 2016-03-09 安徽鼎封橡胶减震技术有限公司 一种缓冲限位套用丁腈橡胶
CN106243423A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 一种适用于水基钻井液环境的高性能定子橡胶
CN111732770A (zh) * 2020-06-12 2020-10-02 中裕软管科技股份有限公司 一种橡胶软管及其制造方法
CN113956552A (zh) * 2021-10-11 2022-01-21 华东理工大学 改性橡胶及其制备方法、应用、输送带

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050090584A1 (en) * 2003-10-23 2005-04-28 Powell Clois E. Preparation of rubber compositions with organoclays
CN101624456A (zh) * 2009-08-03 2010-01-13 哈尔滨工业大学 螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法
CN101891908A (zh) * 2010-07-14 2010-11-24 西南石油大学 一种多功能ZnO晶须增强螺杆泵用定子橡胶
CN103073757A (zh) * 2013-01-28 2013-05-01 江阴海达橡塑股份有限公司 环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶及其制备方法
CN104004239A (zh) * 2014-05-21 2014-08-27 中国石油天然气股份有限公司 高性能螺杆泵定子橡胶组合物
CN104151656A (zh) * 2014-07-18 2014-11-19 宁国中辰密封件有限公司 一种轴承用o型橡胶密封圈
CN104262728A (zh) * 2014-09-24 2015-01-07 湖北华强科技有限责任公司 一种低门尼高耐油性橡胶、制备方法及在螺杆泵定子上的应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050090584A1 (en) * 2003-10-23 2005-04-28 Powell Clois E. Preparation of rubber compositions with organoclays
CN101624456A (zh) * 2009-08-03 2010-01-13 哈尔滨工业大学 螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法
CN101891908A (zh) * 2010-07-14 2010-11-24 西南石油大学 一种多功能ZnO晶须增强螺杆泵用定子橡胶
CN103073757A (zh) * 2013-01-28 2013-05-01 江阴海达橡塑股份有限公司 环保型耐低凝点柴油的丁腈橡胶及其制备方法
CN104004239A (zh) * 2014-05-21 2014-08-27 中国石油天然气股份有限公司 高性能螺杆泵定子橡胶组合物
CN104151656A (zh) * 2014-07-18 2014-11-19 宁国中辰密封件有限公司 一种轴承用o型橡胶密封圈
CN104262728A (zh) * 2014-09-24 2015-01-07 湖北华强科技有限责任公司 一种低门尼高耐油性橡胶、制备方法及在螺杆泵定子上的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵海超等: ""螺杆泵定子用丁腈基橡胶的温度力学效应"", 《液压气动与密封》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105384991A (zh) * 2015-12-16 2016-03-09 安徽鼎封橡胶减震技术有限公司 一种缓冲限位套用丁腈橡胶
CN106243423A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 一种适用于水基钻井液环境的高性能定子橡胶
CN106243423B (zh) * 2016-08-30 2018-04-27 中石化江钻石油机械有限公司 一种适用于水基钻井液环境的高性能定子橡胶
CN111732770A (zh) * 2020-06-12 2020-10-02 中裕软管科技股份有限公司 一种橡胶软管及其制造方法
CN111732770B (zh) * 2020-06-12 2021-09-21 中裕软管科技股份有限公司 一种橡胶软管及其制造方法
CN113956552A (zh) * 2021-10-11 2022-01-21 华东理工大学 改性橡胶及其制备方法、应用、输送带
CN113956552B (zh) * 2021-10-11 2023-10-20 华东理工大学 改性橡胶及其制备方法、应用、输送带

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10844663B2 (en) Fiber reinforced elastomeric stator
US5444116A (en) Perfluoroelastomeric compositions and seals having improved chemical resistance and methods of making the same
CN105111542A (zh) Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法
CN101472988B (zh) 丙烯酸橡胶组合物
CN101837665B (zh) 橡胶组合物及包含该组合物的膜片
CN104292535A (zh) 一种以lnbr为增塑剂的nbr/pvc弹性体及其制备方法
CN105482191A (zh) 一种耐热耐磨密封圈橡胶材料及其制备方法
CN105086024A (zh) 一种低温硫化高性能螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法
CN104508034B (zh) 轮胎胎踵或胎趾用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的充气轮胎
CN105860179B (zh) 橡胶密封制品及其制备方法和应用
CN105348591A (zh) 一种气动隔膜泵上使用的橡胶隔膜
Thorn et al. Compound design
CN115368654B (zh) 一种低压缩永久变形的氯丁橡胶材料及其制备方法和应用
CN115028927B (zh) 一种超低硬度高回弹低压变三元乙丙橡胶材料及其制备方法
CN104004239A (zh) 高性能螺杆泵定子橡胶组合物
CN111849045A (zh) 一种耐磨耐腐蚀弹性体材料
CN113818831A (zh) 页岩气专用耐高温抗硫封隔器及制作工艺
De Sarkar et al. Lab‐scale feasibility study on new elastomer comprising chloroprene and acrylonitrile for oil and gas applications
CN104231636B (zh) 一种改善硅橡胶制品压缩永久变形的方法
CN105153499B (zh) 一种nbr/mxdp耐高温高耐磨橡胶材料的制备方法
CN117402418B (zh) 一种高耐磨橡胶软管及其制备方法
KR102648044B1 (ko) 타이어 가류 브라다용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조된 타이어 가류 브라다
CN108641141A (zh) 一种高耐磨性橡胶复合材料的制备方法及其应用
CN105153498A (zh) 一种nbr/pvc/mxdp高耐磨橡胶材料的制备方法
Jovanović et al. Compression set and damping properties of oil-extended elastomers for sealants production

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151202