RU2691333C1 - Эластомерная композиция - Google Patents
Эластомерная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691333C1 RU2691333C1 RU2018121596A RU2018121596A RU2691333C1 RU 2691333 C1 RU2691333 C1 RU 2691333C1 RU 2018121596 A RU2018121596 A RU 2018121596A RU 2018121596 A RU2018121596 A RU 2018121596A RU 2691333 C1 RU2691333 C1 RU 2691333C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methyl
- antioxidant
- phenylethyl
- high temperatures
- elastomeric composition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/14—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству эластомерных материалов, используемых в нефтегазовой отрасли для изготовления резинотехнических деталей, подвергающихся воздействию высоких температур, агрессивных сред, многократным деформациям растяжения, абразивному износу, и может быть использовано в машиностроении, строительстве и других отраслях. Эластомерная композиция содержит синтетический гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, технический углерод, вулканизующую систему, антиоксидант. Композиция также содержит модифицирующую добавку в виде оксида алюминия сферической формы с размером частиц от 50,0 до 150,0 мкм и технологическую добавку в виде смеси жирных кислот. В качестве вулканизующей системы используют ди(трет-бутилперокси-изопропил)бензол и оксид цинка, в качестве антиоксиданта - 4-(1-метил-1-фенилэтил)-N-[4-(1-метил-1-фенилэтил)фенил]анилин. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики при работе в условиях одновременного воздействия высоких температур, агрессивных сред, давлений и абразивного износа. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области промышленного производства резин и резиноподобных материалов, а именно к производству эластомерных материалов, используемых в нефтегазовой отрасли для изготовления различных резинотехнических деталей (РТД), подвергающихся воздействию высоких температур, агрессивных сред, многократным деформациям растяжения, абразивному износу. Изобретение также может быть использовано в машиностроении, строительстве и других отраслях.
Конструкционным материалом для ряда изделий являются резины, основное преимущество которых по сравнению с другими материалами -высокая эластичность. При этом резины обладают высокой прочностью, водо-, нефте- и маслостойкостью, что позволяет применять их в качестве РТД различного типа, в частности, для нефтяной и газовой промышленности. Такие РТД как подшипники, центраторы и пульсаторы (сильфоны) помимо термостойкости и стойкости к агрессивным средам, должны обладать повышенной устойчивостью к истиранию, что в серийно-выпускаемых резинах не всегда достижимо. При износе РТД требуется проведение дорогостоящих и трудоемких мероприятий, таких как разборка колонн труб в скважине и замена вышедших из строя уплотнительных деталей.
Существующие серийные резины, разработанные в XX веке, такие как, например, ИРП-3012, ИРП-1175 и 51-2090 по ТУ 38 005924-2002, 51-2130 по ТУ 381051280-2013 хорошо зарекомендовали себя в процессе изготовления и эксплуатации РТД в различных областях техники. Однако, в связи с изменением в последнее время качества компонентов, входящих в рецептуру этих резин, участились случаи ухудшения реологических и технологических свойств резин, появляются включения и микротрещины в РТД, снижается устойчивость к воздействию многократных деформаций растяжения-сжатия.
Это связано с концентрацией напряжения в процессе изготовления резиновых смесей вследствие:
- нестабильности характеристик, ухудшения качества бутадиен-нитрильных каучуков, в частности, СКН-18, СКН-26 и СКН-40, а также отсутствия их равноценных аналогов;
- использования импортного низкокачественного технического углерода, в частности, марки К-354, а также прекращения выпуска российскими заводами К-354.
Одновременно наблюдается снижение теплостойкости и стойкости к истиранию, что делает невозможным применение таких резин для вновь разрабатываемого оборудования, в том числе в нефтегазовой сфере.
Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильных каучуков по патенту РФ №2499806 с повышенной атмосферо- и маслобензостойкостью при повышенных температурах, содержащая бутадиен-нитрильный каучук, перекисную вулканизующую систему, технический углерод, антиоксидант, карбоксилированный бутадиен-нитрильный каучук и пластификатор. Однако эта резиновая смесь не предназначена для изготовления деталей, работающих под воздействием агрессивных сред, высоких температур и многократных циклических деформаций растяжения.
В качестве прототипа выбрана резиновая смесь по патенту РФ №2380386, содержащая гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизующий агент, наполнитель - технический углерод, пластификатор, стеариновую кислоту, антиоксидант, причем в качестве вулканизующего агента она содержит хиноловый эфир ЭХ-1 при следующих соотношениях компонентов, мас. ч.:
гидрированный бутадиен-нитрильный каучук - 100;
хиноловый эфир ЭХ-1 - 3÷7;
наполнитель - технический углерод - 40÷50;
пластификатор - 6÷10;
стеариновая кислота - 1÷2;
антиоксидант - 1÷3.
Однако при эксплуатации этой резиновой смеси отмечены некоторые недостатки, а именно: она плохо работает в условиях высоких температур и имеет низкое сопротивление истиранию.
Задачей заявленного изобретения является разработка износостойких эластомерных композиций с различным диапазоном твердости для РТД, используемых в нефтегазовой отрасли.
Техническим результатом, получаемым при практическом использовании РТД из заявляемой композиции, является улучшение их эксплуатационных характеристик при работе в условиях одновременного воздействия высоких температур, агрессивных сред, давлений и абразивного износа.
Таким образом, заявленная эластомерная композиция позволит изготовлять РТД, работоспособные в интервале температур от минус 20°C до плюс 160°C при воздействии нефти, масел, воды и газа, в том числе сероводорода.
Указанный результат достигается за счет рецептурного состава заявленной эластомерной композиции, содержащей в качестве полимерной основы синтетический гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, в качестве наполнителя - технический углерод, а также вулканизующую систему, антиоксидант. Кроме того, она содержит модифицирующую добавку в виде оксида алюминия сферической формы с размером частиц от 50,0 до 150,0 мкм и технологическую добавку в виде смеси жирных кислот, причем в качестве вулканизующей системы используют ди(трет-бутилперокси-изопропил)бензол и оксид цинка; в качестве антиоксиданта - 4-(1-метил-1-фенилэтил)-N-[4-(1-метил-1-фенилэтил)фенил]анилин; в следующих соотношениях компонентов, мас. ч:
синтетический гидрированный бутадиен-нитрильный каучук | 100,0 |
вулканизующая система | 13,0÷13,6 |
антиоксидант | 1,0÷2,0 |
модифицирующая добавка | 1,0÷10,0 |
наполнитель (технический углерод) | 60,0÷70,0 |
смесь жирных кислот | 0,5÷3,0. |
Основную массу заявленной композиции составляют синтетический гидрированный бутадиен-нитрильный каучук и наполнители, которые в основном определяют технологические и эксплуатационные свойства эластомерных композиций. Вся совокупность компонентов и соотношение их массовых частей, установленное в основном экспериментальным путем, позволяет получить не только повышенные физико-химические и трибологические характеристики эластомерной композиции, но и обеспечить качество изготовляемых из них РТД.
Эксперименты проводились с учетом того, что большинство компонентов заявленной эластомерной композиции многофункциональны. Поэтому для гидрированного бутадиен-нитрильного каучука для получения вулканизатов с малыми остаточными деформациями сжатия и для сохранения механических и свойств при высоких температурах в качестве вулканизующей системы была выбрана перекисная система на основе ди(трет-бутилпероксиизопропил)бензол и оксид цинка.
4-(1-метил-1-фенилэтил)-N-[4-(1-метил-1-фенилэтил)фенил]анилин, применяемый в эластомерной композиции в качестве антиоксиданта, эффективно защищает от теплового старения и повышает сопротивление эластомерных композиций разрушению при многократных деформациях.
В качестве наполнителя в эластомерных композициях применяется сочетание технических углеродов Т900, П324, N326 и П514, обладающих различной структурой, дисперсностью, усиливающей способностью и способностью проникать в микроструктуру полимера, что позволяет достигнуть оптимального уровня физико-механических характеристик эластомерной композиции.
Модифицирующая добавка (сферический оксид алюминия) применяется для значительного повышения сопротивления истиранию резины. При этом, сопротивление истиранию увеличивается в 6-9 раз по сравнению с эластомерными композициями без модифицирующих добавок.
Характеристики заявленной эластомерной композиции приведены в таблицах 1 и 2.
В процессе изготовления эластомерной композиции все указанные компоненты смешивались на вальцах Пд 630 315/315.
Claims (2)
- Эластомерная композиция, содержащая в качестве полимерной основы синтетический гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, вулканизующую систему, антиоксидант, наполнитель - технический углерод, отличающаяся тем, что дополнительно содержит модифицирующую добавку в виде оксида алюминия сферической формы с размером частиц от 50,0 до 150,0 мкм и технологическую добавку в виде смеси жирных кислот, а в качестве вулканизующей системы - ди(трет-бутилперокси-изопропил)бензол и оксид цинка и в качестве антиоксиданта - 4-(1-метил-1-фенилэтил)-N-[4-(1-метил-1-фенилэтил)фенил]анилин в следующих соотношениях компонентов, мас. ч:
-
синтетический гидрированный бутадиен-нитрильный каучук 100,0 вулканизующая система 13,0-13,6 антиоксидант 1,0-2,0 модифицирующая добавка 1,0-10,0 наполнитель - технический углерод 60,0-70,0 смесь жирных кислот 0,5-3,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121596A RU2691333C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Эластомерная композиция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121596A RU2691333C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Эластомерная композиция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2691333C1 true RU2691333C1 (ru) | 2019-06-11 |
Family
ID=66947746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121596A RU2691333C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Эластомерная композиция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2691333C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717102C1 (ru) * | 2019-11-25 | 2020-03-18 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт резиновых покрытий и изделий" (АО "НИИРПИ") | Способ изготовления обрезиненных резистивных электрообогревателей для морской техники |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2322462C2 (ru) * | 2006-01-16 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Беларусьрезинотехника" | Эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука повышенной атмосферо- и озоностойкости |
JP2008189898A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-21 | Fujikura Rubber Ltd | アクリロニトリルブタジエンゴム組成物 |
RU2380386C1 (ru) * | 2008-06-30 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Вулканизуемая резиновая смесь |
US20120041126A1 (en) * | 2008-09-12 | 2012-02-16 | Lanxess Deutschland Gmbh | Hnbr compositions with very high filler levels having excellent processability and resistance to aggressive fluids |
RU2499806C2 (ru) * | 2011-12-28 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Резиновая смесь |
-
2018
- 2018-06-13 RU RU2018121596A patent/RU2691333C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2322462C2 (ru) * | 2006-01-16 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Беларусьрезинотехника" | Эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука повышенной атмосферо- и озоностойкости |
JP2008189898A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-21 | Fujikura Rubber Ltd | アクリロニトリルブタジエンゴム組成物 |
RU2380386C1 (ru) * | 2008-06-30 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Вулканизуемая резиновая смесь |
US20120041126A1 (en) * | 2008-09-12 | 2012-02-16 | Lanxess Deutschland Gmbh | Hnbr compositions with very high filler levels having excellent processability and resistance to aggressive fluids |
RU2499806C2 (ru) * | 2011-12-28 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Резиновая смесь |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717102C1 (ru) * | 2019-11-25 | 2020-03-18 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт резиновых покрытий и изделий" (АО "НИИРПИ") | Способ изготовления обрезиненных резистивных электрообогревателей для морской техники |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3075776B1 (en) | Nitrile group-containing highly-saturated copolymer rubber composition and crosslinked rubber | |
KR20140016323A (ko) | 클로로프렌 고무 조성물 및 그의 가황 고무, 및 상기 가황 고무를 이용한 고무형물, 방진 고무 부재, 엔진 마운트 및 호스 | |
CA2752723C (en) | Polychloroprene elastomer composition and production method and the vulcanized and molded articles thereof | |
RU2691333C1 (ru) | Эластомерная композиция | |
RU2495061C1 (ru) | Термостойкая резиновая смесь | |
RU2501820C1 (ru) | Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука | |
CN108623869B (zh) | 密封件 | |
RU2380386C1 (ru) | Вулканизуемая резиновая смесь | |
JP2010254579A (ja) | ジフェニルアミン誘導体 | |
RU2602144C1 (ru) | Резиновая смесь | |
RU2685350C1 (ru) | Водонефтенабухающая эластомерная композиция | |
JP2011021046A (ja) | ポリクロロプレンエラストマー組成物 | |
EA023234B1 (ru) | Композиция ускорителя для эластомеров | |
RU2513628C1 (ru) | Огнестойкая резиновая смесь | |
RU2570024C1 (ru) | Эластомерная композиция | |
RU2129132C1 (ru) | Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука | |
RU2567291C1 (ru) | Термостойкая резиновая смесь повышенной твердости | |
RU2688512C1 (ru) | Резиновая смесь | |
RU2502759C1 (ru) | Износостойкая резина на основе пропиленоксидного каучука и ультрадисперсного политетрафторэтилена | |
RU2612939C2 (ru) | Хлоропреновый каучук, композиция хлоропренового каучука, его вулканизат и формованное изделие | |
RU2791784C1 (ru) | Способ получения эластомерных материалов на основе фторорганических каучуков с повышенной морозостойкостью | |
Sandalov et al. | Improving the quality of the sealing elements of packer anchor equipment | |
RU2507224C1 (ru) | Вулканизуемая резиновая смесь | |
RU2714351C1 (ru) | Маслотеплостойкая эластомерная композиция | |
RU2790668C1 (ru) | Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука |