RU2700604C1 - Резиновая смесь - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для внутреннего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности. Резиновая смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.ч.: бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20% (10,0-16,0), бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК (38,0-50,0), этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40 (40,0-46,0), сэвилен 11808-340 (24,0-26,0), серу (1,5-2,5), 2,2'-дибензтиазолдисульфид (1,5-2,0), гуанид Ф (0,5-1,2), цинковые белила (2,5-3,5), стеариновую кислоту (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), полиакриламид АК 639 (45,0-50,0), полиакрилат натрия (60,0-65,0) и реагент «Комета-Р» (4,5-5,5). Обеспечивается улучшение показателя относительного удлинения при разрыве резины и увеличение степени ее объемного набухания в воде. 2 табл.

Description

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству эластомерных материалов уплотнительного назначения, и может быть использовано для внутреннего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Известна водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая вулканизующий агент серу, ускоритель вулканизации альтакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, наполнитель технический углерод П-324, асбестовые волокна и водонабухающие реагенты сшитый полиакриламид POLYSWELL и карбоксиметилцеллюлозу (RU 2653024 С1, опубл. 04.05.2018).

Недостатком указанной резиновой смеси является отсутствие данных по показателю объемного набухания в воде.

Известна водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая вулканизующий агент серу, ускоритель вулканизации альтакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, наполнитель технический углерод П-324, асбестовые волокна и водонабухающий реагент сшитый полиакриламид POLYSWELL (RU 2654029 С1, опубл. 15.05.2018).

Недостатком данной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели условной прочности при растяжении, а также отсутствие данных по показателю объемного набухания в воде.

Наиболее близкой по технической сущности является 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 - полиакрилат натрия (RU 2617101 С1, опубл. 20.04.2017).

Недостатком указанной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели относительного удлинения при разрыве и объемного набухания в воде.

Задачей изобретения является создание резиновой смеси на основе комбинации бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, бутадиен-метилстирольного каучука СКМС-30АРК, этиленпропиленового каучука СКЭПТ-40 с улучшенными показателями относительного удлинения при разрыве резины и увеличенными показателями степени объемного набухания ее в воде, которая может найти применение при производстве внутреннего слоя водонабухающих 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 воде.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь для водонефтенабухающих уплотнительных элементов, включающая каучук, вулканизующий агент - серу, диспергатор наполнителей - стеариновую кислоту, гидросорбционную добавку - полиакрилат натрия, наполнитель - технический углерод, активатор вулканизации, согласно изобретению, она дополнительно содержит сополимер этилена с винилацетатом - сэвилен 11808-340, ускорители вулканизации - 2,2'-дибензтиазолдисульфид, гуанид Ф, противостаритель - ацетонанил Н, пластификатор - канифоль, наполнители - росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, гидросорбционные добавки - полиакриламид АК 639 и реагент «Комета-Р» а в качестве каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК и этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40, в качестве активатора вулканизации - цинковые белила, в качестве технического углерода - технический углерод П 514 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием
нитрила акриловой кислоты 17-20%	10,0-16,0
Бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК	38,0-50,0
Этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40	40,0-46,0
Сэвилен 11808-340	24,0-26,0
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
Полиакриламид АК 639	45,0-50,0
Полиакрилат натрия	60,0-65,0
Реагент «Комета-Р»	4,5-5,5

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 воде. Следует отметить, что заявляемая резиновая смесь проявляет свойства водонабухания за счет использования комбинации бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, бутадиен-метилстирольного СКМС-30АРК, этиленпропиленового СКЭПТ-40 каучуков и гидросорбционных добавок - полиакриламида АК 639, полиакрилата натрия и реагента «Комета-Р», 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 воды - по ГОСТ 9.030-74.

Заявляемую резиновую смесь изготавливают из следующих материалов:

Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20% (ТУ 38.30313-2006); бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК (ГОСТ 15627-79); этиленпропиленовый каучук (ТУ 2294-022-05766801-2002); 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); тальк (ГОСТ 19729-74); канифоль (ГОСТ 19113-84); полиакриламид АК 639 (ТУ 2216-016-55373366-2007); полиакрилат натрия (проспект фирмы Evonik Industries, Германия). В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.

Росил 175 (ТУ 2168-038-00204872-2001) представляет собой тонкодисперсный осажденный диоксид кремния (mSiO₂⋅H₂O) в виде порошка белого цвета Массовая доля диоксида кремния 90%. Удельная поверхность по адсорбции фенола: 140-170 м²/г.

Реагент «Комета-Р» (ТУ 2458-019-25690359-99) - сополимер метакриловой кислоты и натриевой соли метакриловой кислоты, полученный методом растворной сополимеризации. Представляет собой вязкую желтоватую жидкость. Массовая доля сухого остатка 23%. Вязкость 1%-го водного раствора при температуре 20°С 20,7 мм²/с.

Тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, размеры частиц 0,5-10 мкм (ТУ 2169-001-77441524-2016) представляет собой тонкодисперсный порошок черного цвета, без посторонних примесей. Массовая доля углерода 20%. Кроме углерода в состав шунгита входят также диоксид кремния (57,0%), диоксид титана (0,2%), оксид алюминия (4,0%), оксид железа (II) (2,5%), оксид магния (1,2%), оксид калия (1,5%), сера (1,2%).

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 воде, что позволяет рекомендовать ее для создания внутреннего слоя водонабухающих уплотнительных элементов, используемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Claims (2)

1. Резиновая смесь для водонефтенабухающих уплотнительных элементов, включающая каучук, вулканизующий агент - серу, диспергатор наполнителей - стеариновую кислоту, гидросорбционную добавку - полиакрилат натрия, наполнитель - технический углерод, активатор вулканизации, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сополимер этилена с винилацетатом - сэвилен 11808-340, ускорители вулканизации - 2,2'-дибензтиазолдисульфид, гуанид Ф, противостаритель - ацетонанил Н, пластификатор - канифоль, наполнители - росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, гидросорбционные добавки - полиакриламид АК 639 и реагент «Комета-Р», а в качестве каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК и этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40, в качестве активатора вулканизации - цинковые белила, в качестве технического углерода - технический углерод П 514 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
2. Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20% 10,0-16,0 Бутадиен-метилстирольный каучук СКМС-30АРК 38,0-50,0 Этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40 40,0-46,0 Сэвилен 11808-340 24,0-26,0 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 Полиакриламид АК 639 45,0-50,0 Полиакрилат натрия 60,0-65,0 Реагент «Комета-Р» 4,5-5,5