Эластомерная композиция



Эластомерная композиция
Эластомерная композиция
Эластомерная композиция
C08K2003/2227 - Использование неорганических или низкомолекулярных органических веществ в качестве компонентов для композиций на основе высокомолекулярных соединений (пестициды, гербициды A01N; лекарственные препараты, косметические средства A61K; взрывчатые вещества C06B; краски, чернила, лаки, красители, полировальные составы, клеящие вещества C09; смазочные вещества C10M; моющие средства C11D; химические волокна или нити D01F; средства для обработки текстильных изделий D06)

Владельцы патента RU 2691333:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт резиновых покрытий и изделий" (АО "НИИРПИ") (RU)

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.

 

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.

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



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано в производстве звукопоглощающих покрытий, в частности, для объектов судостроения. Композиционная резиновая смесь для акустических покрытий включает, мас.

Изобретение относится к маслостойкой морозостойкой резиновой смеси и может быть использовано в резинотехнической промышленности при изготовлении маслобензостойких уплотнений, манжет различного назначения, рукавных изделий для эксплуатации под давлением в углеводородных средах и в условиях низких температур.

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

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей для нефтенабухающих уплотнительных элементов, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

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.

Изобретение относится к эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука, которую можно использовать для изготовления маслобензостойких и озоностойких резинотехнических изделий.

Изобретение относится к резино-технической промышленности и может быть использовано при изготовлении высоконапряженных узлов трения различного назначения. Материал на основе резино-полимерной смеси содержит резиновую смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука - сырую резину марки 3825.

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования.

Изобретение относится к композиции сшиваемого нитрильного каучука, позволяющей получить сшитый каучук с превосходными свойствами для получения различных резиновых изделий.

Изобретение относится к эластомерной композиции на основе комбинации частично и полностью гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков с максимальным содержанием акрилонитрила - 49-50% с различной степенью непредельности и может быть использовано в резиновой и резинотехнической промышленности, в частности, для изготовления многослойных резинокордных изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия динамических нагружений, агрессивных сред при повышенных температурах в течение длительного времени.

Изобретение относится к вододиспергируемым чернилам с фазовым переходом для печати на глазных линзах. Композиция указанных чернил содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент, низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, необязательный стабилизатор и красящее вещество.

Изобретение относится к полимерной промышленности и может быть использовано для создания полимерных композиционных материалов, используемых в строительной индустрии, в системах внешнего армирования для усиления и ремонта конструкций.

Изобретение относится к антиоксидантной композиции, применяемой для стабилизации бутадиен-стирольных блок-сополимеров. Описана антиоксидантная композиция, применяемая для стабилизации бутадиен-стирольных блок-сополимеров, состоящая из (1) фенольного, (2) серосодержащего замещенного фенольного, (3) аминного и (4) фосфитного антиоксидантов, взятых в отношении (1):(2):(3):(4)=1:22:(10-2):(2-10) мас.

Изобретение относится к дисперсии, которая содержит (А) по меньшей мере одно соединение формулы (I), в которой R1 представляет собой H, C1-C4 алкил, CH2CH2OH или CH2CH(CH3)OH, (B) полимерный связующий материал, являющийся гомополимером или сополимером олефиново ненасыщенных мономеров, и (C) воду.

Изобретение относится к композиции сшиваемого нитрильного каучука, позволяющей получить сшитый каучук с превосходными свойствами для получения различных резиновых изделий.

Настоящее изобретение относится к вододиспергируемому полиизоцианату, материалу покрытия, водной композиции покрытия и ее применению для покрытия дерева, бумаги, текстиля, картона, частей зданий, транспортных средств и т.д.

Изобретение относится к композициям для синергетического висбрекинга полипропиленов. Предложена композиция для синергетического висбрекинга из перекиси и сложного эфира гидроксиламина для увеличения эффективности висбрекинга полипропиленовых полимеров при температуре экструзии расплава ниже 250°C, а также ее применение при висбрекинге полипропилена.

Изобретение может быть использовано при изготовлении эпоксидных композиций. Поверхность углеродных нанотрубок (УНТ) фторируют путем обработки порошка не функционализированных нанотрубок газообразным фтором.

Изобретение относится к получению композиций для получения отвержденных и модифицированных фенолформальдегидных смол. Композиция содержит уротропин, пластификатор, выбранный из группы, включающей трибутилфосфат и трикрезилфосфат, пропаргилированную или аллилированную фенолформальдегидную смолу, стеарат меди и диспергирующую добавку.
Изобретение относится к композиции для транспортировки битума, а также к способам ее изготовления и транспортировки. Композиция содержит: i) битум, ii) разбавитель, представляющий собой конденсат природного газа, и iii) добавку, где добавка представляет собой одноатомный спирт, мононитрил, амин или их смеси.

Изобретение относится к полимерной композиции, в том числе к сшитой полимерной композиции, а также к изоляции силового кабеля и к силовому кабелю, подходящему в применениях силового кабеля постоянного тока высокого напряжения (ПТ ВН) и постоянного тока сверхвысокого напряжения (ПТ СВН).

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 дибензол и оксид цинка, в качестве антиоксиданта - 4--N-[4-фенил]анилин. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики при работе в условиях одновременного воздействия высоких температур, агрессивных сред, давлений и абразивного износа. 2 табл.

Наверх