RU2690929C1 - Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция - Google Patents
Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690929C1 RU2690929C1 RU2018135787A RU2018135787A RU2690929C1 RU 2690929 C1 RU2690929 C1 RU 2690929C1 RU 2018135787 A RU2018135787 A RU 2018135787A RU 2018135787 A RU2018135787 A RU 2018135787A RU 2690929 C1 RU2690929 C1 RU 2690929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ethylene
- vinyl acetate
- rubber
- water
- oil
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 title abstract description 10
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 10
- 241000234435 Lilium Species 0.000 claims description 2
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 abstract description 21
- 239000005060 rubber Substances 0.000 abstract description 13
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 abstract description 10
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920003346 Levapren® Polymers 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N buta-2,3-dienenitrile Chemical compound C=C=CC#N IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- NALFRYPTRXKZPN-UHFFFAOYSA-N 1,1-bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane Chemical compound CC1CC(C)(C)CC(OOC(C)(C)C)(OOC(C)(C)C)C1 NALFRYPTRXKZPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIISIZOQPWZPPS-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylperoxypropan-2-ylbenzene Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 BIISIZOQPWZPPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N Glycerol trioctadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000000744 organoheteryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229940070710 valerate Drugs 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012936 vulcanization activator Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L31/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L31/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
- C08L31/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полимерной промышленности и может быть использовано для изготовления методом литья под давлением элементов в пакерном скважинном оборудовании. Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: этиленпропиленовый каучук или этиленпропилендиеновый каучук 30-54, полиолефиновый термопластичный полимер 30-54, сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата от 33 до 70% 14-30, органический пероксид 1-4, триаллилизоцианурат 1-4. Обеспечивается повышение теплостойкости и устойчивости к сероводороду. 10 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим термопластичным эластомерным композициям, которые могут использоваться для изготовления методом литья под давлением элементов в пакерном и другом скважинном оборудовании.
Известна водонабухающая эластомерная смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука (Пат. 2580564 РФ, МПК Е21В 33/12, F16J 15/02, опубл. 10.04.2016), включающая вулканизующую группу, абсорбирующий полимер - сополимер акриламида и акрилата натрия, наполнитель, минеральное волокно - асбест хризолитовый, пластификатор.
Недостатком смеси является то, что ее высокая эффективность достигается путем многослойного нанесения. Использование в качестве добавки сополимера акриламида и акрилата натрия, который плохо совместим с бутадиен-нитрильным каучуком и практически с ним не сшивается, что приводит к его диффузии из композиции.
Известна водонабухающая резиновая смесь на основе бутадиен-акрилонитрильного каучука (Пат. 2009/0084550 US, МПК Е21В 33/13, C08L 1/08, опубл. 02.04.2009), включающая карбоксиметилцеллюлозу, сажу, кремнезем, акриловый сополимер, оксид магния, антиоксидант, воск, серу и ускоритель вулканизации.
Недостатком данной резиновой смеси является высокая склонность к диффузии из композиции карбоксиметилцеллюлозы, применяемой в качестве водонабухающей добавки, что значительно снижает рабочий ресурс изделия. Кроме того, данная смесь способна перерабатываться в изделия только методами компрессионного формования, не позволяя использовать высокопроизводительные методы изготовления изделий - литье под давлением.
Известна водонабухающая эластомерная композиция на основе бутадиеннитрильного каучука (Разработка водонабухающих эластомеров для пакерного оборудования / М.А. Ваниев, Н.В. Сычев, С.С. Лопатина, Н.В. Солдатова, В.Ю. Шиянов, Е.В. Брюзгин // Известия ВолгГТУ. Сер. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов. - Волгоград, 2016. - №12 (191). - С. 74-80), включающая белую сажу, серу, оксид цинка, альтакс и каптакс и водонабухающие реагенты - полиакриламид, поливиниловый спирт, натрий-карбоксиметилдцеллюлоза, сополимеры акриламида.
Недостатком данного водонабухающего эластомера является то, что он не может использоваться в высококонцентрированных солевых растворах и не обеспечивает сохранения удовлетворительных прочностных свойств при высокой степени набухания.
Известны водонабухающие резиновые смеси для пакерного оборудования на основе бутадиеннитрильного каучука, содержащие вулканизующий агент серу, ускоритель вулканизации альтакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, асбестовые волокна, водонабухающий реагент - сшитый полиакриламид POLYSWELL, технический углерод (Пат. 2654029 РФ, МПК C08L 9/02, Е21В 33/12, C08L 33/26, С08K 3/04, С08К 3/06, С08K 3/22, С08K 5/47, опубл. 15.05.2018) и дополнительно - карбоксиметилцеллюлозу (Пат. 2653024 РФ, МПК C08L 9/02, C08L 33/26, С08K 3/04, С08K 3/06, С08K 3/22, С08K 5/47, Е21В 33/12, опубл. 04.05.2018.
Недостатком данных резиновых смесей является склонность поликраламида к диффузии из резиновой смеси в водной среде, а применение в качестве эластомерной основы бутадиен-нитрильного каучука значительно снижает способность к набуханию в нефти. Кроме того, композиции на основе этих смесей характеризуются низкой теплостойкостью и неспособностью перерабатываться методами литья под давлением.
Известен состав адгезива на основе винилового полимера для ремонта полимерных покрытий металлических трубопроводов, включающий сополимер этилена и винилацетата, содержащий 45 мае. винилацетата, и полиолефиновый термопластичный полимер в смеси с этиленпропиленовым каучуком (Пат. 2036944 РФ, МПК C09D 5/34, C09D 123/16, опубл. 09.06.1995).
Однако, данный состав обладает низкой способностью к набуханию в воде, и полностью разрушается при воздействии нефти, что ограничивает его применение в нефтедобывающей технике.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является эластомерная композиция для изготовления резиновых уплотнителей (Пат. 2619693 РФ, МПК C08L 1/02, C08L 23/02, опубл. 17.05.2017) содержащая этиленпропиленовый каучук и водонабухающую добавку - целлюлозу, модифицированную водным раствором гидроксида натрия.
Недостатком данной композиции является склонность к диффузии из композиции водонабухающей добавке, а также высокая степень набухания и даже разрушение композиции в нефти и нефтепродуктах, так как эластомерная основа не сшита (вулканизована). Кроме того, эта композиция характеризуется низкой теплостойкостью и неспособностью перерабатываться методами литья под давлением.
Задача настоящего изобретения состоит в разработке водонефтенабухающей композиции обладающей повышенной теплостойкостью и устойчивостью к действию сероводорода, способностью перерабатываться методами литья под давлением.
Технический результат: композиции, способные к набуханию в водных растворах, нефти и нефтеводной эмульсии, обладающие высокой теплостойкостью и устойчивостью к сероводороду.
Технический результат достигается за счет того, что водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция на основе этиленпропиленового каучука, при этом дополнительно содержит полиолефиновый термопластичный полимер, сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата от 33 до 70%, а в качестве вулканизующей системы - комбинацию органического пероксида с триалилизоциануратом, при следующих соотношениях компонентов, масс. %:
| Этиленпропиленовый каучук или этиленпропилендиеновый каучук | 30-54 |
| Полиолефиновый термопластичный полимер | 30-54 |
| Сополимер этилена с винилацетатом | |
| с содержанием звеньев винилацетата от 33 до 70% | 14-30 |
| Органический пероксид | 1-4 |
| Триаллилизоцианурат | 1-4 |
Сущностью композиции является использование в рецептуре сочетания этиленпропиленового каучука (или этиленпропилендиенового каучука), полиолефинового термопластичного полимера и сополимера этилена с винилацетатом. Содержание звеньев винилацетата в сополимере обеспечивает его склонность к набуханию в воде. Причем в зависимости от содержания звеньев винилацетата изменяется степень набухания сополимера в водной среде. Так, сополимеры, содержащие до 20% винилацетат практически не склоны к набуханию в водной среде. С увеличением содержания винилацетата в сополимере степень набухания в водной среде возрастает. Наличие неполярных звеньев этилена в сополимере обеспечивает совместимость с полиолефиновыми полимерами: полиэтиленом, полипропиленом, этиленпропиленовым и этиленпропилендиеновыми каучуками. Кроме того этот сополимер способен совулканизовываться с этиленпропилендиеновым и этиленпропиленовым каучуком при использовании пероксидных вулканизующих систем. Использование в качестве эластомерной матрицы этилепропиленового или этиленпропилендиенового каучука позволяет получить композиции склонные к набуханию в нефтяной среде. Построение оптимальной сетки поперечных связей препятствует разрушению композиции. Совмещение термопластичного полимера с эластомером позволяет получить композиции способные к переработке методом литья под давлением.
Пероксидные вулканизующие системы способны сшивать предельные полимеры и, с их использованием, можно получить композиции с высокой плотностью сетки поперечных связей и теплостойкостью. Однако их применение в термопластичных эластомерных композициях ограничено. Так при использовании в качестве термопластичной составляющей полиэтилена сшивается не только фаза эластомера, но фаза термопласта, что приводит к потере текучести композиций. При использовании полипропилена в качестве термопластичной составляющей композиций, применение пероксидных вулканизующих систем приводит к деструкции термопласта, в результате чего кардинально снижаются их деформационно-прочностные характеристики. Применение в качестве вулканизующей системы сочетание триаллилизоцианурата (ТАИЦ) с органическим пероксидом, позволяет проводить контролируемую деструкцию термопластичной составляющей, за счет образования межмолекулярных сшивок между каучуком и термопластом. Кроме того, она обеспечивает более полное использование ненасыщенных связей в каучуке. Это приводит к повышению прочностных и эксплуатационных характеристик материала. Большая густота сшивки приводит к лучшей устойчивости к органическим растворителям, что и обеспечивает ограниченное набухание в нефти без разрушения композиции. Кроме того, пероксидные вулканизующие системы позволяют организовать сшивки между эластомерной составляющей и сополимером этилена с винилацетатом по звеньям этилена, что препятствует диффузии этой добавке из композиции.
В предлагаемом способе используют следующие компоненты: В качестве полиолефина используют полиэтилен высокого давления (ПЭВД) ГОСТ 16837-77, полиэтилен низкого давления (ПЭНД) ГОСТ 16838-85, полипропилен и его сополимеры ГОСТ 26996-86 (Промышленные термопласты. Справочник/ В.Г. Макаров, В.Б. Коптенармусов. - М.: Издательство Колос, Химия. - 2004.- 208 с.).
В качестве эластомера используется этиленпропиленовый или этиленпропилендиеновый каучуки (ТУ 2294-087-05766563-2010) и их импортные аналоги, такие как: Висталон (Exxon Mobil, Enjay Chemical), Келтан (Lanxess, ФРГ), Эспрен EPDM (Sumitomo Chemical Co.) (Резниченко С.В., Морозов Ю.Л. (ред.) Большой справочник резинщика. Том 1. Каучуки и ингредиенты / С.В. Резниченко. - М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ», 2012. - 744 с.).
В качестве вулканизующей системы используется триаллилизоцианурат (ТАИЦ) ТУ 6-01-2-69986 в смеси с органическим пероксидом, выбранным из группы 2,5-ди(трет.-бутилперокси)-2,5-диметилгексан, трет.-бутилкумилпероксид, 1,3(4)-бис[1-(трет.-бутилперокси)-1-метилэтил]бензол, пероксид дикумила, н-бутил-4,4-ди(трет.-бутилперокси)валерат, 1,1-ди(трет.-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан (Большой справочник резинщика, часть 1 Каучуки и ингредиенты, под. ред. С.В. Резниченко, Ю.Л. Морозова, М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» Международная академия информатизации», 2012, 735 с.).
Сополимер этилена с винилацетатом с содержанием винилацетата 33% до 70%, например марка Evathene UE639, UE653, LEVAPREN 450, LEVAPREN 500, LEVAPREN 600, LEVAPREN 700.
Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция по настоящему изобретению может содержать в дополнение к вышеуказанным существенным ингредиентам различные типы масел, противостарители, упрочняющие наполнители, пластификаторы, мягчители или другие различные добавки, как правило, добавляемые в обычные эластомеры. Количество данных добавляемых присадок могут составлять количества, обычно добавляемые в предшествующем уровне техники при условии, что они не противоречат задаче настоящего изобретения.
Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция приготавливается следующим образом: компоненты смешивают и вулканизируют общепринятыми методами.
Составы водонефтенабухающих термопластичных эластомерных композиций представлены в таблице 1.
Деформационно-прочностные свойства термопластичной эластомерной композиции определяли по ГОСТ 270-75. Твердость получаемой композиции определяли по ГОСТ 263-75. Показатель текучести расплава (ПТР) определяли по ГОСТ 11645-73 при грузе 5 кг и температуре 190°С.
Метод определения набухания в жидкостях ГОСТ 421-59. Оценка степени набухания образцов в модельных средах - 22% водный раствор NaCl, вода дистелированная, нефть и водонефтяная эмульсия (нефть 60%, вода 40%) проводилась на образцах, изготовленных в виде прямоугольных пластин вулканизатов размером 15×15×2 мм. Образцы взвешивались и помещались в модельные среды на заданное время.
Стойкость к термическому старению на воздухе определялась в соответствии с ГОСТ 9.024-74. Старение проводилось при температуре 100°С в течение 24 часов. В качестве контрольных параметров было выбрано изменение твердости, прочности при растяжении и относительного удлинения.
Характеристики полученных композиций представлены в таблице 2.
Как видно из приведенных данных, предлагаемая композиция обладает требуемым показателем текучести расплава, позволяющим переработать ее методами литья под давлением или экструзии. При этом для композиций характерно набухание как в воде, водных растворах, нефти и нефтеводной эмульсии, разрушения образцов не в одной из представленных сред не происходит. Представленные композиции обладают высокой теплостойкостью, и при тепловом старении их основные эксплуатационные характеристики изменяются незначительно.
* раз. - образец разрушился
Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. В смеситель закрытого типа загружается полиэтилен высокого давления марки ПЭВД 10803-020 в количестве 23,4 г. (30 масс. %) и ведется смешение при температуре 170°С до полного плавления термопласта. Далее в смеситель загружается этиленпропилендиеновый каучук марки СКЭПТ-50 в количестве 35,9 г. (46 масс. %) и сополимер этилена с винилацетатом марки UE653 в количестве 15,6 г. (20 масс. %) и ведется смешение в течение 3 мин. при той же температуре. После этого в смеситель добавляется вулканизующая система, состоящая из 2,5-ди(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексан в количестве 1,4 г. (2 масс. %) и ТАИЦ в количестве 1,4 г. (2 масс. %) и ведется смешение при тех же условиях в течение 2 мин. Далее полученная композиция выгружается из смесителя, гранулируется и перерабатывается в стандартные образцы методом литья под давлением.
Примеры 2-4. Выполняются аналогично примеру 1 с учетом загрузок, представленных в таблице 1.
Пример 5. В смеситель закрытого типа загружается полипропилен марки ПП 21030 в количестве 28,9 г. (37 масс. %) и ведется смешение при температуре 190°С до полного плавления термопласта. Далее в смеситель загружается этиленпропилендиеновый каучук марки Vistalon 3666 в количестве 28,9 г. (37 масс. %) и сополимер этилена с винилацетатом Evathene UE639 в количестве 17,2 г. (22 масс. %) и ведется смешение в течение 3 мин при той же температуре. После чего в смеситель добавляется вулканизующая система, состоящая из н-бутил-4,4-ди(трет.-бутилперокси)валерата в количестве 1,4 г. (2 масс. %) и ТАИЦ в количестве 1,4 г. (2 масс. %) и ведется смешение при тех же условиях в течение 40 сек. Далее полученная композиция выгружается из смесителя, гранулируется и перерабатывается в стандартные образцы методом литья под давлением.
Примеры 6-8. Выполняются аналогично примеру 5 с учетом загрузок, представленных в таблице 1.
Пример 9. Предварительно при комнатной температуре готовится смесь полипропилена марки ПП 21030 (32 масс. %), этиленпропилендиенового каучука марки Vistalon 2504 (32 масс. %) и сополимера этилена с винилацетатом марки Evathene UE639 (30 масс. %). Далее производится приготовление композиции в двухшнековом экструдере, отношение длины шнека к диаметру шнека составляет 44. Экструдер оснащен 11 зонами нагрева. Полученная смесь в виде гранул подается в бункер питания экструдера и производится смешение. Смешение производится при температуре 170-190°С и скорости вращения шнеков 550-600 об/мин. Через боковой питатель, установленный в 5 зоне экструдера подается вулканизующая система включающая 1,1-ди(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан (2 масс. %) и ТАИЦ (2 масс. %). Время пребывания композиции в экструдере после загрузки вулканизующей системы составляет 40 сек. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренги, охлаждается и гранулируется. Полученная композиция перерабатывается в стандартные образцы методом литья под давлением.
Пример 10 (по прототипу). Композицию составом, масс. %.: модифицированная (щелочная) целлюлоза - 40, каучук этиленпропиленовый - 60 готовят на вальцах. Время вальцевания - 20 мин, Т=90°С. Из полученной после вальцевания пластины вырезают стандартные образцы.
Таким образом, водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция на основе этиленпропиленового каучука, содержащая полиолефиновый термопластичный полимер, сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата от 33 до 70% и вулканизующую систему - комбинацию органического пероксида с триалилизоциануратом, при заявленных соотношениях компонентов обладает способностью к набуханию в водных растворах, нефти и нефтеводной эмульсии, при высокой теплостойкости и устойчивости к сероводороду.
Claims (2)
- Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция на основе этиленпропиленового каучука, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полиолефиновый термопластичный полимер, сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата от 33 до 70%, а в качестве вулканизующей системы - комбинацию органического пероксида с триаллилизоциануратом при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Этиленпропиленовый каучук или Этиленпропилендиеновый каучук 30-54 Полиолефиновый термопластичный полимер 30-54 Сополимер этилена с винилацетатом с содержанием звеньев винилацетата от 33 до 70% 14-30 Органический пероксид 1-4 Триаллилизоцианурат 1-4
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135787A RU2690929C1 (ru) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135787A RU2690929C1 (ru) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690929C1 true RU2690929C1 (ru) | 2019-06-06 |
Family
ID=67037972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018135787A RU2690929C1 (ru) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690929C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744341C1 (ru) * | 2020-08-18 | 2021-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Водонефтенабухающая эластомерная композиция |
| RU2765950C1 (ru) * | 2021-06-09 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" | Резиновая смесь для изготовления нефтенабухающих изделий |
| RU2767541C2 (ru) * | 2020-04-03 | 2022-03-17 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (АО "ФНПЦ "Прогресс") | Нефтенабухающая резиновая смесь |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863982A (en) * | 1986-05-12 | 1989-09-05 | Ciba-Geigy Corporation | Isocyanuric acid derivatives |
| RU2619693C2 (ru) * | 2014-03-18 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров | Эластомерная композиция для изготовления резиновых уплотнителей |
| RU2623411C2 (ru) * | 2012-10-16 | 2017-06-26 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания, способ его изготовления и способ использования такого пакера |
-
2018
- 2018-10-09 RU RU2018135787A patent/RU2690929C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863982A (en) * | 1986-05-12 | 1989-09-05 | Ciba-Geigy Corporation | Isocyanuric acid derivatives |
| RU2623411C2 (ru) * | 2012-10-16 | 2017-06-26 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Набухающий пакер с контролируемой скоростью набухания, способ его изготовления и способ использования такого пакера |
| RU2619693C2 (ru) * | 2014-03-18 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров | Эластомерная композиция для изготовления резиновых уплотнителей |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767541C2 (ru) * | 2020-04-03 | 2022-03-17 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (АО "ФНПЦ "Прогресс") | Нефтенабухающая резиновая смесь |
| RU2744341C1 (ru) * | 2020-08-18 | 2021-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Водонефтенабухающая эластомерная композиция |
| RU2765950C1 (ru) * | 2021-06-09 | 2022-02-07 | Общество с ограниченной ответственностью "НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД" | Резиновая смесь для изготовления нефтенабухающих изделий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2690929C1 (ru) | Водонефтенабухающая термопластичная эластомерная композиция | |
| US3758643A (en) | D polyolefin plastic thermoplastic blend of partially cured monoolefin copolymer rubber an | |
| US3806558A (en) | Dynamically partially cured thermoplastic blend of monoolefin copolymer rubber and polyolefin plastic | |
| CN1798775B (zh) | 用于制备橡胶和聚烯烃的热塑性弹性体共混物的活性助剂 | |
| EP1940945A1 (en) | Peroxide-cured thermoplastic vulcanizates and process for making the same | |
| KR19990030319A (ko) | 열가소성 엘라스토머 및 그 제조 방법 | |
| JP2019516836A (ja) | ゴム組成物 | |
| JPH0350252A (ja) | ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物の製造方法 | |
| CN86103485A (zh) | 热塑性弹性体组合物 | |
| EP1050548B1 (en) | A thermoplastic composition and a process for making the same | |
| KR20040111327A (ko) | 로봇 압출에 의해 화학적으로 발포된 실링 용도의 유연한열가소성 가황화물 | |
| JP2020117649A (ja) | 熱可塑性樹脂組成物、それを用いた成形体、及び用途 | |
| KR20030014410A (ko) | 광물성유를 포함하는 플루오로엘라스토머 조성물 | |
| KR101922525B1 (ko) | 가공성, 기계적 강도, 영구압축변형률 및 프라이머 리스 상태에서의 접착 강도가 우수한 발포체 조성물 및 이의 제조 방법 | |
| JPS621624B2 (ru) | ||
| JP2019127528A (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物 | |
| JP5279223B2 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物およびその製造方法、並びにそれを用いた成形体 | |
| JP5189245B2 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物およびその成形体 | |
| JP2018165312A (ja) | エチレン重合体組成物 | |
| JP3911707B2 (ja) | シール用パッキン | |
| RU2458943C1 (ru) | Способ получения термопластичной эластомерной композиции | |
| RU2277108C1 (ru) | Резиновая смесь для получения гидроизоляционных материалов (варианты) | |
| RU2334769C2 (ru) | Термопластичный эластомерный материал | |
| JP5095920B2 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物およびその成形体 | |
| JPH0155664B2 (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201010 |