RU2699643C1 - Резиновая смесь - Google Patents

Резиновая смесь Download PDF

Info

Publication number
RU2699643C1
RU2699643C1 RU2019108516A RU2019108516A RU2699643C1 RU 2699643 C1 RU2699643 C1 RU 2699643C1 RU 2019108516 A RU2019108516 A RU 2019108516A RU 2019108516 A RU2019108516 A RU 2019108516A RU 2699643 C1 RU2699643 C1 RU 2699643C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
carbon black
water
nitrile
sulfur
Prior art date
Application number
RU2019108516A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Филиппович Ушмарин
Евгений Николаевич Егоров
Иван Сергеевич Спиридонов
Сергей Иванович Сандалов
Николай Иванович Кольцов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова"
Priority to RU2019108516A priority Critical patent/RU2699643C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699643C1 publication Critical patent/RU2699643C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/011Crosslinking or vulcanising agents, e.g. accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/014Stabilisers against oxidation, heat, light or ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28Nitrogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/39Thiocarbamic acids; Derivatives thereof, e.g. dithiocarbamates
    • C08K5/40Thiurams, i.e. compounds containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L31/00Compositions 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
    • C08L31/02Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C08L31/04Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/02Copolymers with acrylonitrile
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для внешнего слоя уплотнительных элементов в составе водонабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности. Резиновая смесь содержит бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопреновый каучук СКИ-3, этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40, сэвилен 11808-340, серу, 2,2'-дибензтиазолдисульфид, гуанид Ф, цинковые белила, стеариновую кислоту, ацетонанил Н, технический углерод П 514, росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, канифоль, иглопробивное полотно «Оксипан», полиакриламид АК 639, полиакрилат натрия и реагент «Комета-Р». 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 внешнего 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 данной резины на основе 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 резины на основе 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).
Однако данная резиновая смесь имеет 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%, изопренового и этиленпропиленового каучуков с улучшенными показателями относительного удлинения при разрыве резины и увеличенными показателями степени ее объемного набухания в воде, которая может найти применение при производстве внешнего 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 водонабухающих уплотнительных элементов, включающая каучук, вулканизующий агент - серу, диспергатор наполнителей - стеариновую кислоту, гидросорбционную добавку - полиакрилат натрия, 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, росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, волокнистый наполнитель - иглопробивное полотно «Оксипан», гидросорбционные добавки - полиакриламид АК 639 и реагент «Комета-Р», а в качестве каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопреновый каучук СКИ-3 и этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40, в качестве активатора вулканизации - цинковые белила, в качестве технического углерода - технический углерод П 514, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. ч.:
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием
нитрила акриловой кислоты 17-20% 10,0-15,0
Изопреновый каучук СКИ-3 40,0-50,0
Этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40 40,0-45,0
Сэвилен 11808-340 23,0-25,0
Сера 1,5-2,5
2,2'-дибензтиазолдисульфид 1,5-2,0
Гуанид Ф 0,8-1,2
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
Иглопробивное полотно «Оксипан» 4,5-5,5
Полиакриламид АК 639 55,0-60,0
Полиакрилат натрия 70,0-75,0
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. Кроме того, заявляемая резиновая смесь проявляет свойства водонабухания за счет использования комбинации бутадиен-нитрильного каучука с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопренового СКИ-3, этиленпропиленового СКЭПТ-40 каучуков и гидросорбционных добавок - полиакриламида АК 639, полиакрилата натрия и реагента «Комета-Р», а также других компонентов, что позволяет расширить арсенал средств данного назначения.
Резиновую смесь готовили смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на вальцах ЛБ 320 150/150. Иглопробивное полотно «Оксипан» вводили порциями в виде маленьких кусочков.
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 изготавливали из следующих материалов:
Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20% (ТУ 38.30313-2006); изопреновый каучук СКИ-3 (ГОСТ 14925-79); 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.
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%).
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.
Иглопробивное полотно «Оксипан» (ТУ 8397-002-45680943-2010); - окисленное полиакрилонитрильное волокно, которое представляет собой иглопробивное термостойкое полотно, выпускаемое в рулонах. Поверхностная плотность 170-250 г/м2.
Figure 00000001
Figure 00000002
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 внешнего слоя водонабухающих уплотнительных элементов, используемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Claims (2)

  1. Резиновая смесь для водонабухающих уплотнительных элементов, включающая каучук, вулканизующий агент - серу, диспергатор наполнителей - стеариновую кислоту, гидросорбционную добавку - полиакрилат натрия, 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, росил 175, тальк, тонкомолотый минеральный порошок из шунгита, волокнистый наполнитель - иглопробивное полотно «Оксипан», гидросорбционные добавки - полиакриламид АК 639 и реагент «Комета-Р», а в качестве каучука содержит бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20%, изопреновый каучук СКИ-3 и этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40, в качестве активатора вулканизации - цинковые белила, в качестве технического углерода - технический углерод П 514, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. ч.:
  2. Бутадиен-нитрильный каучук с содержанием нитрила акриловой кислоты 17-20% 10,0-15,0 Изопреновый каучук СКИ-3 40,0-50,0 Этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-40 40,0-45,0 Сэвилен 11808-340 23,0-25,0 Сера 1,5-2,5 2,2'-дибензтиазолдисульфид 1,5-2,0 Гуанид Ф 0,8-1,2 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 Иглопробивное полотно «Оксипан» 4,5-5,5 Полиакриламид АК 639 55,0-60,0 Полиакрилат натрия 70,0-75,0 Реагент «Комета-Р» 4,5-5,5
RU2019108516A 2019-03-25 2019-03-25 Резиновая смесь RU2699643C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108516A RU2699643C1 (ru) 2019-03-25 2019-03-25 Резиновая смесь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108516A RU2699643C1 (ru) 2019-03-25 2019-03-25 Резиновая смесь

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699643C1 true RU2699643C1 (ru) 2019-09-06

Family

ID=67851663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019108516A RU2699643C1 (ru) 2019-03-25 2019-03-25 Резиновая смесь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699643C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559219B2 (en) * 2000-04-27 2003-05-06 Jsr Corporation Rubber compositions
RU2617101C1 (ru) * 2016-06-08 2017-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь
RU2632823C1 (ru) * 2016-05-25 2017-10-10 Наиль Тимирзянович Гайнуллин Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента
RU2654029C1 (ru) * 2017-06-22 2018-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559219B2 (en) * 2000-04-27 2003-05-06 Jsr Corporation Rubber compositions
RU2632823C1 (ru) * 2016-05-25 2017-10-10 Наиль Тимирзянович Гайнуллин Способ получения нефтепромыслового набухающего в воде элемента
RU2617101C1 (ru) * 2016-06-08 2017-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Резиновая смесь
RU2654029C1 (ru) * 2017-06-22 2018-05-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5559169A (en) EPDM, HNBR and Butyl rubber compositions containing carbon black products
CN102325838B (zh) 硫改性氯丁二烯弹性体组合物、其配混物及硫化物
JP5651919B2 (ja) ニトリルゴム組成物、架橋性ニトリルゴム組成物及びゴム架橋物
RU2625108C1 (ru) Композиционный нефтенабухающий материал
RU2437903C2 (ru) Композиционный маслобензостойкий износо-морозостойкий материал
CN102325837A (zh) 聚氯丁二烯弹性体组合物及其制造方法、硫化物以及成型体
RU2427597C2 (ru) Состав усиленной резины, способ его получения, способ изготовления усиленного резинового профиля, способ изготовления экструдированного резинового профиля и окрашенный экструдированный резиновый профиль
RU2654029C1 (ru) Водонабухающая резиновая смесь для пакерного оборудования
RU2318842C1 (ru) Резиновая смесь
RU2700604C1 (ru) Резиновая смесь
ES2271611T3 (es) Composiciones de resina elastomerica.
RU2617101C1 (ru) Резиновая смесь
RU2699643C1 (ru) Резиновая смесь
RU2688521C1 (ru) Резиновая смесь
CN107501943A (zh) 一种改性碳酸钙在硅橡胶中的应用
CA2393927A1 (en) Rubber mixtures containing 1,4 butenediol (polyether)
RU2686202C1 (ru) Резиновая смесь
RU2685350C1 (ru) Водонефтенабухающая эластомерная композиция
RU2666442C1 (ru) Резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильных каучуков
RU2688512C1 (ru) Резиновая смесь
RU2683462C1 (ru) Водонабухающая эластомерная композиция
RU2745994C1 (ru) Резиновая смесь
RU2675557C1 (ru) Резиновая смесь для изготовления шумопоглощающих покрытий
RU2690807C1 (ru) Композиционная резиновая смесь для акустических покрытий
KR100377544B1 (ko) 분산성이 향상된 고무조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200303