RU2626364C1

RU2626364C1 - Rubber mixture

Info

Publication number: RU2626364C1
Application number: RU2016112230A
Authority: RU
Inventors: Николай Филиппович Ушмарин; Евгений Николаевич Егоров; Сергей Иванович Сандалов; Николай Иванович Кольцов
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-07-26

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: rubber mixture contains hydrogenated butadiene-nitrile rubber, butadiene-nitrile rubber, vulcanizing agent - novoperox "БП-40", vulcanization activators - zinc stearate and magnesia burnt, antioxidant - agidol-2, fillers - carbon black "Н" 220 and carbon black "П" 514, plasticiser - dibutyl phthalate, rubber lubricant - polymethylsiloxane liquid-200, modifier - thiokol "НВБ-2" and co-agent of peroxide cure. The mixture additionally contains an antioxidant - diaphene "ФП", retarder scorch - captax, technological additive lubstab-01 or oxanol "ЦС-100", and as co-agent of peroxide cure contains deltagran 50DL.

EFFECT: improvement of the conditional tensile strength, tear strength by improving the dispersion of the components of the mixture in the matrix of rubbers and the high resistance of the rubber to aging in aggressive hydrocarbon media at elevated temperatures.

2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству резиновых смесей, используемых для изготовления уплотнительных элементов, применяемых в производстве пакерно-якорного оборудования нефтегазодобывающей промышленности.The invention relates to the rubber industry, in particular to the production of rubber compounds used for the manufacture of sealing elements used in the production of packer-anchor equipment for the oil and gas industry.

Известна резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая каучук бутадиен-нитрильный марки БНКС-40 АМН; вулканизующий агент - перкадокс BC-FF; соагент вулканизации - дельтагран HVA 2 70 GE; оксид цинка; антиоксидант - ирганокс 1010; олигоэфиракрилат ТГМ-3; в качестве наполнителя технический углерод марок H 220 и Τ 900; диспергатор цинколет ВВ 222 и в качестве антискорчинга сантогард PVI. RU 2501820 МПК C08L 9/02, C08K 5/16, C08K 5/14, C08K 3/04, C08K 13/02, опубл. 20.12.2013.Known rubber mixture based on nitrile butadiene rubber, including nitrile butadiene rubber brand BNKS-40 AMN; vulcanizing agent - percadox BC-FF; vulcanization coagent - deltagran HVA 2 70 GE; zinc oxide; antioxidant - irganox 1010; oligoester acrylate TGM-3; as filler carbon black grades H 220 and Τ 900; dispersant zinccoleth BB 222 and as anti-scorching agent Santogard PVI. RU 2501820 IPC C08L 9/02, C08K 5/16, C08K 5/14, C08K 3/04, C08K 13/02, publ. 12/20/2013.

Недостатком резины на основе данной резиновой смеси является недостаточно высокие показатели относительного удлинения при разрыве и сопротивления раздиру.The disadvantage of rubber based on this rubber mixture is not high enough elongation at break and tear resistance.

Наиболее близкой по технической сущности является резиновая смесь на основе комбинации бутадиен-нитрильного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующий агент - новоперокс БП-40, в качестве соагента вулканизации - триаллилцианурат 70 GR, технический углерод N 220 и технический углерод Π 514, магнезию жженую и дополнительно содержит антиоксидант - агидол-2, противостаритель - ацетонанил Н, активатор вулканизации - стеарат цинка, пластификатор - дибутилфталат, смазку для резины - полиметилсилоксановую жидкость-200, модификатор - тиокол НВБ-2. RU 2559883 МПК C08L 9/02, опубл. 20.08.2015.The closest in technical essence is a rubber mixture based on a combination of nitrile butadiene rubber and partially hydrogenated nitrile butadiene rubber, including a vulcanizing agent - Novoperox BP-40, as a co-vulcanization agent - triallyl cyanurate 70 GR, carbon black N 220 and carbon black Π 514 , magnesia burnt and additionally contains antioxidant - agidol-2, antioxidant - acetonanil N, vulcanization activator - zinc stearate, plasticizer - dibutyl phthalate, lubricant for rubber - polymethylsiloxane Fluid-200, modifier - thiokol UXO-2. RU 2559883 IPC C08L 9/02, publ. 08/20/2015.

Недостатком резины на основе указанной резиновой смеси является недостаточно высокие значения условной прочности при растяжении и сопротивления раздиру.The disadvantage of rubber based on the specified rubber mixture is not high enough values of the conditional tensile strength and tear resistance.

Задачей изобретения является создание резиновой смеси, содержащей технологические добавки для повышения степени диспергирования наполнителя и других ингредиентов смеси в матрице комбинации бутадиен-нитрильного каучука и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучука.The objective of the invention is the creation of a rubber mixture containing technological additives to increase the dispersion of the filler and other ingredients of the mixture in a combination matrix of nitrile butadiene rubber and partially hydrogenated nitrile butadiene rubber.

Технический результат - улучшение показателей условной прочности при растяжении, сопротивления раздиру за счет улучшения степени диспергирования компонентов смеси в матрице каучуков и высокой стойкости резины к старению в агрессивных углеводородных средах при повышенных температурах.The technical result is an improvement in conditional tensile strength, tear resistance due to improved dispersion of the mixture components in the rubber matrix and high resistance of rubber to aging in aggressive hydrocarbon environments at elevated temperatures.

Технический результат достигается тем, что резиновая смесь на основе комбинации гидрированного бутадиен-нитрильного каучука и бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующий агент - новоперокс БП-40, активаторы вулканизации - стеарат цинка и магнезию жженую, противостаритель - агидол-2, наполнители - технический углерод H 220 и технический углерод Π 514, пластификатор - дибутилфталат, смазку для резины - полиметилсилоксановую жидкость-200, модификатор - тиокол НВБ-2 и соагент перекисной вулканизации, согласно изобретению, она дополнительно содержит противостаритель - диафен ФП, замедлитель подвулканизации - каптакс, технологическую добавку лубстаб-01 или оксанол ЦС-100, а в качестве соагента перекисной вулканизации содержит дельтагран 50DL при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The technical result is achieved in that the rubber mixture based on a combination of hydrogenated nitrile butadiene rubber and nitrile butadiene rubber, including a vulcanizing agent - Novoperox BP-40, vulcanization activators - zinc stearate and magnesia burnt, antioxidant - Agidol-2, fillers - carbon black H 220 and carbon black Π 514, a plasticizer - dibutyl phthalate, a lubricant for rubber - polymethylsiloxane liquid-200, a modifier - thiokol NVB-2 and a peroxide vulcanization coagent, according to the invention, it is an additional It comprises about Antioxidant - diafen AF scorch retarder - kaptaks, technological additive lubstab oxanol-01 or CA-100, and as a peroxide vulcanizing coagent comprises deltagran 50DL at the following component ratio, mass parts .:

Гидрированный бутадиен-нитрильный каучукHydrogenated Nitrile Butadiene Rubber 80,0-90,080.0-90.0 Бутадиен-нитрильный каучукNitrile butadiene rubber 10,0-20,010.0-20.0 Новоперокс БП-40Novoperox BP-40 12,0-13,012.0-13.0 Дельтагран 50DLDeltagran 50DL 2,5-3,02.5-3.0 Стеарат цинкаZinc stearate 3,0-4,03.0-4.0 КаптаксCaptax 0,5-1,00.5-1.0 Тиокол НВБ-2Thiokol NVB-2 4,0-5,04.0-5.0 Магнезия жженаяBurnt magnesia 4,0-5,04.0-5.0 Агидол-2Agidol-2 1,5-2,01.5-2.0 Диафен ФПDiafen FP 1,0-1,51.0-1.5 Технический углерод Η 220Carbon black Η 220 10,0-12,010.0-12.0 Технический углерод Π 514Carbon black Π 514 47,0-50,047.0-50.0 ДибутилфталатDibutyl phthalate 15,0-16,015.0-16.0 Полиметилсилоксановая жидкость-200Polymethylsiloxane Liquid-200 1,0-1,21.0-1.2 Технологическая добавкаTechnological Additive 2,0-3,02.0-3.0

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются вышеперечисленные дополнительные компоненты и соотношение их с уже известными. Такое соотношение новых признаков с известными позволяет улучшить физико-механические показатели резины и работоспособность резины при высоких температурах и действии агрессивных сред.Distinctive features of the claimed invention are the above additional components and their relationship with the already known. This ratio of new features with the known ones allows to improve the physico-mechanical properties of rubber and the performance of rubber at high temperatures and the action of aggressive environments.

Эффективность влияния указанных технологических добавок на перерабатываемость резиновой смеси определяется их способностью в процессе изготовления резиновой смеси понижать поверхностное натяжение, концентрируясь на границах каучука с наполнителями (Гришин Б.С. Материалы резиновой промышленности (информационно-аналитическая база данных). Ч.1, Казань: Казан. гос. технол. ун-т., 2010. - 506 с.).The effectiveness of the influence of the indicated technological additives on the processability of the rubber compound is determined by their ability to lower the surface tension during the manufacture of the rubber compound, concentrating on the boundaries of rubber with fillers (Grishin BS Materials of the rubber industry (information and analytical database). Part 1, Kazan: Kazan, State Technological University, 2010 .-- 506 p.).

Резиновую смесь готовят смешением всех рецептурных компонентов с последующим вальцеванием на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в две стадии. Новоперокс БП-40 и соагент вулканизации вводились на второй стадии смешения. Составы резиновых смесей приведены в табл. 1. Физико-механические свойства вулканизатов, а также их стойкость к воздействию жидких углеводородных агрессивных сред определялись после термостатирования при 160°С в течение 6 часов. Физико-механические показатели вулканизатов приведены в табл. 2.The rubber mixture is prepared by mixing all the recipe components, followed by rolling on laboratory rollers LB 320 150/150 in two stages. Novoperox BP-40 and the vulcanization coagent were introduced in the second mixing stage. The compositions of the rubber compounds are given in table. 1. The physicomechanical properties of the vulcanizates, as well as their resistance to the effects of liquid hydrocarbon aggressive media, were determined after thermostating at 160 ° C for 6 hours. Physico-mechanical properties of the vulcanizates are given in table. 2.

Заявляемую резиновую смесь изготавливают из следующих материалов: Гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (Проспект фирмы Ланксес); бутадиен-нитрильный каучук (ТУ 38.30313-2006); новоперокс БП-40 (ТУ 2632-008-02750395-2013); дельтагран 50DL (проспект фирмы Evonic Performance Materials GmbH, Германия); стеарат цинка (ТУ 2432-062-56856807-06); каптакс (ГОСТ 739-94); тиокол НВБ-2 (ГОСТ 12812-80); магнезия жженая (ГОСТ 844-79); агидол-2 (ГОСТ Р 55065-2012); диафен ФП (ТУ 2492-002-0576-1637-99); технический углерод Н 220 (ТУ 2166-001-00149676-01); технический углерод П 514 (ГОСТ 7885-86); дибутилфталат (ГОСТ 8728-98); полиметилсилоксановая жидкость-200 (ГОСТ 13032-77); лубстаб-01 (ТУ 24.92-001-37450212-2014); оксанол ЦС-100 (ТУ 6-36-1029-90). В предлагаемой резиновой смеси могут использоваться аналоги каучуков и ингредиентов, выпускаемые различными фирмами.The inventive rubber mixture is made from the following materials: Hydrogenated nitrile butadiene rubber (Prospect company Lanxes); nitrile butadiene rubber (TU 38.30313-2006); Novoperox BP-40 (TU 2632-008-02750395-2013); deltagran 50DL (prospectus of Evonic Performance Materials GmbH, Germany); zinc stearate (TU 2432-062-56856807-06); captax (GOST 739-94); thiokol NVB-2 (GOST 12812-80); burnt magnesia (GOST 844-79); agidol-2 (GOST R 55065-2012); Diafen FP (TU 2492-002-0576-1637-99); carbon black N 220 (TU 2166-001-00149676-01); carbon black P 514 (GOST 7885-86); dibutyl phthalate (GOST 8728-98); polymethylsiloxane liquid-200 (GOST 13032-77); Lubstab-01 (TU 24.92-001-37450212-2014); Oxanol TsS-100 (TU 6-36-1029-90). In the proposed rubber compound can be used analogues of rubbers and ingredients produced by various companies.

Из таблицы 2 следует, что резины, содержащие технологические добавки лубстаб-01 или оксанол ЦС-100, обладают высокими значениями условной прочности при растяжении и сопротивления раздиру по сравнению с прототипом. Данные резины также характеризуются высокой термоагрессивостойкостью, то есть после их выдержки в стандартной жидкости СЖР-1 при 150°С в течение 24 часов величины условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве изменяются в меньшей степени. Указанные резины обладают меньшим изменением массы после воздействия изооктан + толуол (70:30) при 23°С в течение 24 часов по сравнению с прототипом.From table 2 it follows that rubber containing technological additives lubstab-01 or oxanol TsS-100, have high values of conditional tensile strength and tear resistance compared to the prototype. These rubbers are also characterized by high thermal aggressiveness, that is, after they are soaked in standard liquid SZHR-1 at 150 ° C for 24 hours, the values of conditional tensile strength and elongation at break change to a lesser extent. These rubbers have a smaller change in weight after exposure to isooctane + toluene (70:30) at 23 ° C for 24 hours compared with the prototype.

Claims

A rubber mixture based on a combination of hydrogenated nitrile butadiene rubber and nitrile butadiene rubber, including a vulcanizing agent - Novoperox BP-40, vulcanization activators - zinc stearate and magnesia burnt, antioxidant - Agidol-2, fillers - carbon black N 220 and carbon black P 514, a plasticizer - dibutyl phthalate, a lubricant for rubber - polymethylsiloxane liquid-200, a modifier - thiokol NVB-2 and a peroxide vulcanization coagent, characterized in that it additionally contains an antioxidant - diafen FP, for edlitel scorch - kaptaks, technological additive lubstab oxanol-01 or CA-100, and as a peroxide vulcanizing coagent comprises deltagran 50DL at the following component ratio, mass parts .:

hydrogenated nitrile butadiene rubber 80.0-90.0 nitrile butadiene rubber 10.0-20.0 Novoperox BP-40 12.0-13.0 deltagran 50DL 2.5-3.0 zinc stearate 3.0-4.0 captax 0.5-1.0 thiokol NVB-2 4.0-5.0 burnt magnesia 4.0-5.0 agidol-2 1.5-2.0 Diafen FP 1.0-1.5 carbon black N 220 10.0-12.0 carbon black P 514 47.0-50.0 dibutyl phthalate 15.0-16.0 polymethylsiloxane liquid-200 1.0-1.2 technological additive 2.0-3.0.