Lnbr改性的耐磨耐油螺桿泵定子用丁腈橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種橡膠材料及其制備方法，特別是涉及一種以LNBR改性的耐磨耐 油螺桿栗定子用丁腈橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 螺桿栗采油常在高溫、高壓環(huán)境下中進(jìn)行，同時(shí)栗送的原油介質(zhì)常為含有多種固 相顆粒的腐蝕性液體。橡膠襯套材料長期承受液體介質(zhì)侵蝕與磨損，運(yùn)行過程中逐漸老化 失效，直接影響螺桿栗的使用壽命。
[0003] 隨著開采的不斷深入，井況愈加復(fù)雜，對(duì)螺桿栗襯套材料提出了更高的要求，常用 的丁腈橡膠（NBR)已經(jīng)不能滿足井況的要求。因此，為了適應(yīng)復(fù)雜井況的需求，人們常常對(duì) 丁腈橡膠進(jìn)行改性處理大幅度提高原有性能或賦予新的使用性能，如丁腈橡膠與氟橡膠共 混，丁腈橡膠表面改性等。
[0004] 丁腈橡膠常用的增塑劑有鄰苯二甲酸酯、脂肪二元酸酯和脂肪酸酯等，都為極性 添加劑。當(dāng)丁腈橡膠長期浸泡在原油介質(zhì)中，增塑劑將與原油中的極性物質(zhì)，由于相似相容 原理，發(fā)生溶解造成物質(zhì)的抽出，從而使得丁腈橡膠的理化性能弱化。
[0005] 液體丁腈橡膠（LNBR)，分子結(jié)構(gòu)與丁腈橡膠相類似，可以像酯類一樣到增塑作用， 也可以參與化學(xué)反應(yīng)。因此，為了提高丁腈橡膠的使用性能，可以用LNBR作為增塑劑對(duì)丁 腈橡膠進(jìn)行改性，有望大幅度提高丁腈橡膠的使役性能。以LNBR作為增塑劑改性的專利少 有報(bào)道，在CN103059509A中，用液體丁腈橡膠改性聚合物基自潤滑材料。端羥基液體丁 腈橡膠以球狀粒子形式均勻分散在環(huán)氧樹脂-聚氨酯IPN中，通過端羥基液體丁腈橡膠中 的羥基與基體樹脂中的聚氨酯預(yù)聚體中的異氰酸酯基反應(yīng)，增加了界面粘結(jié)性，明顯改善 基體摩擦學(xué)性能的同時(shí)，進(jìn)一步提高了其機(jī)械性能及其熱穩(wěn)定性。在CN104292535A和CN 104262707A，涉及以LNBR為增塑劑的NBR改性的NBR/PVC和淺色NBR/PVC彈性體及其制備 方法，通過在丁腈橡膠中加入聚氯乙烯提高彈性體的耐臭氧性，以LNBR為增塑劑提高彈性 體的耐疲勞性和耐溶劑抽出性，主要用于制備淺色耐油膠管、印刷膠輥、儲(chǔ)能器膠囊等。綜 上所述，利用LNBR作為增塑劑改性螺桿栗定子用丁腈橡膠提高其耐磨、耐油性能的發(fā)明未 見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種以LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠及其 制備方法，在丁腈橡膠配方中，以LNBR作為增塑劑，使硫化膠具有優(yōu)異的耐油和耐磨性能， 提高了材料的使用壽命與應(yīng)用范圍。
[0008] 技術(shù)方案
[0009]LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠，其特征在于：由以下質(zhì)量份的組成 物組成：丁腈橡膠（NBR) 100份、硫化活性劑5份、硫化劑1. 5份、增塑劑5~20份、補(bǔ)強(qiáng)劑 80份、硫化促進(jìn)劑1~10份、防老劑1~4份。
[0010] 所述的硫化活性劑為ZnO和硬脂酸。
[0011] 所述的硫化劑為硫黃。
[0012] 所述的增塑劑為液體丁腈橡膠（LNBR)。
[0013] 所述的補(bǔ)強(qiáng)劑為高耐磨炭黑N330。
[0014] 所述的硫化促進(jìn)劑為二硫化苯并噻唑（DM)和二硫化四甲基秋蘭姆（TMTD)。
[0015] 所述的防老劑為4010NA。
[0016] -種如上所述的LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠的制備方法，其特 征在于：制備步驟如下：
[0017] a.將開煉機(jī)輥距調(diào)至0. 5-1毫米，將NBR及硫化劑投入開煉機(jī)中，經(jīng)過2-3分鐘的 滾壓和翻煉，采用三角包法使之混煉均勻；
[0018] b.將步驟a中所得與硫化活性劑按上述比例配合后在開煉機(jī)上混煉4-5分鐘；分 別加入防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、增塑劑，用三角包法打包8-10次使之混煉均勻；
[0019] c.加入硫化促進(jìn)劑，打包6-8次，混煉均勻后下片；
[0020] d.將步驟c中所得的混煉膠放置24小時(shí)后，用硫化儀測定t9。；
[0021 ]e.按照步驟d中測定的t9。將步驟d中所得的混煉膠用平板硫化劑在lOMPa，160°C下進(jìn)行硫化，即得到以LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠。
[0022] 在混煉過程中，開煉機(jī)的膠輥溫度為不超過45 °C。
[0023] 優(yōu)點(diǎn)及效果
[0024] 本發(fā)明的一種以LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠及其制備方法，在 混煉過程中加入LNBR，促進(jìn)丁腈橡膠硫化交聯(lián)，縮短硫化時(shí)間。LNBR與丁腈橡膠具有相 似分子結(jié)構(gòu)，兩者之間的引力遠(yuǎn)大于LNBR與原油介質(zhì)的引力，耐油溶脹老化性能提高。用 LNBR改性后的丁腈橡膠交聯(lián)密度增加，力學(xué)性能提高，同時(shí)由于在原油介質(zhì)中溶脹弱化的 程度降低，因此耐磨性能大幅度提高。本發(fā)明拓寬了螺桿栗用丁腈橡膠的應(yīng)用范圍。
[0025] 本發(fā)明產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)：
[0026] 1 ?硬度（ShoreA)多 70〇
[0027] 2?拉伸強(qiáng)度彡20Mpa。
[0028] 3.原油介質(zhì)下摩擦系數(shù)：0? 08~0? 15。
[0029] 4.原油介質(zhì)下磨損量< 3mm/a。
[0030] 5?使用溫度彡120 °C。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)明所述的LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠包括NBR、硫化劑、硫 化活性劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、增塑劑和硫化促進(jìn)劑等。各組分的含量按質(zhì)量份數(shù)算如下：丁腈 橡膠（NBR) 100份、硫化活性劑5份、增塑劑5~20份、硫化劑1. 5份、補(bǔ)強(qiáng)劑80份；硫化促 進(jìn)劑1~10份、防老劑1~4份。
[0032] 所述的硫化活性劑為ZnO和硬脂酸。ZnO和硬脂酸質(zhì)量比為4:1。
[0033] 所述的硫化劑為硫黃。
[0034] 所述的增塑劑為液體丁腈橡膠（LNBR)。
[0035] 所述的補(bǔ)強(qiáng)劑為高耐磨炭黑N330。
[0036] 所述的硫化促進(jìn)劑為二硫化苯并噻唑（DM)和二硫化四甲基秋蘭姆（TMTD)。
[0037] 所述的防老劑為4010NA。
[0038] 本發(fā)明所用的儀器設(shè)備包括：XK_150型雙輥開放式煉膠機(jī)，青島亞東機(jī)械股份有 限公司。GT-M2000-A型橡膠無轉(zhuǎn)子硫化儀，臺(tái)灣高鐵科技股份有限公司。XLB-D50型平板 硫化機(jī)，青島亞東機(jī)械股份有限公司。XY-6064型沖片機(jī)，揚(yáng)州市韌恒機(jī)械廠。XHS型邵爾 橡塑硬度計(jì)，深圳海濱儀器有限公司。RGL-30A型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，深圳市瑞格爾 儀器有限公司。
[0039] 上述以LNBR改性的耐磨耐油螺桿栗定子用丁腈橡膠的制備方法，其制備步驟如 下：
[0040] a.將開煉機(jī)輥距調(diào)至0. 5-1毫米，將NBR及硫化劑投入開煉機(jī)中，經(jīng)過2-3分鐘的 滾壓和翻煉，采用三角包法使之混煉均勻；
[0041]b.將步驟a中所得與硫化活性劑按上述比例配合后在開煉機(jī)上混煉4-5分鐘；分 別加入防老劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、增塑劑，用三角包法打包8-10次使之混煉均勻；
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