[发明专利]LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶材料及其制备方法，特别是涉及一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法。

背景技术

螺杆泵采油常在高温、高压环境下中进行，同时泵送的原油介质常为含有多种固相颗粒的腐蚀性液体。橡胶衬套材料长期承受液体介质侵蚀与磨损，运行过程中逐渐老化失效，直接影响螺杆泵的使用寿命。

随着开采的不断深入，井况愈加复杂，对螺杆泵衬套材料提出了更高的要求，常用的丁腈橡胶(NBR)已经不能满足井况的要求。因此，为了适应复杂井况的需求，人们常常对丁腈橡胶进行改性处理大幅度提高原有性能或赋予新的使用性能，如丁腈橡胶与氟橡胶共混，丁腈橡胶表面改性等。

丁腈橡胶常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯、脂肪二元酸酯和脂肪酸酯等，都为极性添加剂。当丁腈橡胶长期浸泡在原油介质中，增塑剂将与原油中的极性物质，由于相似相容原理，发生溶解造成物质的抽出，从而使得丁腈橡胶的理化性能弱化。

液体丁腈橡胶(LNBR)，分子结构与丁腈橡胶相类似，可以像酯类一样到增塑作用，也可以参与化学反应。因此，为了提高丁腈橡胶的使用性能，可以用LNBR作为增塑剂对丁腈橡胶进行改性，有望大幅度提高丁腈橡胶的使役性能。以LNBR作为增塑剂改性的专利少有报道，在CN103059509A中，用液体丁腈橡胶改性聚合物基自润滑材料。端羟基液体丁腈橡胶以球状粒子形式均匀分散在环氧树脂-聚氨酯IPN中，通过端羟基液体丁腈橡胶中的羟基与基体树脂中的聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基反应，增加了界面粘结性，明显改善基体摩擦学性能的同时，进一步提高了其机械性能及其热稳定性。在CN104292535A和CN104262707A，涉及以LNBR为增塑剂的NBR改性的NBR/PVC和浅色NBR/PVC弹性体及其制备方法，通过在丁腈橡胶中加入聚氯乙烯提高弹性体的耐臭氧性，以LNBR为增塑剂提高弹性体的耐疲劳性和耐溶剂抽出性，主要用于制备浅色耐油胶管、印刷胶辊、储能器胶囊等。综上所述，利用LNBR作为增塑剂改性螺杆泵定子用丁腈橡胶提高其耐磨、耐油性能的发明未见报道。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于提供一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法，在丁腈橡胶配方中，以LNBR作为增塑剂，使硫化胶具有优异的耐油和耐磨性能，提高了材料的使用寿命与应用范围。

技术方案

LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶，其特征在于：由以下质量份的组成物组成：丁腈橡胶(NBR)100份、硫化活性剂5份、硫化剂1.5份、增塑剂5～20份、补强剂80份、硫化促进剂1～10份、防老剂1～4份。

所述的硫化活性剂为ZnO和硬脂酸。

所述的硫化剂为硫黄。

所述的增塑剂为液体丁腈橡胶(LNBR)。

所述的补强剂为高耐磨炭黑N330。

所述的硫化促进剂为二硫化苯并噻唑(DM)和二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。

所述的防老剂为4010NA。

一种如上所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：

a.将开炼机辊距调至0.5-1毫米，将NBR及硫化剂投入开炼机中，经过2-3分钟的滚压和翻炼，采用三角包法使之混炼均匀；

b.将步骤a中所得与硫化活性剂按上述比例配合后在开炼机上混炼4-5分钟；分别加入防老剂、补强剂、增塑剂，用三角包法打包8-10次使之混炼均匀；

c.加入硫化促进剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；

d.将步骤c中所得的混炼胶放置24小时后，用硫化仪测定t₉₀；

e.按照步骤d中测定的t₉₀将步骤d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，160℃下进行硫化，即得到以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶。

在混炼过程中，开炼机的胶辊温度为不超过45℃。

优点及效果

本发明的一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法，在混炼过程中加入LNBR，促进丁腈橡胶硫化交联，缩短硫化时间。LNBR与丁腈橡胶具有相似分子结构，两者之间的引力远大于LNBR与原油介质的引力，耐油溶胀老化性能提高。用LNBR改性后的丁腈橡胶交联密度增加，力学性能提高，同时由于在原油介质中溶胀弱化的程度降低，因此耐磨性能大幅度提高。本发明拓宽了螺杆泵用丁腈橡胶的应用范围。

本发明产品的主要性能指标：

1.硬度(ShoreA)≥70。