Lnbr改性的耐磨耐油螺杆泵定子用丁腈橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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 油螺杆栗定子用丁腈橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 螺杆栗采油常在高温、高压环境下中进行，同时栗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，直接影响螺杆栗的使用寿命。
[0003] 随着开采的不断深入，井况愈加复杂，对螺杆栗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。
[0004] 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。
[0005] 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CN 104262707A，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栗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】
[0006] 发明目的
[0007] 本发明的目的在于提供一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗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。
[0008] 技术方案
[0009]LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗定子用丁腈橡胶，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。
[0010] 所述的硫化活性剂为ZnO和硬脂酸。
[0011] 所述的硫化剂为硫黄。
[0012] 所述的增塑剂为液体丁腈橡胶（LNBR)。
[0013] 所述的补强剂为高耐磨炭黑N330。
[0014] 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)。
[0015] 所述的防老剂为4010NA。
[0016] -种如上所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗定子用丁腈橡胶的制备方法，其特 征在于：制备步骤如下：
[0017] 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；
[0018] 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；
[0019] c.加入硫化促进剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
[0020] d.将步骤c中所得的混炼胶放置24小时后，用硫化仪测定t9。；
[0021 ]e.按照步骤d中测定的t9。将步骤d中所得的混炼胶用平板硫化剂在lOMPa，160°C下进行硫化，即得到以LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗定子用丁腈橡胶。
[0022] 在混炼过程中，开炼机的胶辊温度为不超过45 °C。
[0023] 优点及效果
[0024] 本发明的一种以LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗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。本发明拓宽了螺杆栗用丁腈橡胶的应用范围。
[0025] 本发明产品的主要性能指标：
[0026] 1 ?硬度（ShoreA)多 70〇
[0027] 2?拉伸强度彡20Mpa。
[0028] 3.原油介质下摩擦系数：0? 08~0? 15。
[0029] 4.原油介质下磨损量< 3mm/a。
[0030] 5?使用温度彡120 °C。
【具体实施方式】
[0031] 本发明所述的LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗定子用丁腈橡胶包括NBR、硫化剂、硫 化活性剂、防老剂、补强剂、增塑剂和硫化促进剂等。各组分的含量按质量份数算如下：丁腈 橡胶（NBR) 100份、硫化活性剂5份、增塑剂5~20份、硫化剂1. 5份、补强剂80份；硫化促 进剂1~10份、防老剂1~4份。
[0032] 所述的硫化活性剂为ZnO和硬脂酸。ZnO和硬脂酸质量比为4:1。
[0033] 所述的硫化剂为硫黄。
[0034] 所述的增塑剂为液体丁腈橡胶（LNBR)。
[0035] 所述的补强剂为高耐磨炭黑N330。
[0036] 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)。
[0037] 所述的防老剂为4010NA。
[0038] 本发明所用的仪器设备包括：XK_150型双辊开放式炼胶机，青岛亚东机械股份有 限公司。GT-M2000-A型橡胶无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司。XLB-D50型平板 硫化机，青岛亚东机械股份有限公司。XY-6064型冲片机，扬州市韧恒机械厂。XHS型邵尔 橡塑硬度计，深圳海滨仪器有限公司。RGL-30A型微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔 仪器有限公司。
[0039] 上述以LNBR改性的耐磨耐油螺杆栗定子用丁腈橡胶的制备方法，其制备步骤如 下：
[0040] 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；
[0041]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；
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