×
30.03.2019
219.016.f992

Результат интеллектуальной деятельности: ВОДОНАБУХАЮЩАЯ ЭЛАСТОМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования. Техническим результатом является увеличение степени набухания эластомерного материала в 22% водном растворе натриевой соли, пресной воде и буровой системе Полиэконол-Флора. Водонабухающая эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука включает вулканизующий агент серу, ускорители вулканизации альтакс и каптакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, диспергирующий агент глицерин, наполнитель коллоидную кремнекислоту БС-120 и водонабухающие реагенты натрий-карбоксиметилцеллюлозу и катионно-анионную полимерную смолу на основе акриламида Ультрарез DS, при следующем соотношении компонентов, масс. ч.: каучук каучук БНКС-28 - 100,0; БС-120 - 40,0; оксид цинка - 5,0; стеарин - 1,0; глицерин - 2,0; сера - 2,0; альтакс - 1,0; каптакс - 1,0; катионно-анионная полимерная смола на основе акриламида Ультрарез DS - 5,0-25,0; натрий-карбоксиметилцеллюлоза - 25,0-70,0. 2 табл.

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования, применяемого в нефтегазодобывающей отрасли.

Известна водонабухающая эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, модифицированного комбинацией акрилового сополимера с карбоксиметилцеллюлозой (Пат. WO №2010039131, МПК A61L 15/30, A61L 15/60, C08L 1/00, C08L 33/00, C08L 9/02, Е21В 33/12, опубл. 08.04.2010).

Недостатком таких резин является то, что для них характерна сравнительно высокая эффективность набухания только в водных растворах солей малой минерализации (3,5 - 6,0%), а также отсутствие сведений о набухании данных резин в буровой системе типа Полиэконол-Флора.

Известна применяемая при изготовлении пакеров водонабухающая эластомерная смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащая 7,0-10,0 масс. ч. вулканизующей группы, 250,0-451,0 масс. ч. сополимера акриламида и акрилата натрия со степенью сшивки в пределах m=0,01-0,05%, 35,0 масс. ч. наполнителя, 15,0-36,0 масс. ч. минерального волокна и 15,0 масс. ч. пластификатора (Пат. RU №2580564, МПК Е21В 33/12, F16J 15/02, опубл. 10.04.2016).

Недостатками данного изобретения является низкий уровень упруго-прочностных свойств эластомерного материала после контакта с водой, а также сложная технология его использования при производстве пакера.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является 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, асбестовые волокна и водонабухающие реагенты сшитый полиакриламид POLYSWELL и карбоксиметилцеллюлозу (Пат. RU №2653024, МПК C08L 9/02, C08L 33/26, C08K 3/04, C08K 3/06, C08K 3/22, C08K 5/47, Е21В 33/12, опубл. 04.05.2018).

Недостатком резиновой смеси является невысокая степень набухания эластомерного материала пакера в 22% солевом растворе, а также в буровом растворе, представляющем собой инвертную эмульсию с содержанием органофильной среды 70% (буровая система типа Полиэконол-Флора).

Задачей заявляемого изобретения является создание эластомерного материала с повышенной способностью к объемному набуханию в водном растворе соли высокой минерализации и инвертной эмульсии с содержанием органофильной среды 70%.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение степени набухания эластомерного материала в 22% водном растворе натриевой соли, пресной воде и буровой системе Полиэконол-Флора.

Технический результат достигается за счет того, что водонабухающая эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающая вулканизующий агент серу, ускорители вулканизации меркаптанового ряда, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, наполнитель и водонабухающие реагенты натрий-карбоксиметилцеллюлозу и полимер на основе акриламида, при этом дополнительно содержит диспергирующий агент глицерин, в качестве полимера на основе акриламида содержит катионно-анионную полимерную смолу на основе акриламида Ультрарез DS, а в качестве наполнителя коллоидную кремнекислоту БС-120, при следующем соотношении компонентов, масс, ч.: каучук БНКС-28 - 100,0; БС-120 - 40,0; оксид цинка - 5,0; стеарин - 1,0; глицерин - 2,0; сера -2,0; альтакс - 1,0; каптакс - 1,0; катионно-анионная полимерная смола на основе акриламида Ультрарез DS - 5,0-25,0; натрий-карбоксиметилцеллюлоза - 25,0-70,0.

Согласно заявляемому изобретению в основе водонабухающей эластомерной композиции используют полярный бутадиен-нитрильный каучук марки БНКС-28 АМН (ТУ 38.30313-2006) со средним содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 28%.

Вулканизующая группа включает: серу (ГОСТ 127-76); ускорители вулканизации - альтакс (дибензотиазолдисульфид) (ТУ 6-14-851-86), каптакс (2-меркаптобензтиазол) (ТУ 739-74). Активирующая система базируется на комбинации оксида цинка (ГОСТ 202-84) и стеарина (ГОСТ 6484-96). В качестве диспергирующего агента используют глицерин (ГОСТ 6259-75).

Роль гидрофильного усиливающего наполнителя в рецептуре выполняет коллоидная кремнекислота марки БС-120 (ГОСТ 18307-78).

В качестве водонабухающих реагентов используют натрий-карбоксиметилцеллюлозу (ТУ 2231-001-53535770-01) и катионно-анионную полимерную смолу на основе акриламида Ультрарез DS (ТУ 2453-008-88593806-2001). Главным звеном макромолекулы являются мономерные остатки акриламида, в которую сополимеризованы остатки мономеров диаллилдиметиламмония и итаконовой кислоты (Кожевников С.Ю. Получение катионно-анионного полиакриламидного связующего и повышение механических свойств макулатурного тарного картона: Автореф… дис. канд. техн. наук. - Архангельск: ФГАОУ ВПО С(А)ФУ, 2013. - 22 с, стр. 6-7).

Образцы готового эластомерного материала подвергались экспозиции в 22% водном растворе натриевой соли и буровой системе Полиэконол-Флора при температуре 23±2°С. Объемное набухание определяли в соответствии с ГОСТ 9.030-74 по методам А и В.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве водонабухающих реагентов в рецептуре резиновой смеси на основе полярного каучука используют заявленные сочетания натрий-карбоксиметилцеллюлозы с катионно-анионной полимерной смолой на основе акриламида Ультрарез DS. Сочетание указанных реагентов натуральной и синтетической природы в эластомерной композиции, обеспечивает высокую степень набухания эластомерного материала в водных растворах солей различной минерализации, а также в буровой системе Полиэконол-Флора.

При контакте полученного из заявленной водонабухающей эластомерной композиции эластомерного материала с этими средами ввиду специфики диффузионных процессов и полиэлектролитных взаимодействий обеспечивается синергетический эффект, заключающийся в более высокой степени объемного набухания по сравнению с прототипом. Определенный вклад в это вносит и применение в рецептуре резиновой смеси гидрофильного усиливающего наполнителя в виде коллоидной кремнекислоты.

Рецептуры композиций (примеры 1-3) по заявляемому изобретению приведены в таблице 1.

[

Изготовление водонабухающей эластомерной композиции осуществляют с использованием высокоскоростного смесителя типа «Брабендер» и лабораторных вальцев по общепринятой в резиновой промышленности технологии.

Водонабухающие эластомерные материалы изготавливали вулканизацией полученных композиций в гидравлическом прессе по оптимальному температурно-временному режиму, предварительно выявленному с помощью реометра Monsanto 3000 Professional. Физико-механические свойства стандартных образцов определяли на разрывной машине Zwick 5,0 kN в соответствии с ГОСТ 270-75. Объемное набухание эластомеров в 22% водном растворе натриевой соли, буровой системе Полиэконол-Флора и пресной воде осуществляли в соответствии с ГОСТ 9.030-74 (метод А). Физико-механические свойства образцов после набухания определяли на разрывной машине Zwick 5,0 kN в соответствии с ГОСТ 9.030-74 (метод В).

Полученные значения упруго-прочностных свойств и твердости, а также сравнительные данные по степени объемного набухания с прототипом за время экспозиции 200 ч, представлены в таблице 2.

Анализ численных значений таблицы 2 свидетельствует о том, что по сравнению с прототипом полученные из заявленной водонабухающей эластомерной композиции эластомерные материалы характеризуются более высокой степенью объемного набухания. После экспозиции в течении 200 ч в 22% водном растворе натриевой соли и в буровой системе Полиэконол-Флора степень набухания указанных материалов выше в 1,2-1,9 раз и в 2,5-5,7 раз, соответственно. Заграничные соотношения по минимальному и максимальному содержанию комбинации водонабухающих реагентов не обеспечивают достижения искомого технического результата и в этой связи не иллюстрируются примерами. Кроме этого, заявляемые водонабухающие эластомеры обладают способностью к большому объемному набуханию в пресной воде (до 206%) с сохранением приемлемого уровня физико-механических свойств.

Примечания: * - в числителе значения до контакта с пресной водой, в знаменателе - после экспозиции в пресной воде в течении 200 ч.

Таким образом, эластомерные материалы, полученные из водонабухающей эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука, включающей вулканизующий агент серу, ускорители вулканизации альтакс и каптакс, активаторы вулканизации оксид цинка и стеарин, диспергирующий агент глицерин, наполнитель коллоидную кремнекислоту БС-120 и водонабухающие реагенты натрий-карбоксиметилцеллюлозу и катионно-анионную полимерную смолу на основе акриламида Ультрарез DS, при заявленных соотношениях, обладают высокой степенью набухания в 22% водном растворе натриевой соли, пресной воде и буровой системе Полиэконол-Флора.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 211-220 of 362 items.
26.06.2019
№219.017.9252

Способ определения функционального зазора между поверхностями трения-скольжения

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам исследования функционального и морфологического состояния одиночных и многоопорных подшипников скольжения в двигателях внутреннего сгорания и трубопроводных систем путем измерения радиальных зазоров между поверхностями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692294
Дата охранного документа: 24.06.2019
06.07.2019
№219.017.a6c9

Способ автоматического управления процессом абсорбции

Изобретение относится к области повышения эффективности функционирования процессов и аппаратов и может быть использовано в химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей, нефтяной, газоперерабатывающей, металлургической и пищевой промышленности. Способ автоматического управления процессом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693785
Дата охранного документа: 04.07.2019
06.07.2019
№219.017.a6dd

Озоностойкая эластомерная композиция на основе бутадиен-стирольного каучука

Изобретение относится к области создания эластомерных композиций на основе бутадиен-стирольного каучука, которые можно использовать для изготовления резинотехнических изделий, обладающих стойкостью к действию износа, в шинной промышленности и других отраслях, где необходима озоностойкость....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693766
Дата охранного документа: 04.07.2019
06.07.2019
№219.017.a6f4

Использование n,n-(пропан-1,3-дил)бис(1,7,7-триметилбицикло[2,2,1]гептан-2-имина) в качестве ускорителя вулканизации для резиновых смесей на основе каучуков общего назначения

Изобретение относится к ингредиентам резиновой смеси и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Применение N,N-(пропан-1,3-дил)бис(1,7,7-триметилбицикло[2,2,1]гептан-2-имина) в качестве ускорителя вулканизации для резиновых смесей на основе каучуков общего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693771
Дата охранного документа: 04.07.2019
06.07.2019
№219.017.a71c

Использование n,n-(гексан-1,6-дил)бис(1,7,7-триметилбицикло[2,2,1]гептан-2-имина) в качестве ускорителя вулканизации для резиновых смесей на основе каучуков общего назначения

Изобретение относится к ингредиентам резиновой смеси и может быть использовано в шинной и резинотехнической промышленности. Применение N,N-(гексан-1,6-дил)бис(1,7,7-триметилбицикло[2,2,1]гептан-2-имина) в качестве ускорителя вулканизации для резиновых смесей на основе каучуков общего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693769
Дата охранного документа: 04.07.2019
19.07.2019
№219.017.b690

Пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства

Изобретение относится к подвескам транспортных средств. Пневмогидравлическая рессора содержит цилиндр с поршнем и штоком и гидроаккумулятор, соединенный с полостью цилиндра через клапан. В корпусе клапана перпендикулярно оси штока и параллельно друг другу выполнены соединительный канал, первое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694706
Дата охранного документа: 16.07.2019
01.08.2019
№219.017.bae6

Дульный тормоз

Изобретение относится к надульным устройствам огнестрельного оружия. Дульный тормоз содержит плоский корпус, пулевой канал, боковые каналы, которые отводят пороховые газы. Каналы выполнены криволинейными образующими с переменным сечением в виде сопла Лаваля. Углы осей выходных каналов дульного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695972
Дата охранного документа: 29.07.2019
01.08.2019
№219.017.bb0a

Задняя подвеска колес автомобиля

Изобретение относится к подвескам автомобиля. Задняя подвеска колес автомобиля содержит балку заднего моста, реактивные штанги, телескопические гидроамортизаторы и пневморессоры. Пневморессоры включают пневмобаллоны рукавного типа и полые поршни. На верхнем торце по оси поршня установлены буфер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696049
Дата охранного документа: 30.07.2019
21.08.2019
№219.017.c1ce

Способ получения термо- и теплостойких полимеров на основе трис-[(1-галогенметил-2-метакрилокси)этокси]фосфинов

Изобретение относится к области полимеризационных процессов, в частности к разработке реакционно-способных фотополимеризующихся композиций, которые могут быть использованы для ускоренного формирования термо- и теплостойких покрытий с пониженной горючестью. Способ получения термо- и теплостойких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697721
Дата охранного документа: 19.08.2019
21.08.2019
№219.017.c1d3

Способ получения тетрагидрофурфурилового спирта

Изобретение относится к способу получения тетрагидрофурфурилового спирта, заключающемуся во взаимодействии фурфурилового спирта с молекулярным водородом в присутствии никельсодержащего катализатора, при этом в качестве катализатора используют наночастицы никеля, иммобилизованные на оксиде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697710
Дата охранного документа: 19.08.2019
Showing 71-73 of 73 items.
15.05.2023
№223.018.58bf

Способ модификации древесины

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к получению обработанной древесины для повышения ее водостойкости. Способ модификации древесины включает обработку древесины погружным методом в пропиточном растворе при нормальных условиях с последующей термообработкой....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764924
Дата охранного документа: 24.01.2022
17.05.2023
№223.018.649a

Использование анилов d-камфоры в качестве уф-абсорберов фотополимеризующихся композиций для 3d-печати

Настоящее изобретение относится к использованию анилов D-камфоры в качестве УФ-абсорберов фотополимеризующихся композиций (ФПК) для 3D-печати. Технический результат - расширение ассортимента УФ-абсорберов, используемых при 3D-печати из фотополимеризующихся композиций, высокая детализация...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794337
Дата охранного документа: 17.04.2023
20.05.2023
№223.018.6518

Способ получения изотиобарбамина

Изобретение относится к способу получения изотиобарбамина из 5-изопропил-2-тиобарбитуровой кислоты и гидрохлорида N,N-диэтил-2-хлорэтан-1-амина, путем нагревания реакционной массы в среде растворителя, при этом используют предварительно приготовленный раствор N,N-диэтил-2-хлорэтан-1-амина, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002744470
Дата охранного документа: 09.03.2021
+ добавить свой РИД