Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИДА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Макаренко Андрей ВладимировичСелькин Владимир ПетровичПлескачевский Юрий МихайловичКопылов Сергей ВасильевичСкороход Александр Зосимович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Композиция на основе поливинилиденфторида, содержащая бутадиен-стирольный термоэластопласт, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дисперсный полиэтилен высокого давления, облученный в кислородсодержащей среде до поглощенной дозы 100-400 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас.бутадиен-стирольный термоэластопласт 15-30 дисперсный полиэтилен высокого давления,облученный в кислородсодержащей среде до поглощенной дозы 100-400 кГр 3-8 поливинилиденфторид остальное. Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, в частности к композициям гомополимеров или сополимеров винилиденфторида. Среди свойств фторсодержащих гомополимеров и сополимеров хорошо известны такие их особенности, как хорошая термическая устойчивость, высокая химическая стойкость, в частности, по отношению к растворителям, устойчивость по отношению к разнообразным атмосферным воздействиям и воздействиям различных излучений, в частности устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения, непроницаемость этих полимеров для газов и жидкостей, а также хорошие электроизоляционные свойства. Такие полимеры используются, в частности, для изготовления труб, предназначенных для транспортировки углеводородов, извлекаемых из нефтяных месторождений, и уплотнений различных узлов нефтегазопромыслового оборудования. Добываемые из этих месторождений углеводороды в ряде случаев приходится транспортировать при достаточно высоких температурах (порядка 135 С) и под высоким давлением (которое может достигать 70 МПа). 11384 1 2008.12.30 Функционирование нефтедобывающих или газодобывающих установок в таких условиях остро ставит проблемы термической и химической стойкости используемых в технологическом процессе материалов, а также их достаточной механической прочности. К этим упомянутым выше требованиям могут быть добавлены и другие требования, в частности,материалы могут подвергаться воздействию ударов и усилий изгиба, которым они также должны успешно противостоять, причем зачастую при весьма низких температурах(например при температурах порядка минус 35 С). Для того чтобы выполнить эти требования, были предложены различные типы материалов на основе фторсодержащих полимеров, в частности на основе полукристаллического поливинилиденфторида (ПВДФ), пластифицированного для повышения гибкости и упругости. Известна композиция, содержащая полимер типа ПВДФ, частицы эластомера до 25 и пластификатор, составляющий, по меньшей мере, 10 от общего веса смеси 1. Данная композиция обладает одновременно высокой гибкостью и устойчивостью к ударам. Однако при использовании композиции в качестве материала различных узлов нефтегазопромыслового оборудования происходит более или менее быстрое извлечение введенных в нее пластификаторов потоком углеводородов. Данное явление приводит к постепенной потере материалом свойств, которые были приданы ему пластификатором (гибкость, упругость и т.п.), и соответственно к снижению продолжительности срока службы изготовленных на его основе деталей. Наиболее близкими по составу и достигаемому положительному эффекту являются полимерные композиции 2 (прототип), содержащие матрицу из ПВДФ, в которой рассеяны мелкие включения вулканизированных эластомеров в количестве 26,6 или 50 вес.ч. на 100 вес.ч. ПВДФ. Эти композиции характеризуются очень высокими физико-механическими характеристиками, однако содержание эластомеров является столь значительным, что они утрачивают такие достоинства ПВДФ, как низкий коэффициент трения и связанная с ним высокая износостойкость. В то же время при использовании композиций в качестве материала уплотнительных элементов подвижных узлов нефтегазопромыслового оборудования, в частности плунжерных насосов, это крайне нежелательно. Задачей предлагаемого изобретения является повышение триботехнических характеристик и, прежде всего, снижение коэффициента трения и повышение износостойкости композиции на основе поливинилиденфторида с целью использования ее в качестве материала уплотнительных элементов подвижных узлов нефтегазопромыслового оборудования. Задача решается за счет того, что композиция на основе поливинилиденфторида, содержащая бутадиен-стирольный термоэластопласт, дополнительно содержит дисперсный полиэтилен высокого давления, облученный в кислородсодержащей среде до поглощенной дозы 100-400 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас.бутадиен-стирольный термоэластопласт 15-30 дисперсный полиэтилен высокого давления,облученный в кислородсодержащей среде до поглощенной дозы 100-400 кГр 3-8 поливинилиденфторид остальное. Композиция может дополнительно содержать известные для поливинилиденфторида добавки различного назначения. Поливинилиденфторид может представлять собой как российский фторопласт-2 М марок А, Ж, Л (ТУ 6-05-1781-84), так и его зарубежные аналоги фирм(например -5200) или(например -11010). Бутадиенстирольный термоэластопласт может представлять собой как российский термоэластопласт марок ДСТ-30 Р-01, ДСТ-30 РМ, ДСТ-20 Р-01 (ТУ 38.40327-98) или ДСТ-30-01 (ТУ 38.103267-99),так и его зарубежные аналоги, например бутадиен-стирольные каучуки фирмы . Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) может представлять собой базовые марки, выпускаемые по ГОСТ 16337-77, или его зарубежные аналоги. 2 11384 1 2008.12.30 Изобретение основано на обнаружении того факта, что введение в композицию на основе поливинилиденфторида и бутадиен-стирольного термоэластопласта дисперсного полиэтилена высокого давления, облученного в кислородсодержащей среде до поглощенной дозы 100-400 кГр, в вышеуказанных количествах обеспечивает оптимальный уровень ее физикомеханических и триботехнических характеристик для использования в качестве материала уплотнительных элементов подвижных узлов нефтегазопромыслового оборудования. Композицию на основе поливинилиденфторида готовили путем смешения компонентов в смесителе тяжелого типа в расплаве поливинилиденфторида при 1905 С в течение 3-5 мин с последующим экструдированием и гранулированием полученной композиции. Облучение дисперсного полиэтилена высокого давления (дисперсность до 100 мкм) осуществляли на воздухе и в среде кислорода излучением изотопа 60 на радиационно-химической установке РХМ 20 (мощность поглощенной дозы около 1 Гр/с). Материал с целью обеспечения отвода генерируемого в нем в процессе облучения тепла размещали в виде слоев толщиной 3-4 мм. Триботехнические характеристики ПВДФ определяли на специально разработанном стенде, предназначенном для испытания материалов в жидких средах. В рабочем узле стенда реализуется схема трения палец - дискс вращающимся диском. Испытуемые образцы - шесть расположенных по окружности цилиндров (диаметром 5 мм и высотой 10 мм). Контртело - металлический диск из нержавеющей стали 4013 (твердость - 52 , шероховатость рабочей поверхности 0,1-0,25). Обойма с образцами и контртело помещены в цилиндрический контейнер, содержащий жидкость. Нормальная нагрузка на образцы составляет 30,0 . Скорость скольжения - 0,5 м/с. В качестве испытательной среды использовали воду. Каждый комплект образцов перед началом испытаний предварительно прирабатывали в течение 3 ч. Путь трения для всех образцов - 100,0 км. После испытаний образцы промывали этиловым спиртом, высушивали до постоянной массы и взвешивали на аналитических весах ВЛР-200. По потере массы высчитывали убыль линейного размера образца. Среднюю величину износа определяли по результатам испытаний шести образцов, используя формулу/ ,где- линейный износ- убыль линейного размера образца, м- путь трения, м. Состав полимерных композиций и результаты испытания образцов, полученных из нее методом литья под давлением (режимы переработки 21010 С, 100-110 МПа), в сравнении с прототипом (примеры 1 и 2) представлены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Состав полимерных кмпозиций Наименование компонентов Фторопласт-2 М марки А ТУ 6-05-1781-84 Бутадиен-стирольный термоэластопласт ДСТ-30 Р-01 ТУ 38.40327-98 Полиэтилен высокого давления марки 10803-020 ГОСТ 16337-77, облученный указанной поглощенной дозой на воздухе в кислороде 11384 1 2008.12.30 Таблица 2 Результаты испытаний полимерных композиций Наименование показателей Линейный износ 10-9 Коэффициент трения Из таблиц следует, что введение в композицию на основе поливинилиденфторида и бутадиен-стирольного термоэластопласта дисперсного полиэтилена высокого давления,облученного в кислородсодержащей среде до поглощенной дозы 100-400 кГр, в вышеуказанных количествах обеспечивает значительное улучшение ее триботехнических характеристик (примеры 3 и 7 контрольные). При этом физико-механические характеристики материала, согласно проведенным испытаниям, изменяются незначительно. Испытания полимерных композиций были осуществлены сотрудниками Института механики металлополимерных систем им. В.А.Белого НАН Беларуси. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: C08L 27/00

Метки: поливинилиденфторида, композиция, основе

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-11384-kompoziciya-na-osnove-polivinilidenftorida.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Композиция на основе поливинилиденфторида</a>

Похожие патенты