抽油機皮帶橡膠配方研制

原曉城 馬義明 姬燕飛 李文博 張景亮

（天津市橡膠工業(yè)研究所，天津，300384）

1.前言

無游梁抽油機皮帶主要應用于油田，用于負荷配重，進行抽油作業(yè)。眾所周知，油田分布在野外，抽油機皮帶在負重屈撓狀態(tài)下, 經受太陽暴曬、風吹雨淋。其常見的失效模式就是龜裂老化，直至脫層，失去使用功能。

抽油帶在動態(tài)野外環(huán)境下使用，在負重狀態(tài)下連續(xù)作業(yè)，外層膠除了一般的力學性能之外，要求耐疲勞老化、耐熱氧老化、耐臭氧老化等性能優(yōu)異，與夾層膠具有良好的粘接能力。夾層膠在動態(tài)環(huán)境下使用，需要具有良好的力學性能外，要求耐屈撓龜裂，與骨架層粘著力優(yōu)良。

2.實驗部分

2.1 主要原材料

氯丁322，山西霍家長化合成橡膠有限公司；SBR1502，燕山石化公司；NR，泰國煙片膠；BR900，燕山石化公司。

其它助劑均為橡膠工業(yè)常用工業(yè)級。

2.2 儀器與設備

XK-160型開煉機，呼和浩特新生聯(lián)合機械廠產品；XLB平板硫化機，青島第三橡膠機械廠；電子橡膠拉力機，臺灣高鐵科技有限公司；硬度計、熱氧老化試驗箱、臭氧老化試驗箱均為江都明珠實驗機械廠。

2.3 2 性能測試

硬度按照GB/T 531.1-2008 《硫化橡膠或熱塑性橡膠 壓入硬度試驗方法第1部分 邵氏硬度計發(fā)（邵爾硬度）》

拉伸強度、拉斷伸長率按照GB/T 528-2009 《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應力應變性能的測定》

熱氧老化按照GB/T 3512-2014 《硫化橡膠或熱塑性橡膠 熱空氣加速老化和耐熱試驗》

臭氧老化按照GB/T 7762-2014 《硫化橡膠或熱塑性橡膠 耐臭氧龜裂 靜態(tài)拉伸試驗》

粘合強度按照GB-T 532-2008 《硫化橡膠或熱塑性橡膠與織物粘合強度的測定》

屈撓性能按照GB-T 13934-2006 《硫化橡膠或熱塑性橡膠 屈撓龜裂和裂口增長的測定（得墨西亞型）》

2.4 試樣制備

按常規(guī)在XK-160型開煉機上進行混煉，在平板硫化機上硫化。無特別說明，硫化條件均為145℃×30分鐘。

混煉加料順序為：包輥→促進劑→防老劑→炭黑→液體增塑劑→硫化劑→下片。

3.結果與討論

3.1 外層膠料優(yōu)化

NR 橡膠作為外層膠，粘合力好，力學綜合性能較佳，但耐老化性能差；CR 橡膠，耐老化性能突出，SBR 動態(tài)性能良好。

表1 外層膠主體膠種變量表

測試結果如下表2：

表2 性能測試表

從上表可看到，1#天然橡膠的力學性能雖較好，但熱老化、臭氧老化性能較差，無法滿足指標要求。2# 并用丁苯橡膠后，老化性能有所提高，并用氯丁橡膠后，耐熱老化滿足指標要求，但臭氧老化未滿足要求。3#并用氯丁橡膠，其耐老化性能較好，但是脆性溫度不能滿足指標要求，屈撓也不達標。4# 各項性能均能滿足指標設計要求。

3.2 內層膠料優(yōu)化

NR 橡膠作為內層膠，粘合力好，物理性能優(yōu)良；適當并用丁苯或者順丁橡膠，并添加適量的白炭黑，可改善屈撓性能。

變量如下表3 所示：

表3 內層膠主體膠種變量表

測試結果如下表4：

表4 性能測試表

從表中可以看出，內膠采用天然橡膠（5#），耐屈撓性能不能滿足指標要求；內膠采用天然/順丁橡膠并用時（6#），屈撓、粘合綜合性能明顯改善，天然橡膠與丁苯橡膠（7#）并用時，雖屈撓提高，但粘接力不如6#天然/順丁橡膠并用。

4.結 論

（1）在抽油帶外膠配方設計中，采用NR/CR232/SBR1502（60/20/20）并用，綜合性能最佳。

（2）在抽油帶內膠配方設計中，采用NR/ BR9000（70/30）并用，綜合性能最佳。