抽油机皮带橡胶配方研制

原晓城 马义明 姬燕飞 李文博 张景亮

（天津市橡胶工业研究所，天津，300384）

1.前言

无游梁抽油机皮带主要应用于油田，用于负荷配重，进行抽油作业。众所周知，油田分布在野外，抽油机皮带在负重屈挠状态下, 经受太阳暴晒、风吹雨淋。其常见的失效模式就是龟裂老化，直至脱层，失去使用功能。

抽油带在动态野外环境下使用，在负重状态下连续作业，外层胶除了一般的力学性能之外，要求耐疲劳老化、耐热氧老化、耐臭氧老化等性能优异，与夹层胶具有良好的粘接能力。夹层胶在动态环境下使用，需要具有良好的力学性能外，要求耐屈挠龟裂，与骨架层粘着力优良。

2.实验部分

2.1 主要原材料

氯丁322，山西霍家长化合成橡胶有限公司；SBR1502，燕山石化公司；NR，泰国烟片胶；BR900，燕山石化公司。

其它助剂均为橡胶工业常用工业级。

2.2 仪器与设备

XK-160型开炼机，呼和浩特新生联合机械厂产品；XLB平板硫化机，青岛第三橡胶机械厂；电子橡胶拉力机，台湾高铁科技有限公司；硬度计、热氧老化试验箱、臭氧老化试验箱均为江都明珠实验机械厂。

2.3 2 性能测试

硬度按照GB/T 531.1-2008 《硫化橡胶或热塑性橡胶 压入硬度试验方法第1部分 邵氏硬度计发（邵尔硬度）》

拉伸强度、拉断伸长率按照GB/T 528-2009 《硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》

热氧老化按照GB/T 3512-2014 《硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验》

臭氧老化按照GB/T 7762-2014 《硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 静态拉伸试验》

粘合强度按照GB-T 532-2008 《硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度的测定》

屈挠性能按照GB-T 13934-2006 《硫化橡胶或热塑性橡胶 屈挠龟裂和裂口增长的测定（得墨西亚型）》

2.4 试样制备

按常规在XK-160型开炼机上进行混炼，在平板硫化机上硫化。无特别说明，硫化条件均为145℃×30分钟。

混炼加料顺序为：包辊→促进剂→防老剂→炭黑→液体增塑剂→硫化剂→下片。

3.结果与讨论

3.1 外层胶料优化

NR 橡胶作为外层胶，粘合力好，力学综合性能较佳，但耐老化性能差；CR 橡胶，耐老化性能突出，SBR 动态性能良好。

表1 外层胶主体胶种变量表

测试结果如下表2：

表2 性能测试表

从上表可看到，1#天然橡胶的力学性能虽较好，但热老化、臭氧老化性能较差，无法满足指标要求。2# 并用丁苯橡胶后，老化性能有所提高，并用氯丁橡胶后，耐热老化满足指标要求，但臭氧老化未满足要求。3#并用氯丁橡胶，其耐老化性能较好，但是脆性温度不能满足指标要求，屈挠也不达标。4# 各项性能均能满足指标设计要求。

3.2 内层胶料优化

NR 橡胶作为内层胶，粘合力好，物理性能优良；适当并用丁苯或者顺丁橡胶，并添加适量的白炭黑，可改善屈挠性能。

变量如下表3 所示：

表3 内层胶主体胶种变量表

测试结果如下表4：

表4 性能测试表

从表中可以看出，内胶采用天然橡胶（5#），耐屈挠性能不能满足指标要求；内胶采用天然/顺丁橡胶并用时（6#），屈挠、粘合综合性能明显改善，天然橡胶与丁苯橡胶（7#）并用时，虽屈挠提高，但粘接力不如6#天然/顺丁橡胶并用。

4.结 论

（1）在抽油带外胶配方设计中，采用NR/CR232/SBR1502（60/20/20）并用，综合性能最佳。

（2）在抽油带内胶配方设计中，采用NR/ BR9000（70/30）并用，综合性能最佳。