專利名稱：一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封材料的制備方法，具體涉及一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法。
背景技術(shù)：
丁腈橡膠是丙烯腈和丁二烯兩種單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合制得的一種無(wú)規(guī)共聚物， 分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵和極性基團(tuán)-CN，使之耐非極性油性能優(yōu)良。目前，物理機(jī)械性能良好的丁腈橡膠在石油開采中被廣泛應(yīng)用于抽油設(shè)備的密封材料。隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程地不斷深入推進(jìn)，對(duì)石油的需求與日俱增，石油開采將更多面向中西部油氣田和海上油氣田，這也勢(shì)必面臨更為嚴(yán)峻的采油環(huán)境。雖然丁腈橡膠耐油和物理機(jī)械性能都較好，但耐高溫性不佳，只有110-120°C，同時(shí)又耐臭氧化性，耐磨損性不強(qiáng)，需要定期更換密封材料制品。所以，丁腈橡膠已不滿足現(xiàn)今中西部和海上油氣田的發(fā)展，特別是高溫高壓深井、超深井熱采油技術(shù)的提出，更需要一種耐高溫高壓密封性優(yōu)異的橡膠密封材料來(lái)解決新采油技術(shù)在密封材料上的瓶頸。國(guó)外近幾年來(lái)已開始用氫化丁腈橡膠代替丁腈橡膠，解決丁腈橡膠不耐高溫和易氧化的缺陷。氫化丁腈橡膠耐高溫好，可在150°C油介質(zhì)中使用，由于結(jié)構(gòu)中雙鍵被部分氫化，耐氧化性和物理機(jī)械性能均大大提高。目前，氫化丁腈橡膠的使用量已占丁腈橡膠使用量20%，并不斷成上升趨勢(shì)，被認(rèn)為是未來(lái)特種橡膠發(fā)展方向之一。但同時(shí)我們也需看至IJ，目前的氫化丁腈橡膠也存在一些缺陷，主要是耐磨性和密封性相對(duì)石油開采環(huán)境還不夠強(qiáng)，一段時(shí)間使用磨損后影響原油設(shè)備密封效果。這對(duì)密封材料長(zhǎng)期使用和石油深、超深井的穩(wěn)定開采很不利，仍需對(duì)氫化丁腈橡膠的這兩方面缺陷加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單，制備成本低，且耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法，所述方法包括以下步驟1)塑煉先將氫化丁腈橡膠塑煉，得到氫化丁腈橡膠分散體；幻混煉將氫化丁腈橡膠分散體與聚氨酯預(yù)聚體按1 1到2 1之間的比例經(jīng)行混煉，混煉溫度為40°C 70°C，得到混煉膠；3)預(yù)硫化將混煉膠進(jìn)行預(yù)硫化，得到半成品，所述預(yù)硫化時(shí)間為20分鐘 30分鐘，所述預(yù)硫化的溫度為140°C 150°C，所述預(yù)硫化的壓力為IOMpa 20Mpa ；4) 二段硫化將所述半成品經(jīng)行二段硫化，所述二段硫化時(shí)間為2小時(shí) 3小時(shí)， 所述二段硫化的溫度為160°C 180°C，所述二段硫化的壓力為IOMpa 20Mpa，得到成品。氫化丁腈橡膠具有耐高溫耐臭氧化性，聚氨酯預(yù)聚體橡膠具有耐磨性和膨脹密封性，所以本發(fā)明的技術(shù)核心就是圍繞使混合硫化成型的橡膠兼具氫化丁腈橡膠的耐高溫耐臭氧化性和聚氨酯預(yù)聚體橡膠的耐磨和膨脹密封性。氫化丁腈橡膠和聚氨酯預(yù)聚體橡膠都含極性基團(tuán)，交聯(lián)成型后均可作為耐油橡膠。氫化丁腈橡膠的溶度參數(shù)為8. 5，聚氨酯預(yù)聚體的溶度參數(shù)為10. 8，表面張力兩者相差更遠(yuǎn)，兩者混合大部分不相容。在合理的配方和硫化體系下，不相容的兩者可各自獨(dú)立化學(xué)交聯(lián)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，又可相互之間物理網(wǎng)絡(luò)互穿形成微相分離的IPN結(jié)構(gòu)，從而很好地結(jié)合了氫化丁腈橡膠和聚氨酯·預(yù)聚體橡膠各自優(yōu)良特性，獲得耐高溫耐臭氧耐磨及密封性能優(yōu)越的橡膠密封材料。塑煉使氫化丁腈橡膠從長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)斷裂成短鏈結(jié)構(gòu)，分子量降低，粘度下降便于后續(xù)混煉?；鞜挄r(shí)必須控制混煉溫度和兩橡膠的混合比例保證聚氨酯預(yù)聚體不自聚，混煉后氫化丁腈橡膠、聚氨酯預(yù)聚體和配合劑在宏觀上應(yīng)是分散均勻的，微觀上相互之間存在微相分區(qū)。氫化丁腈橡膠和聚氨酯橡膠之間不發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，但各自網(wǎng)狀相互貫穿，形成物理互穿網(wǎng)絡(luò)體系(IPN)。IPN的特點(diǎn)是兩網(wǎng)絡(luò)具有協(xié)同效應(yīng)，即IPN的綜合性能超過兩組份各自性能疊加，故密封制品具有耐高溫、耐臭氧化、耐磨和優(yōu)良密封性。此外，聚氨酯預(yù)聚體橡膠的混入，少量異氰酸酯端基可使密封材料制品遇原油中的水膨脹，在長(zhǎng)期采油過程中保持材料制品持久的密封性。作為優(yōu)選，在所述混煉步驟中還要加入配合劑，所述配合劑為防焦劑、防老劑、增塑劑。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。但其并不能理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法，所述方法包括以下步驟1)塑煉先將氫化丁腈橡膠塑煉，得到氫化丁腈橡膠分散體；幻混煉將氫化丁腈橡膠分散體與聚氨酯預(yù)聚體按1 1的比例經(jīng)行混煉，混煉溫度為40°C，得到混煉膠；3)預(yù)硫化將混煉膠進(jìn)行預(yù)硫化，得到半成品，所述預(yù)硫化時(shí)間為20分鐘，所述預(yù)硫化的溫度為140°C，所述預(yù)硫化的壓力為IOMpa ；4) 二段硫化將所述半成品經(jīng)行二段硫化，所述二段硫化時(shí)間為2小時(shí)，所述二段硫化的溫度為160°C，所述二段硫化的壓力為lOMpa，得到成品。所述混煉步驟中還要加入配合劑，所述配合劑為防焦劑、防老劑、增塑劑。所述成品的物理化學(xué)性能如表1。表 權(quán)利要求
1.一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟1)塑煉先將氫化丁腈橡膠塑煉，得到氫化丁腈橡膠分散體；2)混煉將氫化丁腈橡膠分散體與聚氨酯預(yù)聚體按1 1到2 1之間的比例經(jīng)行混煉，混煉溫度為40°C 70°C，得到混煉膠；3)預(yù)硫化將混煉膠進(jìn)行預(yù)硫化，得到半成品，所述預(yù)硫化時(shí)間為20分鐘 30分鐘， 所述預(yù)硫化的溫度為140°C 150°C，所述預(yù)硫化的壓力為IOMpa 20Mpa ；4)二段硫化將所述半成品經(jīng)行二段硫化，所述二段硫化時(shí)間為2小時(shí) 3小時(shí)，所述二段硫化的溫度為160°C 180°C，所述二段硫化的壓力為IOMpa 20Mpa，得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法，其特征在于在所述混煉步驟中還要加入配合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法，其特征在于所述配合劑為防焦劑、防老劑、增塑劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種密封材料的制備方法，具體涉及一種耐高溫遇油膨脹密封材料的制備方法。氫化丁腈橡膠具有耐高溫耐臭氧化性，聚氨酯預(yù)聚體橡膠具有耐磨性和膨脹密封性，所以本發(fā)明的技術(shù)核心就是圍繞使混合硫化成型的橡膠兼具氫化丁腈橡膠的耐高溫耐臭氧化性和聚氨酯預(yù)聚體橡膠的耐磨和膨脹密封性。
文檔編號(hào)B29C35/02GK102532634SQ201010592119
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者王軍明 申請(qǐng)人:江山圓正化工科技有限公司