本发明涉及一种橡胶材料,特别涉及一种耐高温的吸油膨胀橡胶材料及其制备工艺。
背景技术:
吸油膨胀橡胶是在传统弹性基体上引入亲油性功能团或亲油性组分制成的新型材料。当与油接触时,油分子通过扩散及表面吸附作用进入到吸油膨胀橡胶内,橡胶整体发生形变膨胀,工程上利用其膨胀特性,生产出某些特定功能的产品,如吸油膨胀密封件等。
现有技术中,中国专利公开号CN103848935A公开了一种吸油树脂以及包含该吸油树脂的吸油膨胀橡胶,公开日为2014-06-11。但现有吸油膨胀橡胶的强度普遍较低,抗高温性能差,只能在常温下(40℃以下)密封1-2MPa。当把它引入石油行业则难以满足油气井下高温高压的要求,如在150℃环境下,吸油膨胀橡胶材料承受70MPa的压差,另外油气井对其膨胀率也要求较高,膨胀倍率要求大于3倍以上。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种吸油膨胀橡胶及其制备工艺。本发明满足井下苛刻工作环境的要求,在高温 (150℃以上)能保证良好的膨胀性能,同时具备足够的本体强度和硬度。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种吸油膨胀橡胶,其特征在于:按重量份计,包括如下组份:载体橡胶100份,吸油树脂15—25份,活化剂5—7份,防老剂2—3份,促进剂2.5—3.5份,硫化剂2.5—3.5份,白炭黑45—55份,吸湿剂4—6份。
所述活化剂包括SA-无溶剂活化剂1份,氧化锌5份。
所述促进剂包括促进剂CZ 2.5份,促进剂TMTD 0.4份。
所述硫化剂包括硫磺0.8份,硫化剂DCP 2份。
所述吸油树脂为聚氯乙烯接枝聚苯乙烯, 20份,化学式为C2H3Cl-g-C8H8,购自日本触媒化学工业公司。
所述吸湿剂为氧化钙5份。
一种吸油膨胀橡胶的制备方法,其特征在于:将包括各组份的原材料在混炼机上混炼,混炼温度70—80℃,共混3—5小时,然后在140—160℃硫化25—35min,得到耐高温吸油膨胀橡胶。
采用本发明的优点在于:
本发明的耐高温吸油膨胀橡胶在温度150℃膨胀,可获得300%以上的膨胀率,同时强度与硬度较高(硬度80°和抗拉强度16.2MPa),封隔承压差可达到70MPa,满足特殊环境下的高温高承压要求。
随着国内非常规油气储层改造大规模推广,遇油膨胀封隔器因可提高改造的作业效率而大量使用,耐高温的高强度吸油膨胀橡胶材料将有很大的需求,具有显著的技术经济效益和较好的应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种吸油膨胀橡胶,按重量份计,包括如下组份:载体橡胶100份,吸油树脂15—25份,活化剂5—7份,防老剂2—3份,促进剂2.5—3.5份,硫化剂2.5—3.5份,白炭黑45—55份,吸湿剂4—6份。
所述活化剂包括SA-无溶剂活化剂1份,氧化锌5份。
所述促进剂包括促进剂CZ 2.5份,促进剂TMTD 0.4份。
所述硫化剂包括硫磺0.8份,硫化剂DCP 2份。
所述吸油树脂为聚氯乙烯接枝聚苯乙烯, 20份,化学式为C2H3Cl-g-C8H8,购自日本触媒化学工业公司。
所述吸湿剂为氧化钙5份。
一种吸油膨胀橡胶的制备方法,将包括各组份的原材料在混炼机上混炼,混炼温度70—80℃,共混3—5小时,然后在140—160℃硫化25—35min,得到耐高温吸油膨胀橡胶。
实施例2
一种吸油膨胀橡胶,按重量份计,包括如下组份:载体橡胶100份,吸油树脂15份,活化剂5份,防老剂2份,促进剂2.5份,硫化剂2.5份,白炭黑45份,吸湿剂4份。
所述活化剂包括SA-无溶剂活化剂和氧化锌。
所述促进剂包括促进剂CZ和促进剂TMTD。
所述硫化剂包括硫磺和硫化剂DCP。
所述吸油树脂为聚氯乙烯接枝聚苯乙烯,化学式为C2H3Cl-g-C8H8,购自日本触媒化学工业公司。
所述吸湿剂为氧化钙。
一种吸油膨胀橡胶的制备方法,将包括各组份的原材料在混炼机上混炼,混炼温度70℃,共混3小时,然后在140℃硫化25min,得到耐高温吸油膨胀橡胶。
实施例3
一种吸油膨胀橡胶,按重量份计,包括如下组份:载体橡胶100份,吸油树脂25份,活化剂7份,防老剂3份,促进剂3.5份,硫化剂3.5份,白炭黑55份,吸湿剂6份。
所述活化剂包括SA-无溶剂活化剂和氧化锌。
所述促进剂包括促进剂CZ和促进剂TMTD。
所述硫化剂包括硫磺和硫化剂DCP。
所述吸油树脂为聚氯乙烯接枝聚苯乙烯,化学式为C2H3Cl-g-C8H8,购自日本触媒化学工业公司。
所述吸湿剂为氧化钙。
白炭黑产品型号为WCB-N550。
一种吸油膨胀橡胶的制备方法,将包括各组份的原材料在混炼机上混炼,混炼温度80℃,共混5小时,然后在160℃硫化35min,得到耐高温吸油膨胀橡胶。
实施例4
首先采用吸油膨胀橡胶,按重量份计,包括如下组份:载体橡胶(EMPD)100份; 吸油树脂(C2H3Cl-g-C8H8) 20份; 活化剂(SA) 1份;活化剂(ZnO) 5份、防老剂(RD) 2份;促进剂(CZ)2.5份、促进剂(TMTD)0.4份;硫化剂(S)0.8份、硫化剂(DCP)2份;白炭黑(WCB-N550) 50份;吸湿剂(CaO) 5份。然后把原材料在混炼机上混炼,温度75℃,共混4小时,然后硫化(150℃×30min硫化),得到耐高温吸油膨胀橡胶。
载体橡胶(EMPD),即三元乙丙橡胶,把它作为吸水膨胀橡胶的主体材料。