本发明涉及功能高分子新材料领域，具体是一种双功能膨胀弹性体材料的制备方法，特别适用于高温高压深井、超深井热采油技术领域。
背景技术：
双功能膨胀弹性体材料是一种新型功能高分子材料,它是在弹性体基体中引入亲水基团或亲水组分和亲油基团或亲油组分而制成的,吸水吸油后可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数十倍,并产生较大膨胀压力。
随着我国现代工业化进程地不断深入推进，对石油的需求与日俱增，石油开采将更多面向中西部油气田和海上油气田，这也势必面临更为严峻的采油环境。虽然丁腈橡胶耐油和物理机械性能都较好，但耐高温性不佳，只有110-120℃，同时易氧化、耐磨损性不强，需要定期更换密封材料制品。所以，丁腈橡胶已不满足现今中西部和海上油气田的发展，特别是高温高压深井、超深井热采油技术的提出，更需要一种耐高温高压密封性优异的橡胶密封材料来解决新采油技术在密封材料上的瓶颈。
国外近几年来已开始用氢化丁腈橡胶代替丁腈橡胶，解决丁腈橡胶不耐高温和易氧化的缺陷。氢化丁腈橡胶耐高温好，可在150℃油介质中使用，由于结构中双键被部分氢化，耐氧化性和物理机械性能均大大提高。目前，氢化丁腈橡胶的使用量已占丁腈橡胶使用量20％，并不断成上升趋势，被认为是未来特种橡胶发展方向之一。
但同时我们也需看到，目前的膨胀弹性体都是吸水或者吸油膨胀，随着油田开采进行到中后期则井下液体大部分都是油水混合物，采用膨胀弹性体材料制备的封隔器就要求遇到液体即膨胀密封。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种遇到液体即膨胀密封，且工艺简单、制备成本低的双功能膨胀弹性体材料的制备方法。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种双功能膨胀弹性体材料包括：氢化丁腈橡胶20～30质量份；天然橡胶和/或合成橡胶3～10质量份；膨胀组分30～35质量份；补强填充剂8～9质量份；固化剂2～3质量份；促进剂0.4～1.0质量份；分散剂2～4质量份；防老剂0.5～1.0质量份；氧化锌1.0～2.5质量份；氧化镁0.5～1.0质量份。
进一步的：氢化丁腈橡胶20～30质量份；天然橡胶和/或合成橡胶3～10质量份；膨胀组分30.2～32.8质量份；补强填充剂8.1～8.4质量份；固化剂2.4～3.0质量份；促进剂0.4～1.0质量份；分散剂2.8～3.9质量份；防老剂0.8～1.0质量份；氧化锌1.2～2.3质量份；氧化镁0.6～1.0质量份。
所述合成橡胶包括丁苯橡胶、聚异戊二烯、丁基橡胶、聚丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物中的一种或者几种的混合物；所述膨胀组分包括改性黑炭黑、高钠基膨润土、白炭黑与聚乙烯醇、淀粉接枝丙烯酰胺-甲基丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝物、亲水性聚氨酯预聚体、聚丙烯酸类，或者含聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺及丙烯酸改性物中的一种或者几种混合物；所述固化剂包括二羟聚醚；所述补强填充剂包括黑炭黑、白炭黑、陶土、硫酸钡或碳酸钙的一种或几种；所述促进剂包括促进剂deu、促进剂na-22、促进剂dm、或促进剂的一种或几种；所述分散剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚；所述防老剂包括2-巯基苯并咪唑或n-异丙基对苯二胺。
所述聚丙烯酸类是由环氧乙烷或四氢呋喃水溶性聚醚与异氰酸酯反应制得。
前述的双功能膨胀弹性体材料的制备方法包括如下步骤：
1)先将氢化丁腈橡胶塑炼，得到氢化丁腈橡胶分散体；
2)将氢化丁腈橡胶分散体和其它所有原料按配比进行密炼；
3)密炼后混炼；
4)混炼后挤出成型；
5)将混炼后的成型产物进行预硫化，得到半成品；
6)将所述半成品经行二段硫化，得到成品。
上述制备方法中，所述步骤5)预硫化时间为20分钟～30分钟，预硫化的温度为140℃～150℃，预硫化的压力为10mpa～20mpa。
所述步骤6)二段硫化时间为2小时～3小时，二段硫化的温度为160℃～180℃，二段硫化的压力为10mpa～20mpa。
所述步骤3)采用开练机混炼；步骤4)混炼后放入挤出机内挤出成型。
本发明制备的双功能膨胀弹性体材料，是在橡胶基体中引入亲水亲油基团或亲水亲油组分,吸油水后可膨胀并产生较大膨胀压力；具有良好的吸水吸油性能，化学稳定性强，并具有高吸液膨胀率、高强度、耐久性及重复使用性；本制备方法采用连续挤出硫化工艺，具有加工工序比较少、节省人力和原材料等优点，并且产品质量稳定、产量高、工效高、适应大批量生产；可应用于隧道、地铁、涵洞、建筑、地下工程、陆地或海上采油等工程设施,同时也是汽车、集装箱、精密仪器、药品、食品等的理想防水、防潮密封包装，应用前景广泛。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明。
综合实施例1，一种双功能膨胀弹性体材料，原料构成和质量比为：氢化丁腈橡胶，20～30质量份；天然橡胶(nr)或合成橡胶的一种或两种混合，3～10质量份，合成橡胶如丁苯橡胶(sbr)、聚异戊二烯(ir)、丁基橡胶(iir)、聚丁二烯橡胶(pbr)、丙烯腈-丁二烯共聚物(nbr)中的一种或者多种的混合物；膨胀组分(即功能组分或吸收液体的高分子原料)可以在如下原料中任选其一或多种，具体包括改性黑炭黑、高钠基膨润土、白炭黑与聚乙烯醇、淀粉接枝丙烯酰胺-甲基丙烯酸甲酯共聚物(smaam)、马来酸酐接枝物(ma)、亲水性聚氨酯预聚体(pu)、由环氧乙烷或四氢呋喃水溶性聚醚与异氰酸酯反应制得聚丙烯酸类、含聚丙烯酸(pac)、聚丙烯酸盐(paas)、聚丙烯酰胺(pam)及丙烯酸改性物(gpac)，30～35质量份；补强填充剂包括黑炭黑、白炭黑、陶土、硫酸钡或碳酸钙的一种或几种，8～9质量份；固化剂优选二羟聚醚，2～3质量份；促进剂包括促进剂deu、促进剂na-22、促进剂dm、或促进剂的一种或几种，0.4～1.0质量份；分散剂包括硬脂酸钠(c17h35coona)、十二烷基苯磺酸钠(c18h29nao3s)、十二烷基硫酸钠(c12h25so4na)或脂肪醇聚氧乙烯醚的一种，2～4质量份；防老剂从2-巯基苯并咪唑或n-异丙基对苯二胺选择，包括防老剂4010、防老剂4020、防老剂4040na，0.5～1.0质量份；氧化锌1.0～2.5质量份；氧化镁0.5～1.0质量份。
其中聚丙烯酸类是由环氧乙烷或四氢呋喃水溶性聚醚与异氰酸酯反应制得。
综合实施例2，基于上述原料和配比的双功能耐温膨胀弹性体材料的制备方法包括以下步骤：
1)塑炼：先将氢化丁腈橡胶塑炼，得到氢化丁腈橡胶分散体；
2)密炼：将原料按上述配比进行密炼；
3)混炼：开练机混炼；
4)挤出：混炼后放入挤出机内挤出；
5)预硫化：将混炼胶进行预硫化，得到半成品，所述预硫化时间为20分钟～30分钟，所述预硫化的温度为140℃～150℃，所述预硫化的压力为10mpa～20mpa；
6)二段硫化：将所述半成品经行二段硫化，所述二段硫化时间为2小时～3小时，所述二段硫化的温度为160℃～180℃，所述二段硫化的压力为10mpa～20mpa，得到成品。
上述制备方法中，塑炼使氢化丁腈橡胶从长链结构断裂成短链结构，分子量降低，粘度下降便于后续混炼。
混炼时必须控制混炼温度和弹性体的混合比例保证弹性体预聚体不自聚，在表面活性剂的作用下，混炼后氢化丁腈橡胶、各种弹性体预聚体和配合剂在宏观上应是分散均匀的。
氢化丁腈橡胶和各种弹性体之间发生部分化学交联，在分散剂的作用牵引下形成各自网状相互贯穿，形成物理互穿网络体系(ipn)。ipn的特点是两网络具有协同效应，即ipn的综合性能超过各组份各自性能叠加，故其具有耐高温、耐臭氧化、耐磨和优良性能得以保证。
下面给出具体实施例进一步说明。
表1给出了双功能膨胀弹性体耐温材料典型实施例1～6的配方，单位为质量份。其中原料的选择根据上述综合实施例1进行选择。
表1双功能膨胀弹性体材料配方
以实施例4配方作为原料，首先进行塑炼：先将氢化丁腈橡胶塑炼，得到氢化丁腈橡胶分散体；依次将各种原料加入到密炼机中，在60℃下混炼10分钟，取出；开练机混炼，把混炼得到的胶料放入挤出机内，使挤出机腔内保证胶料的充足，不能缺料，调节螺杆与旁压锟转速，控制好出胶的宽度和厚度，如果过宽就适当减慢挤出速度，太窄则适当加快挤出速度，设置好各段的传送速度，控制在5～5.5m/min，控制各段冷却水温度60℃以下。挤出：混炼后放入挤出机内挤出；接着进行预硫化：将混炼胶进行预硫化，得到半成品，所述预硫化时间为20分钟～30分钟，所述预硫化的温度为140℃～150℃，所述预硫化的压力为10mpa～20mpa；然后进行二段硫化：将所述半成品经行二段硫化，所述二段硫化时间为2小时～3小时，所述二段硫化的温度为160℃～180℃，所述二段硫化的压力为10mpa～20mpa，得到成品。
实施例1-6制备得到的产品物理性能测试结果如表2所示：
表2双功能膨胀弹性体耐温材料物理性能
由表2数据显示，本发明双功能膨胀弹性体耐温材性能完全符合国标技术指标、满足使用要求，且性能优异。