耐高温遇水膨胀橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种橡胶材料及其制备工艺，特别涉及一种耐高温遇水膨胀橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]遇水膨胀橡胶是一种新型的功能材料，它是在传统弹性基体上引入亲水性功能团或亲水性组分制成的。当与水接触时，水分子通过扩散及表面吸附作用进入到遇水膨胀橡胶内，进而与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力。由于亲水性物质不断吸收水分，致使橡胶发生形变，当抗性变力和渗透压差达到平衡时，遇水膨胀橡胶保持相对稳定，达到弹性及以水止水的效果。
[0003]目前油气井封隔器主要为机械式封隔器，其封隔器胶筒为压缩膨胀胶筒，对与裸眼井等特殊井况封隔效率低，其操作不方便，为提高作业效率及封隔器成功率，一种采用遇水膨胀方式的封隔器正在取得应用，而其遇水膨胀橡胶材料就成为其关键。而目前生产遇水膨胀封隔器的遇水膨胀橡胶材料却面临一些问题，例如，CN1452686A中公开了一种遇水膨胀橡胶材料，其公开日为2003-10-29，其利用其制作遇水膨胀封隔器，虽然膨胀率达到要求，但是随着温度升高，其强度和硬度大幅度下降，不能实现封隔承压要求，其耐高温性能差。因此，利用膨胀橡胶制造油井封隔器的技术关键在于满足井下苛刻工作环境的要求，特别是温度达到120摄氏度时以上高温，膨胀橡胶要有足够的本体强度和硬度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种耐高温遇水膨胀橡胶及其制备方法。本发明解决了在高温下的遇水膨胀封隔器的橡胶膨胀效果和本体强度变差之间的矛盾，在高温(120°C以上)能保证良好的膨胀性能，同时具有良好的强度。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于，由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂1~1.2份；活化剂1~1.2份；防老剂2~2.3份；促进剂3.2-3.5份；硫化剂
2.3-2.5份；高吸水树脂25-28份；增塑剂15-18份;白炭黑52-55份。
[0006]所述耐高温遇水膨胀橡胶由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂I份；活化剂I份；防老剂2份；促进剂3.2份；硫化机2.3份；高吸水树脂25份；增塑剂15份；白炭黑52份。
[0007]所述的软化剂为石蜡基油。
[0008]所述的活化剂为氧化锌。
[0009]所述的防老剂为N，N’ - 二苯基对苯二胺。
[0010]所述的促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌。
[0011 ] 所述的硫化剂为硫黄。
[0012]所述的高吸水树脂为聚丙烯酰胺。
[0013]所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
[0014]一种耐高温遇水膨胀橡胶的制备方法，其特征在于:将按照配比的原材料在混炼机上混炼，温度70~80°C，共混3~5小时，然后硫化，硫化温度75~85°C，硫化时间10~30min，得到耐高温遇水膨胀橡胶。
[0015]采用本发明的优点在于:
1、本发明解决了在高温下的遇水膨胀封隔器的橡胶膨胀效果和本体强度变差之间的矛盾，在高温(120°c以上)能保证良好的膨胀性能，同时具有良好的强度。
[0016]2、本发明的耐高温遇水膨胀橡胶在温度达到120°C以上，可获得300%以上的膨胀率，同时强度与硬度较高，满足封隔承压要求。
[0017]3、本发明中，耐高温遇水膨胀橡胶的组份不能随意增加也不能随意减少，各组份的配比也不能随意改变，否则无法保证在高温(120°C以上下的膨胀性能，也会影响强度与硬度。
[0018]4、随着国内非常规油气的开发，储层改造大规模推广，而采用本发明制备的遇水膨胀封隔器的使用可大幅度提高改造的作业效率，同时它可满足多种不规则井眼的封隔器要求，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】
[0019]实施例1
一种耐高温遇水膨胀橡胶，由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶NBR4050 100份；软化剂1~1.2份；活化剂1~1.2份；防老剂2~2.3份；促进剂3.2-3.5份；硫化剂2.3-2.5份；高吸水树脂25-28份；增塑剂15-18份；白炭黑52-55份。
[0020]本实施例中，所述的软化剂为石蜡基油，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类软化剂也可。
[0021]本实施例中，所述的活化剂为氧化锌，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类活化剂也可。
[0022]本实施例中，所述的防老剂为N，N’-二苯基对苯二胺，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类防老剂也可。
[0023]本实施例中，所述的促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类促进剂也可。
[0024]本实施例中，所述的硫化剂为硫黄，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类硫化剂也可。
[0025]本实施例中，所述的高吸水树脂为聚丙烯酰胺，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类高吸水树脂也可。
[0026]本实施例中，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，此为优选，并不局限于此，本领域技术人员在此基础上选择的同类增塑剂也可。
[0027]一种耐高温遇水膨胀橡胶的制备方法，将按照配比的原材料在混炼机上混炼，温度70~80°C，共混3~5小时，然后硫化，硫化温度75~85°C，硫化时间10~30min，得到耐高温遇水膨胀橡胶。
[0028]实施例2 本实施例与上述实施方式基本相同，主要区别在于:
所述耐高温遇水膨胀橡胶由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂I份；活化剂I份；防老剂2份；促进剂3.2份；硫化机2.3份；高吸水树脂25份；增塑剂15份；白炭黑52份。
[0029]一种耐高温遇水膨胀橡胶的制备方法，其特征在于:将按照配比的原材料在混炼机上混炼，温度70°C，共混3小时，然后硫化，硫化温度75°C，硫化时间lOmin，得到耐高温遇水膨胀橡胶。
[0030]实施例3
本实施例与上述实施方式的主要区别在于:
一种耐高温遇水膨胀橡胶，由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂
1.2份；活化剂1.2份；防老剂2.3份；促进剂3.5份；硫化剂2.5份；高吸水树脂28份；增塑剂18份；白炭黑55份。
[0031]一种耐高温遇水膨胀橡胶的制备方法，将按照配比的原材料在混炼机上混炼，温度80°C，共混5小时，然后硫化，硫化温度85°C，硫化时间30min，得到耐高温遇水膨胀橡胶。
[0032]实施例4
一种耐高温遇水膨胀橡胶，由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂
1.1份；活化剂1.1份；防老剂2.1份；促进剂3.3份；硫化剂2.4份；高吸水树脂26份；增塑剂16份；白炭黑53份。
[0033]一种耐高温遇水膨胀橡胶的制备方法，将按照配比的原材料在混炼机上混炼，温度75°C，共混4小时，然后硫化，硫化温度80°C，硫化时间25min，得到耐高温遇水膨胀橡胶。
【主权项】
1.一种耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于，由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂1~1.2份；活化剂1~1.2份；防老剂2~2.3份；促进剂3.2-3.5份；硫化剂2.3-2.5份；高吸水树脂25-28份；增塑剂15-18份;白炭黑52-55份。2.根据权利要求1所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:由如下重量份数的组份构成:丁腈橡胶100份；软化剂I份；活化剂I份；防老剂2份；促进剂3.2份；硫化机2.3份；高吸水树脂25份；增塑剂15份；白炭黑52份。3.根据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的软化剂为石錯基油。4.根据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的活化剂为氧化锌。5.据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的防老剂为N, N’-二苯基对苯二胺。6.根据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌。7.根据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的硫化剂为硫黄。8.根据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的高吸水树脂为聚丙烯酰胺。9.根据权利要求1或2所述的耐高温遇水膨胀橡胶，其特征在于:所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。10.根据权利要求1所述的耐高温遇水膨胀橡胶的制备方法，其特征在于:将按照配比的原材料在混炼机上混炼，温度70~80°C，共混3~5小时，然后硫化，硫化温度75~85°C，硫化时间10~30min，得到耐高温遇水膨胀橡胶。
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温遇水膨胀橡胶及其制备方法，耐高温遇水膨胀橡胶由如下重量份数的组份构成：丁腈橡胶100份；软化剂1~1.2份；活化剂1~1.2份；防老剂2~2.3份；促进剂3.2~3.5份；硫化剂2.3~2.5份；高吸水树脂25~28份；增塑剂15~18份；白炭黑52~55份。本发明解决了在高温下的遇水膨胀封隔器的橡胶膨胀效果和本体强度变差之间的矛盾，在高温(120℃以上)能保证良好的膨胀性能,同时具有良好的强度。
【IPC分类】C08K13/02, C08K5/12, C08K3/06, C08K3/22, C08L33/26, C08L9/02, C08K3/36
【公开号】CN105199168
【申请号】CN201510723471
【发明人】韩雄, 庞东晓, 潘登, 项培军, 宋军正, 赵益秋, 谢欣, 刘兴华, 陈华良, 王雷
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月29日