專利名稱：高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡膠及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)油田井內(nèi)的水溶液礦化度比較高，因此，造成目前市場上比較流行的聚丙烯酸鹽類吸水樹脂的膨脹效果比較小，在高礦化度的深井內(nèi)，遇水膨脹橡膠的膨脹體積很小，即目前的吸水膨脹橡膠，在高濃度的二價鹽離子溶液中，存在不膨脹或膨脹很小的問題，從而導(dǎo)致油田井用吸水膨脹橡膠膨脹效果不好的問題，為此，需要一種能夠解決上述問題的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠及其制備方法，以此來滿足實際情況的需要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠及其制備方法，其通過在配方中選用天然橡膠和乙丙膠作為基體材料，選用聚丙烯酸鹽類吸水樹脂作為膨脹劑，同時并用聚氧化乙烯和聚乙二醇兩種材料作為吸水樹脂和基體材料的相容劑，采用硫磺和過氧化物DCP混合型硫化體系，在硫化橡膠內(nèi)部構(gòu)成合理的骨架交聯(lián)結(jié)構(gòu)，選用噴霧炭黑和膨潤土作為填充劑，該發(fā)明制成的高分子材料有很好的毛細滲透功能，高濃度鹽溶液通過毛細滲透現(xiàn)象滲透到高分子材料內(nèi)部，從而達到很好的膨脹效果，在3000米的石油井下，高溫高濃度鹽水的條件下，實現(xiàn)吸水膨脹封堵效果，能夠滿足實際情況的需要。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其各原料組份含量配比按重量份為天然膠NR 80-85 份，乙丙膠15-20份，吸水樹脂SAP 30-40份，氧化鋅5-7份，硬脂酸1-2份，防老劑40201. 5-2. 5 份，Peo (聚氧化乙烯)2-3份，Peg (聚乙二醇)10-20 份，芳烴油4-6份，增粘樹脂3-5份，噴霧炭黑8-12份，膨潤土25-35 份，過氧化物DCP I. 5-2. 5 份，硫磺O. 8-1. 5 份，促進劑Cz O. 8-1. 8 份；
且其通過以下步驟制備將雙輥開煉機的輥距調(diào)整到O. 5mm，塑煉天然膠，打三角包，十次；然后將乙丙膠和天然膠一起共混，打三角包，五次；再調(diào)整輥距到1mm，然后分兩次添加氧化鋅、硬脂酸、防老劑4020、噴霧炭黑、膨潤土、Peo (聚氧化乙烯)、Peg (聚乙二醇)、芳烴油和增粘樹脂；上述各種料混合好后，再添加DCP、吸水樹脂、硫磺和促進劑Cz，然后將輥距調(diào)整到O. 5mm,薄通五次，然后下片。上述耐高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠其各項性能指標(biāo)如下一、物理機械性能硬度65-70邵氏 A，扯斷強度5_8mpa,扯斷伸長率300-700%；二、長時間工作溫度范圍-30-130°C ；三、浸泡后的效果圖(見說明書附圖部分)試驗條件80度條件下，12%氯化鈣水溶液中，4天后，I、原始產(chǎn)品的外徑尺寸為5. 5cm,內(nèi)徑尺寸為3cm實體寬度為I. 2cm ;產(chǎn)品膨脹后的外徑尺寸為7. 2cm,內(nèi)徑尺寸為3. 8cm實體寬度為I. 7cm ;即直徑方向上壁厚膨脹了 5mm ；2、原始產(chǎn)品的尺寸為斷面直徑為5. 5cm,內(nèi)孔直徑為3cm，高度為O. 8cm ;產(chǎn)品膨脹后的尺寸為斷面直徑為7. 2cm,內(nèi)孔直徑為3. 8cm,高度為I. 2cm ；即體積變化為V膨/V原=(π *D外*D外*H外/4- π *D內(nèi)*D內(nèi)*H外/4)/ ( π *d 外 *d 外 *h 外 /4- π *d 內(nèi) *d 內(nèi) *h 外 /4) =(7. 2*7. 2*1. 2-3. 8*3. 8*1. 2) /(5. 5*5. 5*0. 8-3*3*0· 8) *100%=264%。所述高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其各原料組份含量配比按重量份還可以為天然膠NR 80份，乙丙膠20份，吸水樹脂SAP 35份，氧化鋅5. O份，硬脂酸I. O份，防老劑40201· 5 份，Peo (聚氧化乙烯)2份，Peg (聚乙二醇)15 份，芳烴油4. 5份，增粘樹脂3. 5份，噴霧炭黑8份，膨潤土25 份，過氧化物DCP I. 8份，硫磺O. 8 份，促進劑Cz I份。上述耐高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠其各項性能指標(biāo)如下一、物理機械性能
硬度65紹爾A，扯斷強度5.5mpa,扯斷伸長率456% ；二、長時間工作溫度范圍-30-130°C。所述高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其各原料組份含量配比按重量份還可以為
天然膠NR 85份，乙丙膠15份，吸水樹脂SAP 40份，氧化鋅5. O份，硬脂酸I. O份，防老劑40201· 5 份，Peo (聚氧化乙烯)3份，Peg (聚乙二醇)18 份，芳烴油4份，增粘樹脂3份，噴霧炭黑10份，膨潤土35 份，吸水樹脂DCP 2份，硫磺I份，促進劑Cz I. 2份。一、物理機械性能硬度60紹爾A，扯斷強度6.Impa,扯斷伸長率486% ；二、長時間工作溫度范圍-30-130°C，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明的一種高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠及其制備方法，其通過在配方中選用天然橡膠和乙丙膠作為基體材料，選用聚丙烯酸鹽類吸水樹脂作為膨脹劑，同時并用聚氧化乙烯和聚乙二醇兩種材料作為吸水樹脂和基體材料的相容劑，采用硫磺和過氧化物DCP混合型硫化體系，在硫化橡膠內(nèi)部構(gòu)成合理的骨架交聯(lián)結(jié)構(gòu)，選用噴霧炭黑和膨潤土作為填充劑，該發(fā)明制成的高分子材料有很好的毛細滲透功能，高濃度鹽溶液通過毛細滲透現(xiàn)象滲透到高分子材料內(nèi)部，從而達到很好的膨脹效果，該特種橡膠在80°C，12%濃度的氯化鈣溶液中停放4天，體積膨脹為原來體積的264%，如果溫度提高，膨脹效果會更大，其在3000米的石油井下，高溫高濃度鹽水的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)吸水膨脹封堵效果，滿足實際情況的需要。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步說明圖I是本發(fā)明的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠膨脹后效果并列對比示意圖；圖2是本發(fā)明的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠膨脹后效果重疊對比示意俯視圖3是是本發(fā)明的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠膨脹后效果重疊對比示意側(cè)視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，實施例I高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其各原料組份含量配比按重量份為天然膠NR 80份，乙丙膠15份，
吸水樹脂SAP 30份，氧化鋅5份，硬脂酸I份，防老劑40201· 5 份，Peo (聚氧化乙烯)2份，Peg (聚乙二醇)10 份，芳烴油4份，增粘樹脂3份，噴霧炭黑8份，膨潤土25 份，過氧化物DCP I. 5份，硫磺O. 8 份，促進劑Cz O. 8份，且其通過以下步驟制備將雙輥開煉機的輥距調(diào)整到O. 5mm，塑煉天然膠，打三角包，十次；然后將乙丙膠和天然膠一起共混，打三角包，五次；再調(diào)整輥距到1mm，然后分兩次添加氧化鋅、硬脂酸、防老劑4020、噴霧炭黑、膨潤土、Peo (聚氧化乙烯)、Peg (聚乙二醇)、芳烴油和增粘樹脂；上述各種料混合好后，再添加DCP、吸水樹脂、硫磺和促進劑Cz，然后將輥距調(diào)整到O. 5mm，薄通五次，然后下片。實施例2高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，同實施例1，所不同的是，其各原料組份含量配比按重量份為天然膠NR 85份，乙丙膠O份，吸水樹脂SAP 40份，氧化鋅7份，硬脂酸2份，防老劑40202. 5 份，Peo (聚氧化乙烯)3份，Peg (聚乙二醇)20 份，
芳烴油6份，增粘樹脂5份，噴霧炭黑12份，膨潤土35 份，過氧化物DCP 2. 5份，硫磺I. 5 份，促進劑Cz I. 8份。實施例3 高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，同實施例1，所不同的是，其各原料組份含量配比按重量份為天然膠NR 82. 5 份，乙丙膠17. 5份，吸水樹脂SAP 35份，氧化鋅6份，硬脂酸I. 5份，防老劑40202份，Peo (聚氧化乙烯)2. 5份，Peg (聚乙二醇)15 份，芳烴油5份，增粘樹脂4份，噴霧炭黑10份，膨潤土30 份，過氧化物DCP 2份，硫磺11. 5 份，促進劑Cz I. 3份；實施例4高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，同實施例1，所不同的是，其各原料組份含量配比按重量份為天然膠NR 80份，乙丙膠20份，吸水樹脂SAP 35份，氧化鋅5. O份，硬脂酸I. O份，防老劑40201. 5 份，Peo (聚氧化乙烯)2份，Peg (聚乙二醇)15 份，芳烴油4. 5份，增粘樹脂3. 5份，噴霧炭黑8份，
膨潤土25 份，過氧化物DCP 1. 8份，硫磺O. 8 份，促進劑Cz I份。實施例5高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，同實施例1，所不同的是，其各原料組份含量配比按重量份為天然膠NR 85份， 乙丙膠15份，吸水樹脂SAP 40份，氧化鋅5. O份，硬脂酸I. O份，防老劑4020L 5 份，Peo (聚氧化乙烯)3份，Peg (聚乙二醇)18 份，芳烴油4份，增粘樹脂3份，噴霧炭黑10份，膨潤土35 份，吸水樹脂DCP 2份，硫磺I份，促進劑Cz I. 2份。顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
權(quán)利要求
1.高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其特征在于各原料組份含量配比按重量份為 天然膠NR 80-85份， こ丙膠15-20份， 吸水樹脂SAP 30-40份， 氧化鋅5-7份， 硬脂酸1-2份， 防老劑40201. 5-2. 5份，Peo 2-3 份，Peg 10-20 份， 芳烴油4-6份， 增粘樹脂3-5份， 噴霧炭黑8-12份， 膨潤土 25-35份， 過氧化物DCP 1.5-2. 5份， 硫磺0. 8-1. 5份， 促進劑Cz 0. 8-1. 8份； 且其通過以下步驟制備 將雙輥開煉機的輥距調(diào)整到0. 5mm，塑煉天然膠，打三角包，十次；然后將こ丙膠和天然膠一起共混，打三角包，五次；再調(diào)整輥距到1mm，然后分兩次添加氧化鋅、硬脂酸、防老劑4020、噴霧炭黑、膨潤土、Peo (聚氧化こ烯)、Peg (聚こニ醇)、芳烴油和增粘樹脂；上述各種料混合好后，再添加DCP、吸水樹脂、硫磺和促進劑Cz，然后將輥距調(diào)整到0. 5mm，薄通五次，然后下片。
2.如權(quán)利要求I所述的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其特征在于各原料組份含量配比按重量份為 天然膠NR 80份， こ丙膠20份， 吸水樹脂SAP 35份， 氧化鋅5. 0份， 硬脂酸I. 0份， 防老劑40201. 5份， Peo 2 份，Peg 15 份， 芳烴油4. 5份， 增粘樹脂3. 5份， 噴霧炭黑8份， 膨潤土 25份， 過氧化物DCP I. 8份， 硫磺0. 8份， 促進劑Cz I份。
3.如權(quán)利要求I所述的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠，其特征在于各原料組份含量配比按重量份為 天然膠NR 85份， 乙丙膠15份， 吸水樹脂SAP 40份， 氧化鋅5. O份， 硬脂酸I. O份， 防老劑40201. 5份， Peo (聚氧化乙烯)3份， Peg (聚乙二醇)18份， 芳烴油4份， 增粘樹脂3份， 噴霧炭黑10份， 膨潤土 35份， 吸水樹脂DCP 2份， 硫磺I份， 促進劑Cz I. 2份。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠其制造方法，其特征在于包括以下步驟 將雙輥開煉機的輥距調(diào)整到O. 5mm，塑煉天然膠，打三角包，十次；然后將乙丙膠和天然膠一起共混，打三角包，五次；再調(diào)整輥距到1mm，然后分兩次添加氧化鋅、硬脂酸、防老劑4020、噴霧炭黑、膨潤土、Peo (聚氧化乙烯)、Peg (聚乙二醇)、芳烴油和增粘樹脂；上述各種料混合好后，再添加DCP、吸水樹脂、硫磺和促進劑Cz，然后將輥距調(diào)整到O. 5mm，薄通五次，然后下片。
全文摘要
本發(fā)明屬于橡膠及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種高濃度鹽溶液中吸水膨脹橡膠及其制備方法，其通過在配方中選用天然橡膠和乙丙膠作為基體材料，選用聚丙烯酸鹽類吸水樹脂作為膨脹劑，同時并用聚氧化乙烯和聚乙二醇兩種材料作為吸水樹脂和基體材料的相容劑，采用硫磺和過氧化物DCP混合型硫化體系，在硫化橡膠內(nèi)部構(gòu)成合理的骨架交聯(lián)結(jié)構(gòu)，選用噴霧炭黑和膨潤土作為填充劑，該發(fā)明制成的高分子材料有很好的毛細滲透功能，高濃度鹽溶液通過毛細滲透現(xiàn)象滲透到高分子材料內(nèi)部，從而達到很好的膨脹效果，在3000米的石油井下，高溫高濃度鹽水的條件下，實現(xiàn)吸水膨脹封堵效果，能夠滿足實際情況的需要。
文檔編號C09K8/42GK102851012SQ20121035066
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者劉建強 申請人:青島開世密封工業(yè)有限公司