[发明专利]高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶及其制备技术领域，具体的说，涉及一种高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶及其制备方法。

背景技术

目前国内油田井内的水溶液矿化度比较高，因此，造成目前市场上比较流行的聚丙烯酸盐类吸水树脂的膨胀效果比较小，在高矿化度的深井内，遇水膨胀橡胶的膨胀体积很小，即目前的吸水膨胀橡胶，在高浓度的二价盐离子溶液中，存在不膨胀或膨胀很小的问题，从而导致油田井用吸水膨胀橡胶膨胀效果不好的问题，为此，需要一种能够解决上述问题的高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶及其制备方法，以此来满足实际情况的需要。

发明内容

本发明提供一种高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶及其制备方法，其通过在配方中选用天然橡胶和乙丙胶作为基体材料，选用聚丙烯酸盐类吸水树脂作为膨胀剂，同时并用聚氧化乙烯和聚乙二醇两种材料作为吸水树脂和基体材料的相容剂，采用硫磺和过氧化物DCP混合型硫化体系，在硫化橡胶内部构成合理的骨架交联结构，选用喷雾炭黑和膨润土作为填充剂，该发明制成的高分子材料有很好的毛细渗透功能，高浓度盐溶液通过毛细渗透现象渗透到高分子材料内部，从而达到很好的膨胀效果，在3000米的石油井下，高温高浓度盐水的条件下，实现吸水膨胀封堵效果，能够满足实际情况的需要。

本发明所采用的技术方案是：

高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶，其各原料组份含量配比按重量份为：

天然胶NR 80-85份，

乙丙胶15-20份，

吸水树脂SAP 30-40份，

氧化锌5-7份，

硬脂酸1-2份，

防老剂40201.5-2.5份，

Peo（聚氧化乙烯）2-3份，

Peg（聚乙二醇）10-20份，

芳烃油4-6份，

增粘树脂3-5份，

喷雾炭黑8-12份，

膨润土25-35份，

过氧化物DCP 1.5-2.5份，

硫磺0.8-1.5份，

促进剂Cz 0.8-1.8份；

且其通过以下步骤制备：

将双辊开炼机的辊距调整到0.5mm，塑炼天然胶，打三角包，十次；然后将乙丙胶和天然胶一起共混，打三角包，五次；再调整辊距到1mm，然后分两次添加氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、喷雾炭黑、膨润土、Peo（聚氧化乙烯）、Peg（聚乙二醇）、芳烃油和增粘树脂；上述各种料混合好后，再添加DCP、吸水树脂、硫磺和促进剂Cz，然后将辊距调整到0.5mm，薄通五次，然后下片。

上述耐高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶其各项性能指标如下：

一、物理机械性能：

硬度：65-70邵氏A，

扯断强度：5-8mpa，

扯断伸长率：300-700%；

二、长时间工作温度范围：-30-130℃；

三、浸泡后的效果图（见说明书附图部分）

试验条件：80度条件下，12%氯化钙水溶液中，4天后，

1、原始产品的外径尺寸为5.5cm，内径尺寸为3cm实体宽度为1.2cm；产品膨胀后的外径尺寸为7.2cm，内径尺寸为3.8cm实体宽度为1.7cm；即直径方向上壁厚膨胀了5mm；

2、原始产品的尺寸为断面直径为5.5cm，内孔直径为3cm，高度为0.8cm；产品膨胀后的尺寸为断面直径为7.2cm，内孔直径为3.8cm，高度为1.2cm；

即体积变化为：V膨/V原=(π*D外*D外*H外/4-π*D内*D内*H外/4）/（π*d外*d外*h外/4-π*d内*d内*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%。

所述高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶，其各原料组份含量配比按重量份还可以为：

天然胶NR 80份，

乙丙胶20份，

吸水树脂SAP 35份，

氧化锌5.0份，

硬脂酸1.0份，

防老剂40201.5份，

Peo（聚氧化乙烯）2份，

Peg（聚乙二醇）15份，

芳烃油4.5份，

增粘树脂3.5份，

喷雾炭黑8份，

膨润土25份，

过氧化物DCP  1.8份，

硫磺0.8份，

促进剂Cz  1份。

上述耐高浓度盐溶液中吸水膨胀橡胶其各项性能指标如下：

一、物理机械性能：

硬度：65绍尔A，