[发明专利]一种遇水膨胀橡胶复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种遇水膨胀橡胶复合材料，按重量份所述橡胶复合材料由以下组分组成：橡胶为100份，高吸水树脂为30-100份，金属离子封闭剂2-10份，固体软化剂为0.5-2.5份，着色剂0.5-3.5份，防老化剂为1-7份，促进剂为1-7份，氧化锌为1-8份，补强剂为5-45份，增塑剂为5-20份，硫化剂为0.1-2.6份，聚乙二醇(PEG)和4，4’-二异氰酸酯二苯基甲烷(MDI)的混合物为5-45份。

2.如权利要求1所述的遇水膨胀橡胶复合材料，按重量份所述橡胶复合材料由以下组分组成：

橡胶为100份，高吸水树脂为70-90份，金属离子封闭剂3-8份，固体软化剂为0.5-2份，着色剂1-3份，防老化剂为2-6份，促进剂为3-7份，氧化锌为3-8份，补强剂为15-45份，增塑剂为10-20份，硫化剂为1.5-2.5份，PEG和MDI的混合物为20-45份。

3.如权利要求1所述的遇水膨胀橡胶复合材料，按重量份所述橡胶复合材料由以下组分组成：

橡胶为100份，高吸水树脂为80-90份，金属离子封闭剂3-6份，固体软化剂为1-2份，着色剂2-3份，防老化剂为4-6份，促进剂为5-7份，氧化锌为5-8份，补强剂为30-45份，增塑剂为10-20份，硫化剂为0.5-2.5份，PEG和MDI的混合物为25-45份。

4.如权利要求1至3之一所述的遇水膨胀橡胶复合材料，所述的PEG与MDI二者按等摩尔比混合配制，PEG的分子量是2000、4000、6000、20000、40000或更高。

5.如权利要求1至3之一所述的遇水膨胀橡胶复合材料，所述橡胶为丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶或其任意混合物；高吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠和淀粉接枝改性聚丙烯酸钠；金属离子封闭剂为乙二胺四乙酸钠盐；固体软化剂为硬脂酸、松香；硫化剂为硫磺、过氧化二异丙苯(DCP)和DTDM；补强剂是白炭黑或炭黑；促进剂是二硫化二苯并噻唑或环己基苯并噻唑次磺酰胺；防老化剂是甲基二氢化喹啉聚合体；增塑剂为饱和及不饱和脂肪酸锌皂；着色剂为无机颜料，如钛白粉、氧化铁红、氧化高镍。

6.权利要求1至5之一所述的遇水膨胀橡胶复合材料的制备方法，由以下步骤组成：

(a)先将计量的橡胶和高吸水树脂、金属离子封闭剂在开炼机中混炼；

(b)再加入固体软化剂、着色剂、防老化剂和促进剂在开炼机中混炼；

(c)接着加入氧化锌、补强剂和增塑剂在开炼机中混炼；

(d)最后加入硫化剂后在开炼机上进行混炼，制得混合物A；

(e)将聚乙二醇和MDI按等摩尔比混合均匀，得到混合物B；

(f)将混合物A与B在开炼机上混炼，下片、冷却；

(g)将产物放入模具中，在平板硫化机上硫化，得到遇水膨胀的橡胶复合材料。

7.一种超细橡胶膨胀粒子，其由权利要求1-5之一所述的遇水膨胀橡胶复合材料制成。

8.如权利要求7所述的超细橡胶膨胀粒子，将权利要求1-5之一所述的遇水膨胀橡胶复合材料机械方法磨碎成超细橡胶粒子，再用分子振动筛对该橡胶粒子进行粒径大小分级，得到微米级的橡胶膨胀粒子。

9.如权利要求7所述的超细橡胶膨胀粒子，所述的膨胀粒子淡水中膨胀倍率可达500％至4000％；在矿化度1万的水中，膨胀倍率300％至800％，在矿化度10万的水中，膨胀倍率150％至400％。

10.由权利要求1-5之一所述的遇水膨胀橡胶复合材料或权利要求7-9之一所述的超细橡胶膨胀粒子作为调剖堵水材料在油藏深部地层的大孔道或高渗条带封堵中的用途。