[发明专利]一种低门尼高耐油性橡胶、制备方法及在螺杆泵定子上的应用

说明书

技术领域

本发明专利属于橡胶材料领域，尤其涉及一种螺杆泵定子用橡胶。

背景技术

随着石油钻采行业的不断发展，对橡胶制品的要求越来越高，要求橡胶具有优良的耐油性，能满足油井对螺杆泵定子橡胶的性能要求；具有低门尼粘度，能满足橡胶注射硫化、挤出等生产要求，工艺性好；耐油前、后均具有良好的物理机械性能，能满足橡胶在复杂井况下的使用要求，提高其使用寿命。

目前国内许多厂家生产的定子橡胶的工作温度范围是低于80℃，如果要达到更高的温度则要使用特殊性丁腈橡胶，例如氢化丁腈橡胶(HNBR)。这是因为氢化丁腈橡胶其饱和的聚合物主链与具有强极性和惰性的丙烯腈官能团结合，具有优异的耐热、耐油和耐磨性能，是耐油聚合物，能完全满足油井中产品的性能要求。

公告号CN103804738A的专利文献公开了一种高温定子橡胶材料及其制备方法，本发明公开了一种高温定子橡胶材料，主要是用丙烯腈含量为39％，门尼粘度39，残余双键含量≤0.9的氢化丁腈橡胶和丙烯腈含量33％，门尼粘度77，残余双键含量3.5％的羧基氢化丁腈橡胶并用，通过调整硫化体系，使得丁腈橡胶与羧基氢化丁腈橡胶共硫化，达到耐高温的要求。

公告号CN101891908A的专利公开了一种多功能ZnO晶须增强螺杆泵用定子橡胶材料，本发明公开了一种可以克服橡胶强度低、塑性差、耐磨性能及化学稳定性不足等缺陷的橡胶，主要是在65％丁腈橡胶(NBR)中添加改性纳米氧化锌和改性氧化锌晶须以及其它橡胶助剂炼制而成。通过氧化锌晶须对NBR进行改性从而提升橡胶制品强度、塑性及其化学稳定性、热稳定性等综合使用性能，从而延长制品的使用寿命。

公告号CN101624456A的专利公开了一种螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法，本发明公开了一种在氢化丁腈橡胶中添加有机化蒙脱土(OMMT)、纳米氧化锌以及其它橡胶助剂炼制而成。本发明解决了螺杆泵橡胶定子材料成本高、力学性能差的问题。

经查询发现，目前已有专利将氢化丁腈橡胶运用于螺杆泵定子橡胶材料，但大多数专利侧重在提高氢化丁腈橡胶的物理或化学性能，如耐高温性能、力学性能差等方面，较少有专利涉及氢化丁腈橡胶具备较好物理性能，且能较好地满足和实际生产的要求。

发明内容

本发明提供一种低门尼高耐油性橡胶，其配方质量份为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌5-10份，硬脂酸1-3份，中超炭黑30-40份，高耐磨炭黑30-40份，增塑剂8-18份，防老剂1-3份，流动剂0-3份，促进剂2.5-3.5份，硫化剂0.8-1.5份。

优选地，所述低门尼高耐油性橡胶中氢化丁腈橡胶的丙烯腈含量低于为43％，ML(1+4)100℃门尼粘度低于42，残余双键数大于5.5％。

优选地，所述增塑剂为醚酯类增塑剂TP-95。

优选地，所述防老剂为对苯二胺类防老剂和咪唑类防老剂的混合制剂，对苯二胺类防老剂和咪唑类防老剂的重量比为5:2，其中对苯二胺类防老剂包括4010NA、4010或DDA中的任意一种；咪唑类防老剂包括MB或MBZ中的任意一种。

优选地，所述促进剂为噻唑类和次磺酰胺类并用。

优选地，所述硫化剂为硫磺。

优选地，所述流动剂为特殊胶加工助剂。

优选地，所述特殊胶加工助剂化学成分为饱和脂肪酸酯。

本发明的另一目的在于提供一种低门尼高耐油性橡胶的制备方法，具体包括如下步骤：

1)生胶塑炼：先将辊距调到1mm，将称量好的氢化丁腈橡胶放在辊筒上，使生胶包辊，并保证有一定的积胶，塑炼至少15次，然后下片、冷却，停放4-8h，再将停放后的胶料进行第二次塑炼，再次下片、冷却和停放；

2)胶料混炼：将辊距调到6-8mm，往步骤1)制得的塑炼胶料中先加入防老剂、氧化锌和硬脂酸，待胶料混炼3-4分钟后，交替加入炭黑、流动剂和增塑剂，继续混炼20-30分钟，再加入左右拉刀8次制得混炼胶Ⅰ。

3)加促进剂和硫化剂：在步骤2)中制得的混炼胶中加入促进剂、硫化剂，左右拉刀使促进剂、硫化剂均匀混入胶料中，制得混炼胶Ⅱ。

4)胶料薄通：待步骤3)中促进剂和硫化剂混合均匀后，左右拉刀8次，打三角包3次后下料。将辊筒辊距调到最小至0.5mm后投入混炼胶薄通5次，下料，制得混炼胶Ⅲ。

5)胶料停放：将步骤4)中制得的混炼胶Ⅲ在室温下停放16-24小时，制得螺杆泵定子橡胶。

本发明采用上述配方及制备方法制得的橡胶应用于螺杆泵定子橡胶上。