[发明专利]一种用于油田抽油泵密封的氟硅橡胶材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于油田抽油泵密封的氟硅橡胶材料及其制备方法，属于抽油泵装备技术领域。本发明制备得到的氟硅橡胶，采用了表面具有较多羟基的富勒醇进行活化，使其可以与硅烷偶联剂进行接枝反应，得到了表面修饰了硅氧烷的富勒烯；而硅氧烷能够在与D4和氟硅氧烷进行水解聚合反应，使得富勒烯修饰于聚硅氧烷的网络中，以此作为硅橡胶的基料，通过将硅橡胶基料与填料混合并进行硫化后，得到的富勒烯修饰的硅橡胶具有明显的耐油性能和机械性能。

技术领域

本发明涉及一种用于油田抽油泵密封的氟硅橡胶材料及其制备方法，属于油泵装备技术领域。

背景技术

抽油泵是由抽油机带动把井内原油抽到地面的常用井下装置。普通抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排除阀四大部分组成。按照抽油泵在井下的固定方式，可分为管式泵和杆式泵。抽油泵是抽油的井下设备。它所抽汲的液体中含有砂、蜡、水、气及腐蚀性物质，又在数百米到上千米的井下工作，泵内压力可能高达10MPa以上。所以，它的工作环境复杂，条件恶劣，而泵工作的好坏又直接影响到油井产量。因此抽油泵一般应满足下列要求：(1)结构简单、强度高、质量好、连接部分密封可靠；(2)制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长；(3)规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强；(4)便于起下；(5)在结构上应考虑防砂、防气，并带有必要的辅助设备。

通常在抽油泵中使用的密封材料在硅橡胶等材料，其具有较强的表面极性，因此可以起到耐油的作用。硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。

但是由于油田抽油作业时，井下条件恶劣、高压、高油以及高温条件下，会使得氟硅橡胶在长期使用后，存在着强度下降、密封性不好的问题。

发明内容

本发明的目的是：针对高温油泵使用的氟硅橡胶存在的长时间使用强度下降、密封性不好的问题，提出了一种富勒烯增强的耐油、耐高温的氟硅橡胶密封材料。

技术方案是：

一种用于油田抽油泵密封的氟硅橡胶材料，包括按重量份计的如下组分：

富勒烯修饰的氟硅油100份、白炭黑20～25份、云母粉10～12份、硫化剂0.5～1份。

进一步地，所述的富勒烯修饰的氟硅油的制备方法，包括如下步骤：

S1：

其中，是指富勒醇。

进一步地，所述的制备方法，包括如下步骤：

S1：将富勒醇、氢化钠、N，N-二甲基甲酰胺按照重量比10：0.5～1：300～400加入至反应器中，于20～35℃下处理30～60min，将产物离心分离后，用乙醇洗涤；

S2：按照重量比1：80～100，将步骤S1中得到的产物加入至含有1～5wt％的KH560的二甲苯中，在氮气气氛下于85～95℃下反应1～5h，将产物进行离心分离，并用乙醇洗涤，得到硅烷偶联剂修饰的富勒烯；

S3：将八甲氧环四硅氧烷(D4)、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂修饰的富勒烯、催化剂按照重量比1：5～8：0.5～1：0.05～0.06混合均匀，在氮气气氛下升温至85～90℃，然后滴加γ-三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)，D3F与D4的重量比1：3～5，滴加完毕后，升温至105～160℃下反应2～4h，再升温至175～185℃减压蒸出低沸点物质，得到富勒烯修饰的氟硅油。

进一步地，所述的催化剂是Pt催化剂。

用于油田抽油泵密封的氟硅橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：