[發明專利]一種硅橡膠/聚氨酯合成的地震物理模型材料及制備方法

有效

• 申請號: 201310217283.0
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN104211891A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 劉東方;王輝明;薛詩桂;李呈呈;楊麗
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08L83/04;C08L75/08;C08K5/5415;G09B23/40
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 周媛

技術領域

本發明涉及地球物理勘探領域，進一步地說，涉及一種硅橡膠/聚氨酯合成的地震物理模型材料及制備方法。

背景技術

地震物理模擬是在實驗室利用超聲波模擬野外地震波，通過超聲波換能器激發和接受信號，是研究地震波傳播規律的有效手段，在實驗室里制作符合實際地質構造的物理模型，研究地震波在復雜構造中的運動學和動力學特征，制作物理模型的材料必須具備一定的地質特性，現在各大院所和高校主要使用環氧樹脂和硅橡膠合成地震物理模型材料，通過改變環氧樹脂與硅橡膠的配比來改變材料聲波傳播速度，速度可以有1000m/s-2600m/s漸變，可以根據地層速度需要制作出速度不同的物理模型。但環氧樹脂與硅橡膠復合材料仍有以下三個缺點：

一是由于硅橡膠的界面張力較小，與環氧樹脂相容性較差，混合后容易出現分層現象，在模型澆注后，環氧樹脂下沉，硅橡膠上浮，產生底層與上部速度不均勻現象，特別是在制作大模型時，一個厚層如果多次澆注，就會產生很多薄互層，與實際要求截然不同，嚴重影響物理模擬精度。

二是現有配方中環氧樹脂一般使用固化劑593，因為593活性較高，使每次澆筑厚度在1cm-2cm，否則會出現局部過熱導致模型開裂，嚴重影響制模效率和制模精度。

三是由于環氧樹脂與硅橡膠的相容性差，導致復合材料的穿透性變弱，特別是配置低速層時，硅膠含量在60%-80%時，穿透性較差，對制作大模型不利。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種硅橡膠/聚氨酯合成的地震物理模型材料及制備方法。使用硅橡膠和與硅橡膠相容性較好的聚氨酯材料，通過改變硅橡膠與聚氨酯的配比，制作出聲波傳播速度由1050m/s-1550m/s漸變的復合材料。克服了材料之間相容性差導致分層的現象，提高了每次澆注量，新的復合材料具有較高的穿透性，為大模型的制作奠定了基礎。

本發明的目的之一是提供一種硅橡膠/聚氨酯合成的地震物理模型材料。

包括澆注成型的以下物質：

硅橡膠??????100重量份；

交聯劑??????5-15重量份；優選5-10重量份；

促進劑??????0.2-2重量份；優選0.2-1.5重量份；

二異氰酸酯??2-100重量份，優選5-100重量份；

聚醚多元醇??5-200重量份優選10-200重量份。

所述交聯劑為正硅酸酯類交聯劑；優選正硅酸乙酯；

所述促進劑為金屬有機錫類促進劑；優選二月桂酸二丁基錫。

因為二異氰酸酯和聚醚多元醇是液態低聚物，便于與液態硅橡膠混合，又在混合時反應生成高聚物，如果直接用聚氨酯，只能起到填充作用，分子量低會析出，分子量高的難以混合，所以用液態雙組分的低聚物。

本發明的目的之二是提供一種硅橡膠復合聚氨酯合成的地震物理模型的制備方法。

包括：將所述組分按所述用量混合均勻后澆注固化制得所述地震物理模型。

可采用現有技術中通常的制備地震物理模型的澆注方法。本發明中可優選按以下步驟進行：

1）將交聯劑、促進劑加入硅橡膠中混合均勻；

2）二異氰酸酯和聚醚多元醇按所述用量混合均勻；加入到混合好的硅橡膠中混合均勻；

3）將步驟（2）中混合好的物料抽真空，澆注成型。

具體可采用以下技術方案：

1．材料預處理

根據模型用料需求，把一定量的硅橡膠、二異氰酸酯和聚醚多元醇放烘箱50℃預熱1小時，然后取出抽真空30分鐘備用。

2．模具預處理

在制作好模具后，在模具內表面涂刷一層脫模涂層，一般使用硅膠做脫模涂層，等硅膠交聯固化后再涂抹一層凡士林。

3．材料配制

按配方稱取處理后的材料，首先稱量硅橡膠，再稱取交聯劑和促進劑，兩助劑混合均勻后加入硅橡膠中攪拌5分鐘，混合均勻；再稱取二異氰酸酯和聚醚多元醇，二異氰酸酯:聚醚多元醇為1：2；將兩組分混合攪拌5分鐘，混合均勻；加入到混合好的硅橡膠中，再混合攪拌5分鐘使復合材料混合均勻。

4．抽真空澆注模型

材料配好并攪拌均勻后，抽真空處理5分鐘，除去材料中的氣泡后倒入封裝好的模具內，反應24小時后即可脫模。