[發明專利]一種提高力學性能的丁腈橡膠組合物

在審

• 申請號: 201310424309.9
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103509212A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 段偉克;付興旺
• 申請（專利權）人: 河北博路天寶石油設備制造有限公司
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L67/00;C08K13/04;C08K7/08;C08K3/22;C08K5/098
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

技術領域

????本發明涉及高分子材料制備，涉及一種用于油井密封的丁腈橡膠組合物，此種組合物可用于制備防噴器密封的非金屬橡膠密封制品。

背景技術

在石油天然氣鉆井施工中，為安全的鉆過高壓油、氣層并避免發生鉆井井噴失控事故，需要在鉆井的井口上安裝防噴器裝置。當井筒內的壓力小于地層壓力時，井下地層中的油、氣、水進入井筒并形成溢流或井涌，嚴重時可發生鉆井井噴和著火事故。防噴器的作用就是當井內出現溢流、井涌時可快速及時關閉井口，防止井噴事故的發生。近幾年隨著國家對油氣開采過程的井控安全要求不斷提高，更為安全可靠、操作方便，并能快速關閉和開啟井口的防噴器裝置成為人們關注的重點。而防噴器核心密封件就是非金屬橡膠密封制品，提高防噴器橡膠密封制品的力學性能，使其在防噴器密封過程中更為可靠，成為目前防噴器制造企業研究的重點。

丁腈橡膠是油氣田開采過程中常用的一種耐油橡膠材料，隨著近些年油氣井鉆進深度不斷增加，油氣井工況越發惡劣，丁腈橡膠在使用過程中出現大量問題，如硬度變軟或變硬、在規定時間內膠芯無法回彈到位、拉伸強度和斷裂伸長率不穩定影響密封效果等。這些問題直接影響鉆井過程中對防噴器密封效果的要求。防噴器膠芯國外主要有Hydril、Cameron、Shaffer三家公認質量比較穩定可靠，但是其價格昂貴、供貨周期長，因此亟待進行防噴器膠芯密封材料的開發替代進口產品。

現有丁腈橡膠制品的缺陷：使用過程中硬度變軟或變硬、在規定時間內膠芯無法回彈到位、拉伸強度和斷裂伸長率不穩定影響密封效果。

發明內容

本發明為解決現有防噴器膠芯使用的橡膠易老化、無法回彈到位、拉伸強度和斷裂伸長率不穩定導致膠芯密封效果差的技術問題，設計了一種提高力學性能的丁腈橡膠組合物，利用該組合物，可以得到具有較好力學性能的丁腈橡膠組合物，并能用于防噴器橡膠密封制品。

本發明為實現發明目的采用的技術方案是，一種提高力學性能的丁腈橡膠組合物，該組合物以丁腈橡膠為主料，以丁腈橡膠為100重量份計，所述組合物中包括：

丁腈橡膠???????????????????????100份,

促進劑?????????????????????????1-5份，

防老劑?????????????????????????1-3份，

納米氧化鋅粉??????????????????8-10份，

交聯劑?????????????????????0.5-1.5份，

增強填料?????????????????????30-60份，

無機填料??????????????????????5-10份，

?T-ZnOw四針狀氧化鋅晶須?????0.5-10份，

偶聯劑???????????????????????0.2-5份,

甲基丙烯酸鎂??????????????????5-15份，

聚酯短纖維????????????????????1-10份。

本發明采用硬質炭黑N330、N550、N660作為增強材料，均具有良好的力學性能，為調節產品硬度，還可調節炭黑的用量，滿足不同需求。

本發明采用T-ZnOw四針狀氧化鋅晶須，利用其完整結構所帶來的高強度和高模量，來增強高分子，其立體的晶型結構分散在基體中起骨架作用，獨特的三維空間結構使其與基體的抓著力更大，增強效果更顯著，使抗拉強度明顯增加，而且橫向和縱向抗拉強度數值基本相同，各向同性地加強基體材料的機械性能，顯著地改善基體強度和加工性能。