[發明專利]一種遇水膨脹橡膠復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310464821.6
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103570985A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 劉承杰;汪廬山;王濤;靳彥欣;李再峰;徐鵬;宋岱峰;尹相文;付琛;張雁
• 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勝利油田分公司采油工藝研究院
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L7/00;C08L9/06;C08L23/22;C08L33/02;C08L51/02;C08L75/08;C08K13/02;C09K8/512
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1.一種遇水膨脹橡膠復合材料，按重量份所述橡膠復合材料由以下組分組成：橡膠為100份，高吸水樹脂為30-100份，金屬離子封閉劑2-10份，固體軟化劑為0.5-2.5份，著色劑0.5-3.5份，防老化劑為1-7份，促進劑為1-7份，氧化鋅為1-8份，補強劑為5-45份，增塑劑為5-20份，硫化劑為0.1-2.6份，聚乙二醇(PEG)和4，4’-二異氰酸酯二苯基甲烷(MDI)的混合物為5-45份。

2.如權利要求1所述的遇水膨脹橡膠復合材料，按重量份所述橡膠復合材料由以下組分組成：

橡膠為100份，高吸水樹脂為70-90份，金屬離子封閉劑3-8份，固體軟化劑為0.5-2份，著色劑1-3份，防老化劑為2-6份，促進劑為3-7份，氧化鋅為3-8份，補強劑為15-45份，增塑劑為10-20份，硫化劑為1.5-2.5份，PEG和MDI的混合物為20-45份。

3.如權利要求1所述的遇水膨脹橡膠復合材料，按重量份所述橡膠復合材料由以下組分組成：

橡膠為100份，高吸水樹脂為80-90份，金屬離子封閉劑3-6份，固體軟化劑為1-2份，著色劑2-3份，防老化劑為4-6份，促進劑為5-7份，氧化鋅為5-8份，補強劑為30-45份，增塑劑為10-20份，硫化劑為0.5-2.5份，PEG和MDI的混合物為25-45份。

4.如權利要求1至3之一所述的遇水膨脹橡膠復合材料，所述的PEG與MDI二者按等摩爾比混合配制，PEG的分子量是2000、4000、6000、20000、40000或更高。

5.如權利要求1至3之一所述的遇水膨脹橡膠復合材料，所述橡膠為丁腈橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠或其任意混合物；高吸水樹脂為聚丙烯酸鈉、聚甲基丙烯酸鈉和淀粉接枝改性聚丙烯酸鈉；金屬離子封閉劑為乙二胺四乙酸鈉鹽；固體軟化劑為硬脂酸、松香；硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯(DCP)和DTDM；補強劑是白炭黑或炭黑；促進劑是二硫化二苯并噻唑或環己基苯并噻唑次磺酰胺；防老化劑是甲基二氫化喹啉聚合體；增塑劑為飽和及不飽和脂肪酸鋅皂；著色劑為無機顏料，如鈦白粉、氧化鐵紅、氧化高鎳。

6.權利要求1至5之一所述的遇水膨脹橡膠復合材料的制備方法，由以下步驟組成：

(a)先將計量的橡膠和高吸水樹脂、金屬離子封閉劑在開煉機中混煉；

(b)再加入固體軟化劑、著色劑、防老化劑和促進劑在開煉機中混煉；

(c)接著加入氧化鋅、補強劑和增塑劑在開煉機中混煉；

(d)最后加入硫化劑后在開煉機上進行混煉，制得混合物A；

(e)將聚乙二醇和MDI按等摩爾比混合均勻，得到混合物B；

(f)將混合物A與B在開煉機上混煉，下片、冷卻；

(g)將產物放入模具中，在平板硫化機上硫化，得到遇水膨脹的橡膠復合材料。

7.一種超細橡膠膨脹粒子，其由權利要求1-5之一所述的遇水膨脹橡膠復合材料制成。

8.如權利要求7所述的超細橡膠膨脹粒子，將權利要求1-5之一所述的遇水膨脹橡膠復合材料機械方法磨碎成超細橡膠粒子，再用分子振動篩對該橡膠粒子進行粒徑大小分級，得到微米級的橡膠膨脹粒子。

9.如權利要求7所述的超細橡膠膨脹粒子，所述的膨脹粒子淡水中膨脹倍率可達500％至4000％；在礦化度1萬的水中，膨脹倍率300％至800％，在礦化度10萬的水中，膨脹倍率150％至400％。

10.由權利要求1-5之一所述的遇水膨脹橡膠復合材料或權利要求7-9之一所述的超細橡膠膨脹粒子作為調剖堵水材料在油藏深部地層的大孔道或高滲條帶封堵中的用途。