[發明專利]一種泥漿泵活塞用聚丙烯酸酯改性聚氨酯材料及制備方法

在審

• 申請號: 202010615759.6
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111732693A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 胡先海;胡鵬威;徐艷;章旭
• 申請（專利權）人: 合肥小陀螺新材料科技有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/14;C08F220/18;C08F212/08;C08G18/76;C08G18/67;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/10;C08G18/38
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發明公開一種泥漿泵活塞用聚丙烯酸酯改性聚氨酯材料及制備方法，包括步驟：將聚合多元醇抽真空脫水；在聚合多元醇加入多異氰酸酯，然后升溫反應形成第一反應物，在反應過程中添加溶劑；對第一反應物降溫并加入丙烯酸酯類單體和引發劑，保溫反應形成第二反應物；對第二反應物降溫并加入磷酸進行攪拌后，真空除溶劑，降溫獲得預聚體，預聚體密封保持；對預聚體升溫并真空脫氣泡；對模具調溫保溫；將擴鏈劑熔融后倒入預聚體中攪拌，攪勻后倒入已預熱的模具中，待固化后用恒溫進行第一次熟化，再次進行第二次熟化；本發明的材料具有耐腐蝕、耐磨、耐油、耐熱性、耐撓性、耐水的優點，還具有尺寸穩定性好、機械強度高和使用壽命長的特點。

技術領域

本發明涉及石油鉆井泥漿泵活塞材料技術領域，具體涉及一種泥漿泵活塞用聚丙烯酸酯改性聚氨酯材料及制備方法。

背景技術

泥漿泵是石油開發中鉆井、修井作業的重要裝備，其作用是在作業時以高壓向井底輸送高粘、大比重、含沙量較高鉆井液鉆井液，沖洗井底、破碎巖石、冷卻潤滑鉆頭，并將巖屑攜帶返回地面。泥漿泵活塞是泥漿泵在鉆井過程中最重要部件之一，其工作環境十分惡劣。在鉆井過程中，泥漿泵活塞損壞而頻繁更換，大大降低了鉆井工作效率，影響生產進度，并且在更換泥漿泵活塞的費用上也浪費巨大。

聚氨酯(PU)彈性體是由分子鏈段由軟、硬鏈段交替組成，具有卓越的耐磨、柔性好、耐紫外線、耐低溫等優點，常作為泥漿泵活塞的材料使用。但由于自身結構的限制，聚氨酯彈性體也有許多不足之處，其分子鏈內剛性基團少，耐熱性及力學性能差，不能在高溫高頻條件下長期使用，使用溫度不能超過120℃，應用受限。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

為解決上述技術缺陷，本發明采用的技術方案在于，提供一種泥漿泵活塞用聚丙烯酸酯改性聚氨酯材料的制備方法，包括步驟：

S1，將聚合多元醇抽真空脫水；

S2，在所述聚合多元醇加入多異氰酸酯，然后升溫反應形成第一反應物，在反應過程中添加溶劑；

S3，對所述第一反應物降溫并加入丙烯酸酯類單體和引發劑，保溫反應形成第二反應物；

S4，對所述第二反應物降溫并加入磷酸進行攪拌后，真空除所述溶劑，降溫獲得預聚體，所述預聚體密封保持；

S5，對所述預聚體升溫并真空脫氣泡；

S6，對模具調溫保溫；

S7，步驟S5、步驟S6完成后，將擴鏈劑熔融后倒入所述預聚體中攪拌，攪勻后倒入已預熱的所述模具中，待固化后用恒溫進行第一次熟化，出模獲得預熟化材料；

S8，對所述預熟化材料再次進行第二次熟化，獲得泥漿泵活塞用聚丙烯酸酯改性聚氨酯材料。

較佳的，所述泥漿泵活塞用聚丙烯酸酯改性聚氨酯材料在制備過程中以摩爾比計包括以下原料：8～12的所述聚合物多元醇、6～10的所述多異氰酸酯、2～4的所述擴鏈劑、10～15的所述溶劑、6～8的所述丙烯酸酯類單體、0.01～0.02的所述引發劑、0.1～0.3的所述磷酸。

較佳的，所述聚合物多元醇為聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一種或者一種以上的混合物。

較佳的，所述多異氰酸酯為芳香族多異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯中的一種或者一種以上的混合物。

較佳的，所述擴鏈劑為4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，5-二甲硫基甲苯二胺、2，4-甲苯二胺中的一種或者一種以上的混合物。

較佳的，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、丁酮、丙酮中的一種或者一種以上的混合物。