一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法

文档序号:9466092阅读:1283来源:国知局
一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新材料技术领域,具体设及一种耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 氣橡胶是主链或侧链的碳原子上还有氣原子的合成高分子弹性体,其广泛用于航 天、军工、汽车、石油化工等领域。随着科学技术的发展,橡胶密封材料的使用环境愈发苛 亥Ij,尤其在石油化工行业,石油钻井的深度越来越深,压力、溫度也越来越高,加上地底的恶 劣环境,尤其是氨氣酸,对于橡胶密封件腐蚀较大,严重影响总体设备的使用。然而,现有氣 橡胶制品在高溫高压环境下其耐氨氣酸性能较差,且耐高压氣橡胶一般要求高硬度,但是 高硬度的氣橡胶工艺性能较差,生产出的密封产品合格率低。

【发明内容】

[0003] 本发明的一个目的在于提供一种耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶及其制备方法。
[0004] 为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为: 阳0化]一种耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶,各组分按重量份数计为:氣胶生胶60~80 份,全氣酸橡胶20~40份,纳米炭黑55~60份,过氧化物硫化剂2~4份,硫化助剂3~ 5份,分散流动剂1~3份,分散流动助剂2~4份;其中氣胶生胶与全氣酸橡胶两者之和 为100份。
[0006] 按上述方案,所述氣胶生胶为G系列氣胶生胶,其氣含量为69~70%。
[0007] 按上述方案,所述全氣酸橡胶耐溫范-40°C~320°C。
[0008] 按上述方案,所述纳米炭黑为纳米炭黑N990。
[0009] 按上述方案,所述过氧化物硫化剂为101粉状硫化剂。
[0010] 按上述方案,所述硫化助剂为TAIC-70硫化助剂。
[0011] 按上述方案,所述分散流动剂为栋桐蜡。
[0012] 按上述方案,所述分散流动助剂的型号为CTS或HT290。
[0013] 上述耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶的制备方法,包括如下步骤:
[0014] (1)按重量配比称取氣胶生胶60~80份和全氣酸橡胶20~40份,氣胶生胶和全 氣酸橡
[0015] 胶之和为100份,将氣胶生胶和全氣酸橡胶置于开炼机上混合均匀并薄通;
[0016] 似将纳米炭黑55~60份,过氧化物硫化剂2~4份,硫化助剂3~5份,分散流 动剂1~3份,分散流动助剂2~4份依次加入开炼机并混合均匀,出片得到氣胶混炼胶;
[0017] (3)将氣胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化,待硫化完成后取出成品进行二次 硫化,得到最终产品。 阳0化]按上述方案,步骤(3)所述硫化的条件为175°C~185°C、8min~10min、8~IOMpaO
[0019] 按上述方案,步骤(3)所述二次硫化的条件为:200°C~230°C二次硫化14h~ 1化。
[0020] 本发明的有益效果如下:(1)本发明采用G系列氣橡胶并用全氣酸橡胶提高氣含 量,利用过氧化物硫化体系,通过二者的共硫化,同时获得耐高溫及耐氨氣酸性能;(2)本 发明采用热裂解炭黑N990提高材料的断裂拉伸强度及抗压性能;采用分散流动剂及分散 流动助剂,能在材料硬度较高时保持材料的加工性能及弹性;过氧化物硫化剂及助剂的加 入可在保持材料的性能的前提下缩短硫化时间,提高生产效率;(3)采用本发明制备的氣 橡胶材料能在高溫(250°C~300°C)高压(120MPa~150MPa)强酸性(氨氣酸)工况条件 下满足密封功能。
【具体实施方式】
[0021] 为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。 阳0巧 实施例1
[0023] 一种耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶,各组分配比见表1,
[0024] 表1耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶 阳0巧]
[00%] 本实施例所述耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶通过如下方法制备得到:
[0027] (1)按重量配比称取氣胶生胶80份和全氣酸橡胶20份,将氣胶生胶和全氣酸橡胶 置于开炼机上混合均匀并薄通;
[0028] (2)将纳米炭黑55份,过氧化物硫化剂2份,硫化助剂3份,分散流动剂1份,分散 流动助剂2份依次加入开炼机并混合均匀,出片得到氣胶混炼胶;
[0029] (3)将氣胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化,硫化条件为175°C,lOmin,机台压 力为lOMPa,待硫化完成后取出成品置于烘箱中进行二次硫化(200°C,1化),得到最终产 品。
[0030] 将本实施例制备得到的最终产品(氣橡胶)在23°C条件下进行测试,其测试结果 见表2,由表2中数据结果可W看出:该实施例制备得到的氣橡胶在250°C条件下物理性能 变化很小,且在此溫度条件下耐压性能优越(压缩永久变形值小),且在氨氣酸中性能变化 很小。
[0031] 表2氣橡胶的性能测试
阳〇3引实施例2
[0034] 一种耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶,各组分配比见表3,
[0035] 表3耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶
[0036]
[0037] 本实施例所述耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶通过如下方法制备得到:
[0038] (I)按重量配比称取氣胶生胶70份和全氣酸橡胶30份,将氣胶生胶和全氣酸橡胶 置于开炼机上混合均匀并薄通;
[0039] 似将纳米炭黑60份,过氧化物硫化剂3份,硫化助剂4份,分散流动剂2份,分散 流动助剂3份依次加入开炼机并混合均匀,出片得到氣胶混炼胶;
[0040] (3)将氣胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化,硫化条件为180°C,9min,机台压 力为lOMPa,待硫化完成后取出成品置于烘箱中进行二次硫化(220°C,巧h),得到最终产 品。
[0041] 将本实施例制备得到的最终产品(氣橡胶)在23°C条件下进行测试,其测试结果 见表4 :
[0042] 表4耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶
[0044]由表4中数据结果可W看出:该实施例制备得到的氣橡胶在280°C条件下物理性 能变化很小,且在此溫度条件下耐压性能优越(压缩永久变形值小),且在氨氣酸中性能变 化很小。 W45] 实施例3
[0046] 一种耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶,各组分配比见表5,
[0047] 表5耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶
[0048]

[0049] 本实施例所述耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶通过如下方法制备得到:
[0050] (1)按重量配比称取氣胶生胶60份和全氣酸橡胶40份,将氣胶生胶和全氣酸橡胶 置于开炼机上混合均匀并薄通;
[0051] 似将纳米炭黑60份,过氧化物硫化剂4份,硫化助剂4份,分散流动剂2份,分散 流动助剂4份依次加入开炼机并混合均匀,出片得到氣胶混炼胶;
[0052] (3)将氣胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化,硫化条件为185°C,8min,机台压 力为lOMPa,待硫化完成后取出成品置于烘箱中进行二次硫化(230°C,14h),得到最终产 品。
[0053] 将本实施例制备得到的最终产品(氣橡胶)在23°C条件下进行测试,其测试结果 见表6,由表6中数据结果可W看出:该实施例制备得到的氣橡胶在300°C条件下物理性能 变化较小,且在此溫度条件下耐压性能较好(压缩永久变形值小),且在氨氣酸中变化很 小。
[0054] 表6耐高溫高压耐氨氣酸的氣橡胶
[0056] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例,而并非对实施方式的限制。对 于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可W做出其它不同形式的变化或 变动。运里无需也无法对所有的实施方式予W穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变 动仍处于本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,各组分按重量份数计为:氟胶生 胶60~80份,全氟醚橡胶20~40份,纳米炭黑55~60份,过氧化物硫化剂2~4份,硫化助剂 3~5份,分散流动剂1~3份,分散流动助剂2~4份;其中氟胶生胶与全氟醚橡胶两者之和为 100 份。2. 根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,所述氟胶生胶 为G系列氟胶生胶,其氟含量为69~70%。3. 根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,所述全氟醚橡 胶的耐温范围为_40°C~320°C。4. 根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,所述纳米炭黑 为纳米炭黑N990。5. 根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,所述过氧化物 硫化剂为101粉状硫化剂。6. 根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,所述硫化助剂 为TAIC-70硫化助剂。7. 根据权利要求1所述的耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶,其特征在于,所述分散流动 剂为棕榈蜡。8. 权利要求1~7任一所述耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶的制备方法,其特征在于,包 括如下步骤: (1) 按重量配比称取氟胶生胶60~80份和全氟醚橡胶20~40份,氟胶生胶和全氟醚橡 胶之和为100份,将氟胶生胶和全氟醚橡胶置于开炼机上混合均匀并薄通; (2) 将纳米炭黑55~60份,过氧化物硫化剂2~4份,硫化助剂3~5份,分散流动剂1~3 份,分散流动助剂2~4份依次加入开炼机并混合均匀,出片得到氟胶混炼胶; (3) 将氟胶混炼胶置于平板硫化剂模具中硫化,待硫化完成后取出成品进行二次硫化, 得到最终广品。9. 根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述硫化的硫化条件为 175°C ~185°C、8min~10min、8~10Mpa。10. 根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述二次硫化的条件为: 200°C~230°C,二次硫化 14h~16h。
【专利摘要】本发明属于高新性高分子结构材料的制备技术领域,具体涉及一种耐高温高压耐氢氟酸的氟橡胶及其制备方法。所述氟橡胶的各组分按重量份数计为:氟胶生胶60~80份,全氟醚橡胶20~40份,纳米炭黑55~60份,过氧化物硫化剂2~4份,硫化助剂3~5份,分散流动剂1~3份,分散流动助剂2~4份;其中氟胶生胶与全氟醚橡胶两者之和为100份。本发明制备的氟橡胶材料能在高温(250℃~300℃)高压(120MPa~150MPa)强酸性(氢氟酸)工况条件下满足密封功能。
【IPC分类】C08K5/14, B29C35/02, C08L27/12, C08L71/03, C08K5/3492, C08L91/06, C08K3/04
【公开号】CN105218985
【申请号】CN201510710424
【发明人】梁宇, 郑磊
【申请人】湖北派克密封件有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月28日
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