吸水膨胀组合物、吸水膨胀材料和吸水膨胀封隔器的制作方法

专利名称：：吸水膨胀组合物、吸水膨胀材料和吸水膨胀封隔器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种吸水膨胀组合物及其应用，还涉及包含该吸水膨胀组合物的吸水膨胀材料及其应用，以及由该吸水膨胀材料制成的封隔器，尤其是适用于油井专用设备的封隔器。
背景技术：
：本发明涉及到一种封隔油、水层，调整采油剖面的井下工具，该工具特别适用于出水比较严重的采油井。在生产和修井时，通常将油管和套管或井壁之间的环形空间封隔成上、下几个部分，控制或关闭一些储层。在采油过程中，对井下高渗透层进行有选择性地封堵，可以实现降低原油含水量的目的。对于中后期油井而言，己进入高含水阶段，降水、节能成为人们首要关注的问题，因此封隔器的研究，一直是个热门课题。检索到2005年底为止，我国己有近700个封隔器专利申报，这些封隔器有各种用途和工作原理。目前采用的油井封隔器，有机械式、水力式、自封式等多种形式，每个封隔器的设计都有其奇巧之处。大多数封隔器共同缺点是结构较复杂，操作费用高，能耗大。为了简化封隔器的结构，研究者们致力于研究自膨胀式新式油井封隔器。如CN1452686A(W002120941A1)利用橡胶自膨胀原理，外加保护套和加固件；CN1236857A由C3-C7烃类衍生物网状高聚物，制成自封式胶筒；CN2386189Y由遇水膨胀胶筒和一套组合件构成；CN1249390是利用遇水膨胀胶碗和配套工具构成；CN1330205A胶筒靠石蜡熔后体积变大而膨胀；CN2119498V是利用胶筒内注入热胀剂而成；CN2617909Y是由胶筒和一套配合件构成；U.S.6073692利用水力或机械力引起截面形状改变而膨胀;U.S.4886117靠井内流体压力引起膨胀；U.S.4753444由聚芳基酮等组成的密封圈，受纵向压力时径向外扣实现密封；U.S.4137970是由重铬酸钠、甘油、二甘醇乙二醇、聚丙烯酰胺制成的弹性体。类似于上述众多的带有胶筒的封隔器，仍需配套的组合件，靠外力加压，或膨胀剂受热体积变化产在压力。其中提到的胶筒或胶碗，沒有公开橡胶种类、组分、成型工艺等任何技术内容。其实在井下苛刻的高温、高压、酸、碱、油、水、汽工作环境下，不是任何遇水膨胀橡胶(简称为WSR)都能承受的，只提"遇水膨胀橡胶"六个字，又没有实施例支撑，没有实验数据、工艺参数、性能指标等，无法确认该技术方法是否能完成所述的发明任务，不知实际效果如何，本领域的技术人员无法再现该技术的。因为"遇水膨胀橡胶"存在种类不同、制作工艺不同、膨胀原理不同，以及膨胀倍率、耐酸碱能力、耐油水汽能力、耐高温能力、析出物程度、机械強度等一系列差别，只提到遇水膨胀橡胶，是无法实施的。有的WSR在井下液体浸泡时，短期就会变粘而失去使用价值。涉及到WSR专利不多，如CN1563155A由聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯和其它单体共聚制成吸水树脂，再与氯丁橡胶混炼；CN1172117A是由天然橡胶(NR)、高吸水性聚合物、3mm以下木质纤维素粉末辊轧；CN1450105A和CN1421465A，是分别将具体的化合物氢氧化锂和氢氧化钠与不饱和羧酸加到橡胶中混炼，在混炼中碱与羧酸反应，从而制得聚不饱和羧酸金属盐改性的吸水橡胶；CN12263490C将聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、丁基橡胶等组成A、B组分；特开平4-363499由海绵状聚氨酯树脂等组成。在科技论文检索中，也透露一些WSR制法，(J).高分子材料科学与工程，2001,17(4):101-104.提到了聚丙烯酸钠-丁苯橡胶共混制备吸水橡胶方法;(J).化肥设计，2002，40(5):15-18.提到了以NR、聚丙烯酸钠、含聚氧化乙烯嵌段的多嵌段共聚物，用机械共混法；(J).中国铁道科学，2001,22(4):69-73.介绍了亲水性聚氨酯与橡胶硫化物的应用情况；(J).湖北化工，2001，5:11-13.介绍了交联聚丙烯酸钠和NR炼制;(J).橡胶工业,1999,46(6):353-355.用丙烯酸酯树脂和橡胶用物理共混法制备。但目前阶段的论文，为了保护自已的创新点，关键部分往往不公开。WSR是于70年代末开发成功的，是以橡胶为基材，内含亲水性物质或使橡胶带有亲水基团，使橡胶具有吸水膨胀性能的一种新型材料。其特征是吸水时发生膨胀，产生膨胀压力，加压时，水不会被挤出来，加之橡胶自身的弹性，形成双重密封效果。化学接枝法是指将亲水性聚合物如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙二醇等与一些带有特定官能团的弹性体，如氯磺化聚乙烯，通过溶液反应等工艺手段，把亲水性基团或者链段如羟基、羧基、醚基等接枝到橡胶上，制得亲水性橡胶。其主要缺点是l.工艺复杂，如溶液反应要使用、消耗溶剂。2.接枝率低，吸水倍率低。3.需先制成亲水性聚合物再与橡胶接枝，是大分子之间的反应。化学接枝法由于工艺复杂、接枝率低、膨胀率低而未见工业化生产报道。物理共混法由于制法简单、成本低廉、膨胀率高，而得到应用。物理共混法是在橡胶中混炼加入吸水树脂而成。橡胶多是通用的天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)、丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等。吸水树脂是指其结构中含有亲水性基团的聚合物，可以是合成系的，也可以是天然高分子接枝共聚物。但该方法存在如下主要缺点1.吸水树脂通常是颗粒状或细粉末，不易在橡胶中分散均匀。2.吸水树脂和橡胶缺少亲和力，当橡胶膨胀时易析出。因此，人们试图1.将吸水树脂粉碎的很细，文献中提到最好在100Mm以下，小于50Mm更好。2.配方中加入增容剂，增粘剂等组分，已收到一定效果，但如何防止吸水树脂在膨胀时析出这一问题仍是WSR科研的重点。常見的一般吸水剂，如天然高分子接枝共聚物，同合成系一样，都是具有一定硬度的刚性高分子树脂。不论研磨到多细，仍是颗粒状的。假设是球形的，直径在lOOWn，当吸水后体积膨胀500倍，则直径大约0.8mm,不用任何仪器，人眼就可以看的清楚。当切开橡胶后，会看到原来很细的吸水树脂粉末，变成了较大的凝胶颗粒，一粒粒地镶嵌在橡胶中，很容易被橡胶弹性收縮力挤出来，橡胶表面会出现疙瘩不平。综上所述，封隔器的专用WSR应基于以下考虑1.橡胶的选择原则是能承受井下高温、高压等苛刻工作环境的侵蚀。2.吸水材料的选择，应吸水倍率大，不易析出。3.防析剂的正确选择。本发明首次使用的新名词"防析剂"，其定义是能够防止吸水材料从WSR中析出的一类物质。从广义概念讲，"防析剂"应该是能够防止吸水或吸油材料，从膨胀材料中析出而填加的助剂。4.WSR制备工艺简单，封隔器结构简单、制造简单。5.WSR吸水膨胀倍率、膨胀速度能滿足封隔器的封堵要求。因为WSR只有在束缚状态下，吸水后充分膨胀，才会对束缚面产生膨胀压力，实现密封目的，膨胀能力越大，则密封性能越好。为此，本发明为制备超强WSR，开拓出一条新的技术路线，创造性地运用了纤维素及其衍生物吸水剂/带有多官能反应基团的不饱和反应单体/任选的表面活性剂的组合物，作为膨胀剂加入橡胶(或其它高分子材料)中，由于组分的协同作用，制得膨胀倍率可控的WSR(或其它吸水膨胀高分子材料)。
发明内容本发明的目的旨在提供一种新型的吸水膨胀组合物，该吸水膨胀组合物能作为吸水膨胀剂使用，从而增加吸水膨胀材料的吸水膨胀倍率，且吸水后不易从吸水膨胀材料中析出。该吸水膨胀组合物的各组分相互协同作用，可得到膨胀倍率可控的吸水膨胀材料。本发明的另一目的旨在提供一种采用上述吸水膨胀组合物作为膨胀剂的吸水膨胀材料，其包括吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料和吸水膨胀塑料等。这些吸水膨胀材料遇水后能发生高倍率膨胀。本发明的又一目的旨在提供一种采用本发明吸水膨胀材料制造的封隔器，尤其是适用于油井的专用封隔器。封隔器中的吸水膨胀材料遇水时发生高倍率膨胀，其膨胀倍率和速度能满足封隔器的封堵要求，从而达到封堵作用。为了实现上述发明目的，本发明的一方面提供了一种吸水膨胀组合物，其由吸水剂、反应单体和表面活性剂组成，其中所述吸水剂为天然亲水性高分子化合物或其衍生物；所述反应单体为含吸水基羧基、羟基、醚基、酰氨基、氨基、磺酸基、羧酸盐基、磺酸盐基的单体或季铵盐单体或水解后具有亲水性的烯类单体，所述单体含有双键，能与吸水剂发生交联；其中吸水剂的重量含量为3-100份；反应单体的重量含量为0-30份；表面活性剂的重量含量为0-70份。本发明的吸水膨胀组合物可用作吸水膨胀材料中的吸水膨胀剂，所述吸水膨胀材料选自弹性体或非弹性体。用于本发明的弹性体可包括，但不仅限于，如橡胶等，非弹性体包括，但不仅限于，如塑料、橡塑并用材料等。在吸水膨胀材料中，本发明提供了一种吸水膨胀橡胶，其包括本发明的吸水膨胀组合物、橡胶及硫化剂，其中所述橡胶的重量含量为100份，硫化剂的重量含量为0.6-20份。在吸水膨胀材料中，本发明提供了一种吸水膨胀橡塑并用材料，其包括本发明所述的吸水膨胀组合物、橡塑并用材料及硫化剂，其中所述橡塑并用材料的重量含量为100份，硫化剂的重量含量为0.6-20份。在吸水膨胀材料中，本发明提供了一种吸水膨胀塑料，其包括本发明所述的吸水膨胀组合物、塑料及交联剂，其中所述塑料的重量含量为100份，交联剂的重量含量为0.6-20份。本发明的另一方面提供了一种吸水膨胀封隔器，其由管芯和包覆在该管芯外的膨胀套组成，其中，所述膨胀套由本发明所述的吸水膨胀材料，如吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料制成。本发明的吸水材料，如吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料可用于制备各种密封件，其包括但不限于，如密封用的圈、垫、条、片、膨胀套等，使其具有超强吸水膨胀能力和防析出性。本发明的吸水膨胀材料，如吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料制备的封隔器，可用作油井封隔器，在使用中，当遇到水时，膨胀套自动吸水产生膨胀，体积变大，从而封闭油井的井壁或套管和油管之间的环形空间，实现了对地层区间的选择性隔离。发明详述本发明提供了一种吸水膨胀组合物，其由吸水剂、反应单体和表面活性剂组成，所述吸水剂为天然亲水性高分子化合物或其衍生物；所述反应单体为含吸水基羧基、羟基、醚基、酰氨基、氨基、磺酸基、羧酸盐基、磺酸盐基的单体或季铵盐单体或水解后具有亲水性的烯类单体，所述单体含有双键，能与吸水剂发生交联；其中吸水剂的重量含量为3-100份；反应单体的重量含量为0-30份；表面活性剂的重量含量为0-70份。本发明所述的吸水膨胀组合物中的吸水剂为天然亲水性高分子化合物或其衍生物，优选纤维素或其衍生物。该天然亲水性高分子化合物及其衍生物可包括，但不限于下列化合物，如羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)等。该吸水膨胀组合物中的吸水剂的重量含量为3-100份，优选为7-80份，更优选为15-60份。本发明所述的吸水膨胀组合物中的反应单体为含吸水基如羧基、羟基、醚基、酰胺基、氨基、磺酸基、羧酸盐基、磺酸盐基的单体或季铵盐单体或水解后具有亲水性的烯类单体，所述单体含有双键，能与吸水剂发生交联。本发明使用的反应单体可包括，但不限于下列化合物，如含羧基单体，(甲基)丙烯酸、顺丁烯二酸等；羧酸脱水物单体，如顺丁烯二酸酐；羧酸盐单体，如(甲基)丙烯酸钠、马来酸钠；磺酸基单体，如(甲基)丙烯磺酸；磺酸盐单体，如丙烯磺酸钠盐；含羟基单体，如(甲基)丙烯醇；含醚基单体，如多环氧乙烯氧化丙二醇单丙烯醚；含酰胺基单体，如(甲基)丙烯酰胺、N-垸基丙烯酰胺类的N-乙基丙烯酰胺，N，N-二垸基丙烯酰胺类的N，N-二甲基丙烯酰胺，N-羟垸基丙烯酰胺类的N-羟乙基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺，N，N-二羟垸基丙烯酰胺类的N，N-二羟乙基甲基丙烯酰胺；季铵盐类单体，如N，N，N-三甲基-N-丙烯酰胺氧化乙基氯化铵；水解后为亲水性单体，如乙烯基不饱和羧酸的低级垸基酯类的(甲基)丙烯酸甲酯；含氰基的单体，如(甲基)丙烯腈等。优选的单体是丙烯酰胺类中的无毒单体。吸水膨胀组合物中的反应单体的重量含量优选为0.5-30份，更优选为4-20份，进一步优选为7-15份。用于本发明吸水膨胀组合物中的表面活性剂可以是离子型、非离子型、高分子等。本发明使用的表面活性剂可包括，但不限于下列化合物，如离子型的十二垸基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二垸基磺酸钠(DS)、二丁基萘磺酸钠；非离子型，如聚氧乙烯醚类，例如十六烷基聚氧乙烯醚(CPE)等。从物料形态、操作难易、成本、使用效果等多方面考虑，优选离子型表面活性剂，更优选阴离子表面活性剂。表面活性剂的重量含量优选为4-70份，更优选为8-55份，进一步优选为ll-20份。应指出的是，本发明给出的范围是优选范围，超出上限范围，例如表面活性剂为80份时，仍可用于组合物中，并起到吸水膨胀作用，只是表面活性剂该起的效果更为明显而已。本发明还提供了一种吸水膨胀橡胶，该吸水膨胀橡胶包括本发明的吸水膨胀组合物、橡胶及硫化剂，其中所述橡胶的重量含量为IOO份，硫化剂的重量含量为0.6-20份。适合本发明WSR的橡胶基体不受限制，可以选用天然橡胶或合成橡胶，极性或非极性橡胶，如NR、异戊橡胶(IR)、SBR、CR、顺丁橡胶(BR)、(三元)乙丙橡胶(E)PDM、(氢化)丁腈橡胶((H)NBR)、氟橡胶(FKM)、氟硅橡胶(FVMQ)、聚氨酯橡胶(PU)、氯醚橡胶(ECO)、氯化聚乙烯橡胶(CM)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等，优选(H)NBR。本发明可适用的硫化剂和/或硫化促进剂，按一般常规技术配置即可，适合的硫化剂为硫磺(S)和含硫有机化合物，以及有机过氧化、胺类等。例如含硫有机物类的二硫化四乙基秋兰姆等。有机过氧化物类的二异丙苯(DCP)、二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化二苯甲酰(BPO)、2.5-二甲基-2.5-二叔丁基过氧己烷(DBra)等。优选S、DCP，优选用量是0.6-20份，进一步优选用量是1-IO份，更进一步优选1.5-6份。本发明还可根据需要使用各种橡胶制造领域的常规添加剂，如促进剂、防老剂、增塑剂、填料等。这些添加剂的种类和用量不受特别限制，本领域普通技术人员可根据常规知识进行选择。可适用的促进剂有秋兰姆类的二硫化四甲基秋兰姆(促进剂TMTD)，噻唑类的有2-硫醇基苯并噻唑(促进剂M)、二硫化二苯并噻唑(DM),次磺酰胺类的有N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ),胍类如二苯胍(促进剂D)等。优选用量为0.5-5份。可适用的防老剂可选自醛胺反应物如3-羟基丁醛-a-萘胺(防老剂AP)，酮胺反应物如2，2,4-三甲基-l，2-二氢化喹啉聚合物(防老剂RD)，芳基胺如N-苯基-萘胺(防老剂D)，N-异丙基-N，-苯基对苯二胺(防老剂IPPD)，垸基芳基胺如N-环己基-对甲氧基苯胺(防老剂CMA)，(取代)酚如对叔丁基苯酚、硫代酚如硫代双(二-仲戊基苯酚)等，优选范围为1-6份。活性剂和填料可选自炭黑(HAF),硅类化合物如白炭黑、陶土、滑石粉、云母等，碳酸盐类如碳酸钙，金属氧化物如二氧化钛、氧化镁、氧化锌等。脂肪油系的硬脂酸(盐)等。优选炭黑3-60份，进一步优选10-40份。氧化锌3-5份，硬脂酸(盐)0.5-5。氧化镁2-5份，白炭黑3-40份。云毋4-16份份。陶土4-20份。其它添加剂有氯化钠优选1-2份，N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺优选0.5-6份。古马隆(固体苯并呋喃树脂)2-8份。N-4-(苯胺基苯基)甲基丙烯酸胺优选0.5-5份。N，N'-间苯撑双马来酰亚胺优选0.5-5份。本发明的吸水膨胀橡胶，生产成本低，加工性能稳定，物理机械性能良好。克服了亲水材料在橡胶中分散不均、容易析出等弊病。本发明还提供了制备本发明吸水膨胀橡胶的方法，其中吸水剂和/或反应单体和/或表面活性剂直接加到橡胶中，在橡胶硫化过程中发生反应。本发明所述的WSR，可以通过常规的橡胶制备方法获得，采用开炼机或密炼机对各组合进行混炼，混炼温度在35-55°C，时间在10-50min，辊距4-6mm，变l-2mm薄通，然后采用平板硫化机或硫化罐进行硫化，硫化温度在145-185°C，时间在2-50min，制得超强吸水膨胀橡胶。本发明提供了吸水膨胀橡塑并用材料，其包括本发明所述的吸水膨胀组合物、橡塑并用材料及硫化剂，其中所述橡塑并用材料的重量含量为100份，硫化剂的重量含量为0.6-20份。此外，本发明还提供了吸水膨胀塑料，其包括本发明所述的吸水膨胀组合物、塑料及交联剂，其中所述塑料的重量含量为100份，交联剂的重量含量为0.6-20份。所述塑料选自热塑性塑料，如乙烯-醋酸乙烯(EVA)、树脂状氯化聚乙烯(CPE)或氯磺化聚乙烯(CSM)。本发明的吸水膨胀t才料，如吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料可用于制备密封件，可制成各种形式、形状的密封件，如密封件、圈、垫、条、片等，可用在一切需要密封的地方，如各种固井工具、设备、管道、仪器、仪表、地铁、隧道、水坝、渡槽、基础工程、建筑、矿业、水井、油井工程等方面。本发明的吸水膨胀材料，如吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料还可以用于制造封隔器。尤其是，利用本发明的吸水膨胀橡胶或吸水膨胀橡塑并用材料制造的封隔器具有超强吸水膨胀能力和防析出性，可用于制备油井封隔器。封隔器由管芯和包覆在管芯外的膨胀套组成。膨胀套即由本发明的吸水膨胀橡胶或吸水膨胀橡塑并用材料制成。管芯和膨胀套可以粘牢硫化成整体，作为一种选择方式，管芯和橡胶膨胀套也可以套装成相对可以活动状态。硫化成一体的操作过程如下首先将管芯经碱液脱脂、清洗、磷化、冲洗，在15(TC、30min干燥，冷却至室温后，涂上开姆落克粘合剂待用，将所制的混炼胶，掛覆在己涂好粘合剂的管芯上，在平板硫化机或硫化罐中，按照橡胶通常硫化方法，按照给出的工艺条件进行硫化。在井下应用时，本发明的油井封隔器，成为采油管的一部分，当遇到水时，膨胀套会自动吸水产生膨胀，体积变大，从而封闭油井的井壁或套管和油管之间的环形空间，实现了对地层区间的选择性隔离。由于本发明制造的自动吸水膨胀的封隔器，只是在管芯外包覆膨胀套，没有组合件，没有活动的配件，没有特别的加固层、保护层，不需要从地面到井下的控制、辅助配套系统。由于结构简单，制造工艺简单，所以制造成本低。此外还具有安装简便，操作费用低，节约能源等优点。具体实施方式以下通过实施例对本发明的各个方面展开详细叙述，应说明的是，这些实施例是对本发明的进一步阐释、发明效果的佐证和制造方法的举例，并不以任何方式限制本发明的范围。实施例l:制备本发明的WSRA.将鹏R100份、CMC100份、腿30份、SDBS55份、S1份、DCP10份、HAF30份、硬脂酸5份、硬脂酸锌0.5份、促进剂M0.5份、TMTD2份、防老剂D1份、IPPD3份、白炭黑20份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺3份、氧化锌3份、氧化镁2份、云母7份，在密炼机或开炼机上，温度50-55。C、操作10-15min，辊距4-6mm，变1_2咖薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在180°Cx5minxlOMPa,制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):90度C.扯断伸长率50%e.重量膨胀倍率59.8%说明书第10/16页b.拉伸强度8.32MPad.扯断永久变形0%(在去离子水中浸泡48h)。实施例2:制备本发明的WSRA.将NBRIOO份、CMC80份、NMA20份、SDBS70份、DCP20份、HAF60份、硬脂酸3份、促进剂D5份、IPPD2份、白炭黑3份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺3份、N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺6份、氧化锌4份、陶土15份在密炼机或开炼机上，温度45-50。C、操作10-15min，辊距4-6mm，变1-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在170。Cx5minxlOMPa,制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):88度b.拉伸强度5.58MPac.扯断伸长率30%d.扯断永久变形0%e.重量膨胀倍率23.7%(在去离子水中浸泡48h)。实施例3:制备本发明的WSRA.将NR100份、CMC25份、AM7份、SDS20份、DCP6份、HAF40份、硬脂酸1份、促进剂CZ3份、防老剂D2份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺5份、N，N'-间苯撑双马来酰亚胺0.5份、氧化镁5份、陶土10份、云母4份，在密炼机或开炼机上，温度35-40°C、操作10-15min，辊距4-6mra变1-2mm薄通,混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在170°CxlOminxlOMPa，制成WSR试片，其主要性能指标如下a.硬度(邵A):60度b.拉伸强度5.71MPac.扯断伸长率200%d.扯断永久变形0%e.重量膨胀倍率26.1%(在去离子水中浸泡48h)。实施例4:制备本发明的WSRA.将NBR80份、EPDM20份、CMC50份、腿15份、DS11份、DCP4份、HAF20份、硬脂酸5份、促进剂M0.5份、IPPD2份、(固)古马隆8份、陶土4份、N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺酰胺4份、氧化锌3份、N，N，-间苯撑双马来酰亚胺1.5份、云母10hr,在密炼机或开炼机上，温度45-55。C、操作10-15min，辊距4-6ran变1-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在17(TCx5minxlOMPa,制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):82度b.拉伸强度5.74MPac.扯断伸长率175%d.扯断永久变形5%e.重量膨胀倍率58.0%(在去离子水中浸泡48h)。实施例5:制备本发明的WSRA.将NBR100份、CMC60份、MeAA15份、SDS8份、DCP2份、HAF10份、硬脂酸0.5份、硬脂酸锌0.5份、TMTD1份、IPPD6份、(固)古马隆2份、N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺酰胺l份、氧化镁2份、N，N'-间苯撑双马来酰亚胺3份、云母16份，在密炼机或开炼机上，温度50-55。C、操作10-15min，混炼均匀，辊距4-6mm变1-2mm薄通，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在18(TCx5minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):66度b.拉伸强度4.18MPac.扯断伸长率625%d.扯断永久变形30%e.重量膨胀倍率170.7%(在去离子水中浸泡48h)。实施例6:制备本发明的WSRA.将HNBR100份、CMC15份、NMA7份、SDBS4份、S0,6份、HAF3份、硬脂酸3份、促进剂TMTD2份、防老剂IPPD4份、白炭黑8份、N-(4-苯胺基苯基)马来酰亚胺0.5份、氧化锌3份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺1.5份，在密炼机或开炼机上，温度50-55。C、操作IO-15min,辊距4-6mm变l-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在180。Cx5minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):32度b.拉伸强度3.10MPac.扯断伸长率1050%d.扯断永久变形120%e.重量膨胀倍率44.0%(在去离子水中浸泡48h)。实施例7:制备本发明的WSRA.将NBR100份、CMC7份、HEC15份、NMA4份、SDS15份、DCP2份、HAF10份、硬脂酸锌2份、促进剂D2份、防老剂D4份、(固)古马隆3份、、氧化锌5份、陶土20份、氯化钠l份，在密炼机或开炼机上，温度45-55°C、操作10-15min，辊距4-6mm变1-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在170。Cx5minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):64度b.拉伸强度5.94MPac.扯断伸长率1000%d.扯断永久变形20%e.重量膨胀倍率32.4%(在去离子水中浸泡48h)。实施例8:制备本发明的WSRA.将NBR100份、CMC3份、HEC35份、NMA0.5份、AM4份、DS8份、DCP3份、HAF25份、硬脂酸2份、促进剂M2份、防老剂D6份、(固)古马隆5份、白炭黑40份、N-(4-苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺0.5份、氧化锌3份、氯化钠2份，在密炼机或开炼机上，温度45-55。C、操作10-15min,辊距4-6mm变1-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在170。Cx5minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):90度b.拉伸强度13.86MPac.扯断伸长率500%d.扯断永久变形50%e.重量膨胀倍率43.1%(在去离子水中浸泡48h)。实施例9:制备本发明的WSRA.将HNBR90份、NBR10份、HAF10份、硬脂酸1份、硬脂酸锌1份、氧化锌4份、氧化镁4份、白炭黑13份、云母0.5份、促进剂TMTD0.5份、促进剂M0.5份、DCP4份、ANPM2份、CMC60份、HA-81份、NMA10份、SDBS11份，在密炼机或开炼机上，温度45-55'C，操作10-15min,辊距4-6mm变l-2mm簿通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在170°Cx5minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):72度b.拉伸强度9MPac.扯断伸长率500%d.扯断永久变形35%e.重量膨胀倍率127%(在去离子水中浸泡48h)。实施例10:制备本发明的WSR使用NBR100phr、DCP2.0phr、白碳黑6.Ophr,按表1的用量添加CMC，吸水达到平衡时的结果，见表1数据。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>随着CMC用量的增加，WSR组合物中橡胶有效含量降低，拉伸強度下降，而膨胀能力显著增强。实施例1中CMC的重量份数为零时，在测试时间内，几乎检测不出试片的重量变化。实施例ll:制备本发明的吸水膨胀橡塑并用材料A.将EVA10份、NR90份、DCP1.5份、S0.5份、白炭黑10份、ZnO4份、硬脂酸1份、硬脂酸锌1份、CMC50份、SDBS10份、促进剂TMTD2份、IPPD2份，在密炼机或开炼机上，温度55-65'C操作10-15min，辊距4-6mm变1-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在165。Cxl6minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):33度b.拉伸强度6.2MPac.扯断伸长率625%d.扯断永久变形20%e.重量膨胀倍率32.6%(在去离子水中浸泡22h)。实施例12:制备本发明的吸水膨胀橡塑并用材料A.将NBR90份、PF10份、炭黑5份、S1份、DCP0.5份、促进剂TMTD2份、ZnO3份、硬脂酸1.5份、CMC55份、SDS12份、陶土5份、六次甲基四胺0.2份，在密炼机或开炼机上，温度55-65'C操作10-15min，辊距4-6mm变1-2咖薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在160°Cxl6minxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):68度b.拉伸强度4.3MPac.扯断伸长率340%d.扯断永久变形8%e.重量膨胀倍率48.6%(在去离子水中浸泡22h)。实施例13:制备本发明的吸水膨胀塑料A.将EVA100份、CMC60份、DS30份、DCP2份，在密炼机或开炼机上，温度55-65。C操作10-15min，辊距4-6mm变1-2mra薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在100。CxlOminxlOMPa，制成WSR试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):78度b.拉伸强度2.1MPaC.扯断伸长率50%d.扯断永久变形5%e.重量膨胀倍率49.9%(在去离子水中浸泡22h)。实施例14:制备本发明的吸水膨胀塑料A.将树脂状CPE100份、CMC55份、SDBS15份、NMA2份、DCP1.5份在密炼机或开炼机上，温度60-65。C操作11-15min，辊距4-6mm，变l-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在150°Cx40minxlOMPa，制成试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):85度b.拉伸强度7.5MPac.扯断伸长率40%d.扯断永久变形3%e.重量膨胀倍率35%(在去离子水中浸泡22h)。实施例15:制备本发明的吸水膨胀塑料A.CSM100份、CMC55份、HEC10份、SDBS15份、NMA2份、DCP1.5份在密炼机或开炼机上，温度60-65。C操作11-15min,辊距4-6mm，变1-2mm薄通，混炼均匀，在开炼机上下片，自然冷却。B.在室温下停放17h后，放入模具中，用平板硫化机硫化成型，保持在150°Cx40minxlOMPa，制成试片。其主要性能指标如下a.硬度(邵A):60度b.拉伸强度3.7MPac.扯断伸长率515%d.扯断永久变形40%e.重量膨胀倍率85.2%(在去离子水中浸泡22h)。权利要求1.吸水膨胀组合物，其由吸水剂、反应单体和表面活性剂组成，所述吸水剂为天然亲水性高分子化合物或其衍生物；所述反应单体为含吸水基羧基、羟基、醚基、酰氨基、氨基、磺酸基、羧酸盐基、磺酸盐基的单体或季铵盐单体或水解后具有亲水性的烯类单体，所述单体含有双键，能与吸水剂发生交联；其中吸水剂的重量含量为3-100份；反应单体的重量含量为0-30份；表面活性剂的重量含量为0-70份。2.权利要求1所述的吸水膨胀组合物作为吸水膨胀材料中的吸水膨胀剂的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其中所述吸水膨胀材料选自弹性体或非弹性体。4.吸水膨胀橡胶，其包括权利要求1所述的吸水膨胀组合物、橡胶及硫化剂，其中所述橡胶的重量含量为100份，硫化剂的重量含量为0.6-20份。5.吸水膨胀橡塑并用材料，其包括权利要求1所述的吸水膨胀组合物、橡塑并用材料及硫化剂，其中所述橡塑并用材料的重量含量为IOO份，硫化剂的重量含量为0.6-20份。6.吸水膨胀塑料，其包括权利要求1所述的吸水膨胀组合物、塑料及交联剂，其中所述塑料的重量含量为100份，交联剂的重量含量为0.6-20份。7.—种制备权利要求4所述的吸水膨胀橡胶的方法，其中吸水剂和/或反应单体和/或表面活性剂直接加到橡胶中，在橡胶硫化过程中发生反应。8.权利要求4-6任意一项所述的吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料在制备密封件中的应用。9.吸水膨胀封隔器，其由管芯和包覆在该管芯外的膨胀套组成，其中，所述膨胀套由权利要求4-6中任意一项所述的吸水膨胀橡胶、吸水膨胀橡塑并用材料或吸水膨胀塑料制成。全文摘要本发明涉及一种吸水膨胀组合物、该吸水膨胀组合物的应用、包含该吸水膨胀组合物的吸水膨胀材料以及由该吸水膨胀材料制成的封隔器。本发明的吸水膨胀组合物由吸水剂、反应单体和表面活性剂组成，所述吸水剂为天然亲水性高分子化合物或其衍生物；所述反应单体为含吸水基羧基、羟基、醚基、酰氨基、氨基、磺酸基、羧酸盐基、磺酸盐基的单体或季铵盐单体或水解后具有亲水性的烯类单体，所述单体含有双键，能与吸水剂发生交联；其中吸水剂的重量含量为3-100份；反应单体的重量含量为0-30份；表面活性剂的重量含量为0-70份。文档编号C08L51/00GK101153102SQ20061014178公开日2008年4月2日申请日期2006年9月30日优先权日2006年9月30日发明者易会安,曹爱芬,强王申请人:易会安;易齐尊