一种耐磨损钻井泵阀密封垫及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨损钻井泵阀密封垫及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：聚异戊二烯橡胶(SKI-3)50-60、丁苯橡胶(SBR1712）15-25、聚四氟乙烯10-15、改性纳米金刚石10-15、纳米氮化硅5-10、白油膏4-7、二丁基二硫代氨基甲酸锌2-3、高耐磨炭黑N33016-22、不溶性硫磺粉M-803-4、氧化锌2-3、二氧化锰1-2、硬脂酸1-2、2-(2,4-二硝基苯基硫代)苯骈噻唑2-3、N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺1-2。本发明密封垫与传统密封垫相比，具有摩擦磨损低、压缩回弹性好、抗压强度高等优点，能够在同等条件下，在使用过程中延长产品的使用寿命。
【专利说明】一种耐磨损钻井泵阀密封垫及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种密封垫及其制备方法，具体涉及一种耐磨损钻井泵阀密封垫及其制备方法。
【背景技术】
[0002]密封材料的综合性能对泵阀的正常工作起到至关重要的作用，密封材料的膨胀、龟裂、摩擦损耗等失效现象会导致泵阀无法正常工作。钻井泵阀在含有固相微粒的泥浆中工作，湿磨粒磨损和冲蚀磨损是导致泵阀密封材料失效的主要磨损形式。因此急需开发一种耐磨损钻井泵阀用密封垫。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种耐磨损钻井泵阀密封垫及其制备方法，提高密封垫的耐磨性，延长其使用寿命。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
一种耐磨损钻井泵阀密封垫，由以下重量份的原料制成:聚异戊二烯橡胶(SK1-3)50-60、丁苯橡胶(SBR1712) 15-25、聚四氟乙烯10-15、改性纳米金刚石10-15、纳米氮化硅5-10、白油膏4-7、二丁基二硫代氨基甲酸锌2-3、高耐磨炭黑N330 16-22、不溶性硫磺粉M-80 3-4、氧化锋2-3、二氧化猛1_2、硬脂酸1-2、2-(2，4- 二硝基苯基硫代)苯餅卩Jp坐2-3、N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺1-2。
[0005]所述的改性纳米金刚石制备方法如下:
a.称取一定量的纳米金刚石，加入3-5%`纳米重晶石混合均匀，420-450°C下煅烧2_3h，冷却至室温后，再加入1-2%的四异丙基二( 二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、3-4%的棕榈酸异辛酯、4-6%的聚异丁烯、2-3%的十二烷基磺酸钠和5-8%的丙二醇，3000-5000rpm高速分散10-15min,烘干,粉碎,过筛,待用；
b.取上述制得的粉体与腰果油改性酚醛树脂等重量混合均匀，加入5-10%的六次甲基四胺、3-6%的碳化硅、2-3%的二硫化钥、1-1.5%的刚玉粉和0.5-1%的氧化钇和4-8%的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，2000-3000rpm高速搅拌15_20min，烘干，粉碎，过筛，即可。
[0006]一种耐磨损钻井泵阀密封垫的制备方法，包括以下步骤:取聚异戊二烯橡胶、改性纳米金刚石、纳米氮化硅、白油膏、氧化锌、硬脂酸投入混炼机中于50-60°C下混炼5-10min，排料，放置24_36h后按比例与丁苯橡胶、聚四氟乙烯、二丁基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑N330等其余原料在80-90°C下炼胶4_6min,薄通6_8次后下片；将胶片用平板硫化机在15-20MPa压力下压制成型，然后进行两次硫化处理，第一次硫化的硫化温度控制在160-170°C，硫化时间为6-12min，第二次硫化在烘箱中进行，硫化温度为205_220°C，硫化时间为2-4h,修边、检验、包装，即得成品。
[0007]本发明的有益效果:本发明纳米金刚石经无机、有机改性后，不仅可以提高其与橡胶的相容性，改善其在橡胶中的分散状态，还可以
本发明采用回弹性、耐热性、耐磨性优异的聚异戊二烯橡胶、耐磨性、耐热性、耐老化性优良的丁苯橡胶、耐溶剂、耐高温、摩擦系数极低的聚四氟乙烯与复合共混，可以发挥不同橡胶的优势，扬长补短，提高密封垫的综合性能，本发明纳米金刚石经无机、有机改性后，不仅可以提高其与橡胶的相容性，改善其在橡胶中的分散状态，从而提高密封材料的力学性能、耐磨性以及耐高温性等。本发明密封垫用于钻井泵阀时，与传统密封垫相比，其摩擦磨损低，能够在同等条件下，在使用过程中延长产品的使用寿命。
【具体实施方式】
[0008] 一种耐磨损钻井泵阀密封垫，由以下重量(kg)的原料制成:聚异戊二烯橡胶(SK1-3) 55、丁苯橡胶(SBR1712)20、聚四氟乙烯12、改性纳米金刚石15、纳米氮化硅6、白油膏5、二丁基二硫代氨基甲酸锌2、高耐磨炭黑N330 18、不溶性硫磺粉M-80 3、氧化锌2、二氧化锰1.5、硬脂酸2、2-(2，4- 二硝基苯基硫代)苯骈噻唑2、N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺I。
[0009]所述的改性纳米金刚石制备方法如下:
a.称取一定量的纳米金刚石，加入4%的纳米碳化钽、3%的纳米氧化锆、2%的纳米氮化镁、6%的纳米凹凸棒土、3%的纳米重晶石混合均匀，440°C下煅烧2h，冷却至室温后，再加入
1.5%的四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、3%的棕榈酸异辛酯、5%的聚异丁烯、2%的十二烷基磺酸钠和6%的丙二醇，4000rpm高速分散12min，烘干，粉碎，过筛，待用；
b.取上述制得的粉体与腰果油改性酚醛树脂等重量混合均匀，加入8%的六次甲基四胺、4%的碳化硅、2%的二硫化钥、1%的刚玉粉和0.6%的氧化钇和5%的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，3000rpm高速搅拌15min,烘干,粉碎,过筛，即可。
[0010]一种耐磨损钻井泵阀密封垫的制备方法，包括以下步骤:取聚异戊二烯橡胶、改性纳米金刚石、纳米氮化硅、白油膏、氧化锌、硬脂酸投入混炼机中于55°c下混炼8min，排料，放置28h后按比例与丁苯橡胶、聚四氟乙烯、二丁基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑N330等其余原料在85°C下炼胶5min，薄通6次后下片；将胶片用平板硫化机在20MPa压力下压制成型，然后进行两次硫化处理，第一次硫化的硫化温度为170°C，硫化时间为8min，第二次硫化在烘箱中进行，硫化温度为210°C，硫化时间为3h，修边、检验、包装，即得成品。
[0011]本发明密封垫主要性能如下表所示:
【权利要求】
1.一种耐磨损钻井泵阀密封垫，其特征在于，由以下重量份的原料制成:聚异戊二烯橡胶(SK1-3) 50-60、丁苯橡胶(SBR1712) 15-25、聚四氟乙烯10-15、改性纳米金刚石10-15、纳米氮化硅5-10、白油膏4-7、二丁基二硫代氨基甲酸锌2-3、高耐磨炭黑N33016-22、不溶性硫横粉M-80 3-4、氧化锋2-3、二氧化猛1_2、硬脂酸1-2、2-(2，4- 二硝基苯基硫代)苯骈噻唑2-3、N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺1-2 ； 所述的改性纳米金刚石制备方法如下: a.称取一定量的纳米金刚石，加入3-5%的纳米碳化钽、2-3%的纳米氧化锆、2-3%的纳米氮化镁、5-8%的纳米凹凸棒土、3-4%的纳米重晶石混合均匀，420-450°C下煅烧2_3h，冷却至室温后，再加入1-2%的四异丙基二( 二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、3-4%的棕榈酸异辛酯、4-6%的聚异丁烯、2-3%的十二烷基磺酸钠和5-8%的丙二醇，3000-5000rpm高速分散10-15min,烘干,粉碎,过筛,待用； b.取上述制得的粉体与腰果油改性酚醛树脂等重量混合均匀，加入5-10%的六次甲基四胺、3-6%的碳化硅、2-3%的二硫化钥、1-1.5%的刚玉粉和0.5-1%的氧化钇和4-8%的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，2000-3000rpm高速搅拌15_20min，烘干，粉碎，过筛，即可。
2.一种如权利要求1所述的耐磨损钻井泵阀密封垫的制备方法，其特征在于包括以下步骤:取聚异戊二烯橡胶、改性纳米金刚石、纳米氮化硅、白油膏、氧化锌、硬脂酸投入混炼机中于50-60 0C下混炼5-10min，排料，放置24_36h后按比例与丁苯橡胶、聚四氟乙烯、二丁基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑N330等其余原料在80-90°C下炼胶4_6min,薄通6_8次后下片；将胶片用平板硫化机在15_20MPa压力下压制成型，然后进行两次硫化处理，第一次硫化的硫化温度控制在160-170°C，硫化时间为6-12min，第二次硫化在烘箱中进行，硫化温度为205-220°C，硫化时间为`2-4h，修边、检验、包装，即得成品。
【文档编号】C08L9/06GK103509210SQ201310299736
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】孔华英 申请人:铜陵市肆得科技有限责任公司