阅读说明：本技术 一种耐溶胀丁腈橡胶胶料及其制备方法、应用 (Swelling-resistant nitrile rubber material and preparation method and application thereof ) 是由 房光 詹升忠 董振刚 孙双 杨汉文 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐溶胀丁腈橡胶胶料及其制备方法、应用,其特征在于,所述胶料组分包括：丁腈橡胶、氧化锌、硫磺、硬脂酸、防老剂、古马隆树脂、炭黑、醚酯增塑剂、促进剂、白炭黑及硅烷偶联剂；所述丁腈橡胶为N220s,所述氧化锌为AZO808,所述硬脂酸为AC1801,所述防老剂包括TMQ及4010NA,所述炭黑为N330,所述醚酯增塑剂为TP95,所述促进剂包括MBTS及TBBS,所述白炭黑为1165MP,所述硅烷偶联剂为Si69；解决采油螺杆泵定子的内衬材料的溶胀率普遍高于5%的问题。(The invention discloses a swelling-resistant nitrile rubber compound and a preparation method and application thereof, and is characterized in that the compound comprises the following components: nitrile butadiene rubber, zinc oxide, sulfur, stearic acid, an anti-aging agent, coumarone resin, carbon black, an ether ester plasticizer, an accelerator, white carbon black and a silane coupling agent; the nitrile rubber is N220s, the zinc oxide is AZO808, the stearic acid is AC1801, the anti-aging agent comprises TMQ and 4010NA, the carbon black is N330, the ether ester plasticizer is TP95, the accelerator comprises MBTS and TBBS, the white carbon black is 1165MP, and the silane coupling agent is Si 69; the problem that the swelling rate of lining materials of the oil extraction screw pump stator is generally higher than 5% is solved.)

一种耐溶胀丁腈橡胶胶料及其制备方法、应用

技术领域

本发明涉及一种丁腈橡胶胶料，具体的是一种应用于制造采油螺杆泵定子橡胶内衬的丁腈橡胶胶料配方及其制备方法。

背景技术

油田采油专用螺杆泵由定子、转子等部件组成，其定子通常由金属筒体及粘结于筒体内壁的橡胶内衬所构成。橡胶内衬是采油螺杆泵的易损关键部件，其耐溶胀性能直接影响螺杆泵在井下的容积效率和使用寿命。

目前，针对采油螺杆泵定子橡胶材料配方的研究并不多，油田常用的橡胶定子的局限性是不耐聚合物、碱、表面活性剂等复合驱介质，橡胶内衬在长期运转后的溶胀率普遍高于5％，难以适应油田开采井下驱油介质的不断变化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种耐溶胀丁腈橡胶胶料，解决现有螺杆泵定子的内衬材料溶胀率普遍高于5％的问题。

另外，本发明还提供了耐溶胀丁腈橡胶胶料的制备方法。

再有，本发明还提供了一种耐溶胀丁腈橡胶胶料作为螺杆泵定子内衬材料上的应用。

第一方面，所述的一种耐溶胀丁腈橡胶胶料，其特征在于，其组分包括：

丁腈橡胶、氧化锌、硫磺、硬脂酸、防老剂、古马隆树脂、炭黑、醚酯增塑剂、促进剂、白炭黑及硅烷偶联剂。

优选地，所述丁腈橡胶为N220S，所述氧化锌为AZO808，所述硫磺为325目，所述硬脂酸为AC1801，所述防老剂包括TMQ及 4010NA，所述炭黑为N330，所述醚酯增塑剂为TP95，所述促进剂包括MBTS及TBBS，所述白炭黑为1165MP，所述硅烷偶联剂为Si69。

优选地，各组分按照质量份分别为：

所述丁腈橡胶N220s：100份；

所述氧化锌AZO808：3～6份；

所述硬脂酸AC1801：1～2份；

所述325目硫磺：1.5～3份；

所述防老剂TMQ:1～2份；

所述防老剂4010NA:1～2份；

所述古马隆树脂：3～5份；

所述炭黑N330:45～55份；

所述醚酯增塑剂TP95:5～10份；

所述促进剂MBTS:1～2份；

所述促进剂TBBS:0.5～1.5份；

所述白炭黑1165MP:3～5份；

所述硅烷偶联剂Si69:1～2份。

优选地，所述丁腈橡胶N220s的丙烯腈含量为41％，初始门尼粘度为56(100℃)。

第二方面，所述的一种耐溶胀丁腈橡胶胶料的制备方法，包括投料，其特征在于：

所述投料为先将所述丁腈橡胶与所述古马隆树脂混合均匀得到第一混匀物；

向所述第一混匀物中加入所述氧化锌、所述硬脂酸及所述硫磺并混合均匀后得到第二混匀物；

向所述第二混匀物中加入所述防老剂、所述硅烷偶联剂及所述白炭黑并混合均匀后得到第三混匀物；

向所述第三混匀物中加入所述炭黑及所述醚酯增塑剂并混合均匀后得到第四混匀物；

将所述第四混匀物制成片状胶料；

向所述片状胶料加入所述促进剂后进行二次密炼得到第五混匀物；

将所述第五混匀物制成成品片状胶料。

优选地，所述混合均匀是在橡胶密炼机的捏炼室内进行的。

优选地，在开炼机上，将所述第四混匀物包辊混炼，制成所述片状胶料。

优选地，在室温下，将所述片状胶料停放16h以上。

优选地，在开炼机上，将所述第五混匀物进行包辊混炼及打三角包2次后，再进行包辊混炼，制成所述成品片状胶料。

第三方面，所述的一种耐溶胀丁腈橡胶胶料，其在螺杆泵定子内衬材料上的应用。

所述应用，是将所述耐溶胀丁腈橡胶胶料通过注塑成型和硫化制成所述螺杆泵定子内衬材料。

本发明具有如下有益效果：

本发明耐溶胀丁腈橡胶胶料具有优异的耐介质性能，经测试，在油田聚驱井液70℃恒温水浴下浸泡336h，体积溶胀率均在3.80％以下，且无龟裂现象产生，可将螺杆泵橡胶内衬在复合驱井况中的溶胀率控制在合适范围，而门尼粘度和硫化特性参数可以满足螺杆泵定子制造的注塑使用要求，特别适用于等壁厚定子管的注塑要求，从而提高采油螺杆泵的使用寿命。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

实施例：用于制造采油螺杆泵定子内衬的丁腈橡胶配方，其组分如表1所示。

表1四个实施例组分配方表(质量单位：克)

实验例：上述实施例的性能检测数据如表2所示：

表2实施例的检测数据

表2所列检测项目，其试样的硫化温度为150℃，硫化时间为 45min。

由表2可以看出，上述四个实施例的丁晴橡胶的溶胀率均小于5％。

本发明实施例采用醚酯增塑剂TP95与古马隆树脂并用，可以提高丁腈橡胶配合体系的增塑效果，并且由于增塑剂TP95的分子链较小，在油井介质中可以抑制硫化橡胶的溶胀作用，从而将螺杆泵橡胶内衬的溶胀率限制在较小范围内。

本发明实施例采用的白炭黑1165MP为高分散型，与橡胶补强体系炭黑N330并用，可以提高橡胶与金属筒体内壁的热硫化粘结性能。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。