[发明专利]泥浆泵用活塞皮碗及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶制品的配方及其制备方法领域，具体涉及泥浆泵用活塞皮碗及其制备方法。

背景技术

泥浆泵是油田钻探中常用的设备，在常用的正循环钻探中，它是将地表冲洗介质──清水、泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下，经过高压软管、水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵为活塞式或柱塞式，活塞或柱塞在泵缸中做往复运动，以实现压送与循环冲洗液的目的。活塞在缸体内做往复运动时，皮碗随活塞一起在泥浆、原油介质中往复运动并起到密封作用，其需要具有良好的耐磨性、耐高压、耐高温低温、耐腐蚀、抗撕裂等性能。现有的橡胶皮碗在油基泥浆中的抗腐蚀性能较弱，容易受到热、氧和铜锰有害金属的腐蚀，另外，其抗撕裂性较差，不能满足现代钻探技术的要求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种泥浆泵用活塞皮碗及其制备方法，按本发明的配方制备的橡胶皮碗具有良好的耐高压、耐高温低温、耐腐蚀、抗撕裂等性能，并能够有效防护热、氧和铜锰有害金属的腐蚀。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：泥浆泵用活塞皮碗，按重量份数计，其原料组成为：12~18份丁腈橡胶、0.5~1.0份氧化锌、0.1~0.2份硬脂酸、0.15~0.3份促进剂M、0.05~0.2份促进剂TT、0.2~0.5份齐聚酯、0.2~0.5份古马隆树脂、0.1~0.2份防老剂4010NA、0.1~0.2份防老剂RD、0.05~0.2份防老剂HB-5、10~15份高耐磨炭黑、1.5~3.0份半补强炭黑和0.1~0.2份硫磺。

所述的泥浆泵用活塞皮碗的制备方法，包括如下步骤：

（1）、将丁腈橡胶用切胶机切成块状，置于开炼机中进行薄通塑炼5次后出料，并放置8~11h；

（2）、将经薄通塑炼后的胶料置于密炼机中，并加入氧化锌、硬脂酸、促进剂M、促进剂TT、齐聚酯、古马隆树脂、防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂HB-5、高耐磨炭黑和半补强炭黑混合均匀，进行混炼10min；

（3）、将完成混炼后的混炼胶送入开炼机，并加入硫磺进行精炼后出片，出片厚度5mm，尺寸5cm×100cm；

（4）、将步骤（3）精炼后的胶片进行活塞皮碗的初步成型；

（5）、将步骤（4）初步成型的活塞皮碗置于活塞皮碗模具的型腔内进行成型，并用平板硫化机控制成型的温度为150℃，压力为5Mpa，时间为30min，冷却后脱模即得成品。

所述的丁腈橡胶采用的型号为JSR220S和3305，两者中丙烯腈的含量分别为42%和33%，两者的重量比为1：4。

防老剂4010NA，其化学名称为：N-异丙基-N'-苯基对苯二胺；防老剂RD，其化学名称为：2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；防老剂HB-5，其化学名称为：N-（4-苯胺基苯基）马来酰亚胺；促进剂M，其化学名称为：2-硫醇基苯骈噻唑；促进剂TT，其化学名称为：二硫化四甲基秋兰姆。

有益效果：本发明的活塞皮碗采用丁腈橡胶为主体胶料，加入活性剂氧化锌和硬脂酸，促进剂M和促进剂TT，增塑剂齐聚酯和固体古马隆树脂，防老剂4010NA、RD和HB-5，补强填充剂高耐磨炭黑和半补强炭黑，硫化剂硫磺。其中，氧化锌在硬脂酸配合下形成锌皂，使之易于溶解在胶料中，与促进剂M和促进剂TT形成一种结合物，使促进剂更加活泼，能活化硫磺形成一种很强的硫化剂，提高硫化橡胶的胶连密度及耐热老化性能。促进剂M和促进剂TT能促进胶料与硫化剂之间的反应，提高硫化速度，降低硫化温度，同时提高胶料的伸长率、拉伸强度及抗撕裂性。增塑剂齐聚酯能够提高胶料的粘合强度，增加胶料的硬度、拉伸强度和耐磨性，并能缩短混炼时间，提高生产效率。固体古马隆树脂有助于炭黑分散并能改善胶料压出压延及粘着性等工艺性能，能溶解硫磺分散均匀防止焦烧，还能提高硫化胶的物理机械性能及耐老化性。防老剂4010NA和防老剂RD并用，使胶料能有效防护热、氧和铜锰有害金属的腐蚀，防老剂HB-5用以增加胶料的耐热、耐介质腐蚀性能。高耐磨炭黑和半补强炭黑二者结合能够提高橡胶制品的硬度、强度及弹性，而且能改善胶料的加工性能，并提高制品的耐磨、耐撕裂、耐寒等性能，延长制品使用寿命。硫化剂硫磺用以使胶料具有优异的高弹性、高强度和耐老化等性能。

具体实施方式