[发明专利]一种耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物及制备方法

说明书

本发明涉及橡胶材料领域的一种耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物及其制备方法。所述耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物，包含重量份数计的以下组分：四丙氟橡胶100份，加工助剂1～6份，有机过氧化物1～8份，增强填料15～80份，助交联剂2～6份，高温稳定剂3～25份；本申请的四丙氟橡胶组合物材料在350℃高温水环境下老化24h后，硬度、拉伸强度、伸长率保持率均明显高于未加高温稳定剂的橡胶，体积保持率均接近90％。本发明所述的耐高温水环境腐蚀的四丙氟橡胶材料可作为热采封隔器胶筒的主要材料，从而形成性能更好的热采封隔器应用于国内外稠油的开采中，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及橡胶材料领域，更进一步说，涉及一种耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

目前稠油开采多采用注蒸汽驱油的方式进行开采，热采封隔器是其主要的工具设备，封隔器的耐温性能直接影响封隔器的可靠性和寿命。现有的热采封隔器胶筒多采用聚四氟乙烯等耐高温材料。

四丙氟橡胶是用途范围较广的极性橡胶，可应用于含油水的高温热采注蒸汽驱的环境中。在使用的过程中由于高温水的强氧化性，使得四丙氟橡胶的交联键和分子主链发生断裂，使其力学性能下降。与此同时，分子链断裂生成羧基，羧基为亲水基团，使得水渗入橡胶基体内，使四丙氟橡胶质量和体积增大，密封性能下降。

公开号为CN101168656A(申请号为CN200710031581.5)的中国专利公开了一种氟橡胶密封件及其制备方法，公开号为CN104356563A(申请号为CN201410658075.9)的中国专利公开了一种耐高温高压及水蒸汽的氟橡胶混炼胶；但其公开的橡胶材料耐温较低(200℃)，而且制备工艺比较复杂。四丙氟橡胶较高的硬度和较低的延伸率制约了其实际应用效果。现在需要能够研发一种耐350℃的四丙氟橡胶橡胶材料来解决以上问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物。具体地说涉及一种耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物及其制备方法。通过在现有四丙氟橡胶加入特定的高温稳定剂，提高其在350℃高温水环境中的稳定性，从而得到可用于稠油热采的耐高温橡胶材料。本发明利用特定的二价以上的金属氧化物或金属氢氧化物与四丙氟橡胶在高温水环境产生的羧基反应，生成不溶解于水的二元羧酸盐，可起到交联四丙氟橡胶的作用，同时可消除产生的羧基，减小四丙氟橡胶在水中溶胀程度。

本发明目的之一是提供一种耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物，可包含重量份数计的以下组分：

最优选的，所述的耐高温水环境的四丙氟橡胶组合物可包含重量份数计的以下组分：

其中，

所述四丙氟橡胶的氟含量可为54.8％～58.3％，该类氟橡胶的高分子主链主要是由C-F键组成，在苛刻环境中具有比较高的稳定性，具体产品如，日本旭硝子公司和上海叁爱富(3F)公司生产的四丙氟橡胶。这类橡胶的分子链上没有双键，必须采用活性较高的过氧化物和助交联剂来进行硫化，有机过氧化物可为DCP、BIPB和BPO中的至少一种，用量以四丙氟橡胶为100重量份计，宜为1～8重量份，用量过多，形成过度交联，会对最终产品的性能产生不利影响，并且过氧化物分解的残余物会影响四丙氟橡胶的性能，用量少，则不会形成有效的交联体系也会影响到四丙氟橡胶的性能。

所述加工助剂为四丙氟橡胶的常用加工助剂，可选自硬脂酸或硬脂酸盐；所述硬脂酸盐可选自硬脂酸钠、硬脂酸钾和硬脂酸铅中的至少一种；主要解决四丙氟橡胶在加工过程中粘辊和硫化过程中粘模具的问题。

所述助交联剂可选自三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)和/或三聚氰酸三烯丙酯(TAC)，可有效提高四丙氟橡胶的硫化程度，提高其力学性能。

所述增强填料可选自炭黑。