[发明专利]一种橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本申请提供了一种橡胶复合材料及其制备方法。其原料包括氢化丁腈橡胶、吸水树脂、补充剂、软化剂、防老剂、硬脂酸、氧化锌、聚乙二醇、硫磺、硫化促进剂和过氧化物硫化剂。该橡胶复合材料的强度、吸水性能和耐老化性能方面较现有技术的产品有了很大的提高，满足解决油藏井下高温长时间封隔地下层空隙的问题。此外，本申请的工艺具有简单方便，对设备要求低的优点。

技术领域

本申请提供了一种橡胶复合材料及其制备方法，特别是遇水膨胀的橡胶复合材料。

背景技术

遇水膨胀橡胶(WSR)是一种新型功能高分子材料，将亲水性材料与弹性体合金化，使其形成一种具有橡胶的弹性和强度，同时具有吸水膨胀、挤压情况下可保水，达到既能适应结构变化，又具有吸水膨胀以水止水的双重止水功能材料。根据大量的实践和研究发现，绝大多数聚合物共混物是不相容或部分相容的。一般橡胶中主要使用硫磺硫化，交联键C-S键和未交联的双键容易在高温环境中被破坏导致橡胶分子链被破坏，降低实际使用中的耐老化性。由于不饱和橡胶本身的耐老化性问题，所以增强遇水膨胀橡胶的耐老化性就是制备遇水膨胀橡胶的一个主要问题。

发明内容

本申请之一提供了一种橡胶复合材料，其原料包括氢化丁腈橡胶、吸水树脂、补充剂、软化剂、防老剂、硬脂酸、氧化锌、聚乙二醇、硫磺、硫化促进剂和过氧化物硫化剂。

在一个具体实施方式中，所述补充剂包括炭黑和/或碳纳米管。

优选地，在一个具体实施方式中，所述纳米管选自单壁碳纳米管。如此，有利于制备过程的分散，进而提高产品的性能。

更优选地，在一个具体实施方式中，所述碳纳米管的管径为1至2nm，长度为5至30μm。如此，有利于制备过程的分散，进而进一步提高产品的性能。

在一个具体实施方式中，所述炭黑为吸碘值29g至31mgI/g的半补强炭黑。

在一个具体实施方式中，吸水树脂包括聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚醚和聚丙烯酰胺中的至少一种。

在一个具体实施方式中，聚丙烯酸钠的相对分子量为1500-2000。

在一个具体实施方式中，聚乙烯醇的相对分子量为108000-111000。

在一个具体实施方式中，聚醚的相对分子量为4500-5200。

在一个具体实施方式中，聚丙烯酰胺的相对分子量为800-1500。

在一个具体实施方式中，所述软化剂包括邻苯二甲酸二辛酯。

在一个具体实施方式中，所述防老剂包括N-异丙基-N’-苯基对苯二胺(4010NA)。

在一个具体实施方式中，所述聚乙二醇包括聚乙二醇3500-4500(即分子量范围在3500至4500的聚乙二醇均可)。

在一个具体实施方式中，所述硫化促进剂包括2,2'-二硫代二苯并噻唑(DM)。

在一个具体实施方式中，所述过氧化物硫化剂包括过氧化二异丙苯(DCP)。

在一个具体实施方式中，氢化丁腈橡胶100质量份、吸水树脂25至65质量份、补充剂40至60质量份、软化剂3至8质量份、防老剂1至6质量份、硬脂酸1至2质量份、氧化锌2至5质量份、聚乙二醇4至8质量份、硫磺0至1质量份、硫化促进剂0.4至0.6质量份和过氧化物硫化剂1至4质量份。

本申请之二提供了根据本申请之一中任意一项所述的橡胶复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

1)对氢化丁腈橡胶进行塑炼得到塑炼橡胶；

2)将所述塑炼橡胶先与所述软化剂、防老剂和硬脂酸进行第一混炼，之后再与所述吸水树脂、补充剂、氧化锌和聚乙二醇进行第二混炼得到混炼橡胶；