專利名稱：多維數(shù)復合無機粒子/四丙氟橡膠復合材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多維數(shù)復合無機粒子/四丙氟橡膠復合材料，是一種用于高溫高壓硫化氫二氧化碳環(huán)境下的高分子材料。
背景技術：
隨著易開采油氣資源的急劇減少，油氣開采的環(huán)境日益苛刻，對油氣裝備亦提出了更高的要求。其中高溫高壓h2s/co2環(huán)境下石油天然氣資源的開采給橡膠密封材料帶來了挑戰(zhàn)。
四丙氟橡膠是一種具有耐硫化氫腐蝕的橡膠，但其硫化體系一般為過氧化二異丙苯等過氧化物，助交聯(lián)劑主要為三烯丙基異三聚氰酸酯(TIAC)等，其最終的交聯(lián)結(jié)構(gòu)中含酰胺基，其在酸環(huán)境下會發(fā)生分解，使四丙氟橡膠力學性能下降，造成材料失效。有研究使用把乙烯基倍半硅氧烷代替TIAC作為助交聯(lián)劑，有效提高了材料高溫酸性環(huán)境和高溫高含硫化氫環(huán)境下性能保持率(CN102250437A)。本發(fā)明在四丙氟橡膠中添加表面帶有雙鍵的多維數(shù)復合無機粒子，代替現(xiàn)有技術中使用的助交聯(lián)劑TIAC，在起到助交聯(lián)劑作用的同時，能夠有效提高材料的力學性能以及高溫高壓H2S/C02環(huán)境下性能的保持率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種多維數(shù)復合無機粒子/四丙氟橡膠復合材料，是一種用于高溫高壓h2s/co2環(huán)境下的聞分子材料。本發(fā)明旨在提供一種橡膠復合材料，通過添加多維數(shù)復合無機粒子，得到具有良好耐溫、耐壓，耐酸性和硫化氫性能的四丙氟橡膠復合材料。本發(fā)明特征是:采用四丙氟橡膠為主體材料，采用不同維數(shù)的復合無機粒子，且通過表面修飾使無機粒子表面帶有可參加交聯(lián)反應的雙鍵，具體配比如下:
網(wǎng)W5ii橡膠丨00份o+RM:)
多維數(shù) 合 機粒了i_i0份防老劑I—3份 硬脂酸鈉 H.5份 過氣化-1f Wife (DCP) 3-5 份 炭!:丨:丨550 30-50份 增塑劑 3-6份其中多維數(shù)復合無機粒子包括微米級無機粒子和納米級無機粒子。微米級無機粒子包括一維的玻璃纖維，碳纖維，二維的玻璃鱗片，高嶺土。納米級無機粒子包括一維的納米碳管，納米碳纖維，二維的納米蒙脫土。多維數(shù)復合無機粒子由一種一維粒子和一種二維粒子以1:1的重量比組成。通過水熱法制備獲得，溫度為140-180°c，時間為24小時。無機粒子在復合前，均使用偶聯(lián)劑Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷處理，使其表面帶有雙鍵，偶聯(lián)劑與無機粒子的重量比為0.5-1。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例1-5和比較例I進一步具體說明，但本發(fā)明不局限于以下實施例。實施例1-5和比較例I采用旭硝子生產(chǎn)的四丙氟橡膠(aflaslOOH)為主體材料，100份(重量)，按照表I所示配合制備符合本發(fā)明要求的橡膠復合材料。經(jīng)硫化試片進行耐硫化氫、鹽酸和氫氧化鈉腐蝕測試，經(jīng)腐蝕后的結(jié)果見表2。從表2中可以看出本發(fā)明能夠獲得具有良好耐溫、耐壓，耐酸性和硫化氫性能的四丙氟橡膠復合材料。表I
權利要求
1.一種多維數(shù)復合無機粒子/四丙氟橡膠復合材料，其特征是，采用四丙氟橡膠為主體材料，采用不同維數(shù)的復合無機粒子，且通過表面修飾使無機粒子表面帶有可參加交聯(lián)反應的雙鍵,具體配比如下: 四丙氟橡膠100份(重量) 多維數(shù)復合無機粒子1-10份防老劑1-3份 硬脂酸鈉1-1.5份 過氧化二異丙苯(DCP)3-5份 炭黑55030-50份 增塑劑3-6份。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，所述的多維數(shù)復合無機粒子包括微米級無機粒子和納米級無機粒子。
3.根據(jù)權利要求2所述的復合材料，所述的微米級無機粒子包括一維的玻璃纖維，碳纖維，二維的玻璃鱗片，高嶺土。
4.根據(jù)權利要求2所述的復合材料，所述的納米級無機粒子包括一維的納米碳管，納米碳纖維，二維的納米蒙脫土。
5.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，所述的多維數(shù)復合無機粒子由一種一維粒子和一種二維粒子以1:1的重量比組成。
6.根據(jù)權利要求1所述的復合材料，所述的多維數(shù)復合無機粒子是通過水熱法制備獲得，溫度為140-180°C，時間為24小時。
7.根據(jù)權利要求6所述的復合材料，所述的無機粒子在復合前，均使用偶聯(lián)劑Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷處理，使其表面帶有雙鍵，偶聯(lián)劑與無機粒子的重量比為0.5-1。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的復合材料，其中不包含三烯丙基異三聚氰酸酯。
9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的復合材料，使用多維數(shù)復合無機粒子代替三烯丙基異三聚氰酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多維數(shù)復合無機粒子/四丙氟橡膠復合材料，此種復合材料中，以四丙氟橡膠為主體材料，添加不同維數(shù)的復合無機粒子，通過表面修飾使得無機粒子表面帶有可參加交聯(lián)反應的雙鍵。加入的復合粒子能夠有效地提高四丙氟橡膠耐溫、耐硫化氫、耐二氧化碳的性能。
文檔編號C08K3/04GK103242609SQ20131020250
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月28日 優(yōu)先權日2013年5月28日
發(fā)明者孟曉宇, 叢川波, 周瓊, 劉旭 申請人:中國石油大學(北京)