[发明专利]高性能螺杆泵定子橡胶组合物

说明书

技术领域：本发明涉及采油工程技术领域，属于一种适用于井下采油螺杆泵定子的高性能螺杆泵定子橡胶组合物。

背景技术：根据实际应用环境，要求油田螺杆泵的定子橡胶既需要较好的耐热耐化学稳定性能，又需要较好的动态疲劳性能。本发明采用普通硫磺硫化体系和DCP过氧化物硫化体系两种硫化体系并用，从而形成既含有一定量的S-S交联键，又含有一定量的C-C交联键的网络结构，制备的橡胶材料既具有优异的力学性能，又具有良好的动静态性能和耐热耐化学稳定性能。另一方面，螺杆泵橡胶定子与金属筒形成比较好粘接力，而目前通常在金属筒内侧涂附一层聚氨酯胶粘剂，粘接金属与螺杆泵橡胶定子。这种单一的粘合剂与橡胶相容性较差，在使用过程往往会粘合剂层发生失脱粘，造成螺杆泵失效。本发明在丁腈橡胶体系中加入了聚氨酯橡胶，不仅提高了丁腈橡胶定子与金属的粘接性，还可以提高螺杆泵定子橡胶的耐磨损的性能，可有效的延长橡胶的使用寿命。

发明内容：本发明的目的是制造一种热化学稳定性良好并具有优异的动态性能、与金属粘接性较好且耐磨性较好的高性能螺杆泵定子橡胶组合物。

本发明采用的技术方案是，以100重量份的丁腈橡胶为基准，以重量份计还包括：

所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为40-48％。

本发明的优点是：本发明得到的橡胶组合物热化学稳定性良好并具有优异的动态性能、与金属粘接性较好且耐磨性较好，适于用作长年工作于地下复杂介质中、承受循环挤压作用的采油螺杆泵定子橡胶。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明作进一步详述，但是本发明不局限于这些实施例。

以100重量份的丁腈橡胶为基准，以重量份计还包括：

所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为40-48％。

采用丁腈橡胶N220S主体材料，并用一定的聚氨酯橡胶，以丁腈橡胶为100重量份计，按照表1所示配合制备符合本发明要求的以过氧化二异丙苯(DCP)、TAIC、硫磺和CZ为硫化体系，以硬质炭黑N330为增强材料、以RD/MB为防老材料的橡胶组合物，以DOP为增塑剂，即实施例1-3。采用相似的配合，使只采用DCP硫化体系的为比较例1和采用硫磺硫化体系的比较例2，这两个比较例没有与聚氨酯共混。

表1试验酊方组分表

经硫化试片进行纯柴油老化、纯疲劳老化和柴油老化后疲劳老化的测试，经腐蚀后的结果见表2。从表2中可以看出本发明的实施例在纯疲劳老化后硬度、拉伸强度要高于比较例，柴油老化后的质量变化率、体积变化率要小于比较例。0#柴油老化并伸张疲劳后的硬度、拉伸强度及断裂伸长率均优于相同条件下的比较例。

表2试验配方性能

¹疲劳条件为：室温条件下，试样的拉伸比λ=100％，测试频率500r/min，疲劳时间为6小时。

²老化条件为：介质为0号柴油，老化温度为70℃，腐蚀时间为168小时。

³老化条件为：先将试样在0号柴油和70℃和老化温度条件下老化168小时，再进行条件1的疲劳试验。