CN105440511A - 一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：羧基亚硝基氟橡胶34-47、水白松香11-17、高顺式聚丁二烯橡胶22-35、己二酸二异丙酯14-18、N,Nˊ-双肉桂醛缩-1,6-己二胺2-3、三盐基马来酸铅1.5-2.5、硅铝炭黑20-30、石油焦粉10-15、三乙二醇二异辛酸酯8-13、杜松油5-10、4，4’-二硫化二吗啉1-2、N-甲基-N-亚硝基苯胺1-2、改性填料12-16。使用本发明改性粒子制得的电缆材料具有可贵的使用性能,如耐寒、耐高温、耐油、耐磨、耐老化等特性，完全满足石油钻井平台电缆材料的性能要求。

Description

一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子及其制备方法，属于聚合物加工技术领域。
背景技术
母粒，别名母料，是20世纪80年代发展站起来的一种塑料/橡胶加工助剂，它是由超量的化学助剂、载体树脂/橡胶和分散剂等所组成。母粒是指在塑料/橡胶加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂/橡胶先进行混合混炼，经过挤出机等设备计量、混合、熔融、挤出、切粒等加工过程制得的颗粒料，母粒在薄膜、塑料/橡胶制品、化纤、电缆、建筑材料等塑料产品领域广泛应用。目前市场上用于电缆的传统母粒存在着产品结构单一、功能增强不高的缺点，随着电缆行业的高速发展，现有母粒已无法满足市场的需求，因此，急需开发一种产品结构丰富的高性能功能增强母粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子及其制备方法，该改性粒子可以显著提高石油钻井平台电缆材料的耐高低温性、耐油性、耐老化性、耐磨性等性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子，由以下重量份的原料制成：羧基亚硝基氟橡胶34-47、水白松香11-17、高顺式聚丁二烯橡胶22-35、己二酸二异丙酯14-18、N,N'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺2-3、三盐基马来酸铅1.5-2.5、硅铝炭黑20-30、石油焦粉10-15、三乙二醇二异辛酸酯8-13、杜松油5-10、4，4’-二硫化二吗啉1-2、N-甲基-N-亚硝基苯胺1-2、改性填料12-16；
所述改性填料的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：核桃砂18-26、方镁石12-19、废瓷片10-15、醋酸乙烯酯15-25、苯乙烯20-30、丙烯酸丁酯5-10、过硫酸铵0.2-0.4、碳酸氢钠0.1-0.2、十二烷基硫酸钠0.6-1.2、乳化剂OP-100.4-0.8、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1-2、乙烯基三乙氧基硅烷0.8-1.6、羊毛蜡25-35、琥珀酸单甘油酯10-15、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇10-15、异鲸蜡醇棕榈酸酯3-6、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2-3、蒸馏水100-150；b、取核桃砂、方镁石、废瓷片混合均匀，粉碎，过100-150目，待用；c、将十二烷基硫酸钠和乳化剂OP-10混合均匀，加入蒸馏水，充分搅拌均匀，然后再加入醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和步骤b制得的粉体，搅拌均匀后水浴加热至60-70℃，加入过硫酸铵和碳酸氢钠，搅拌20-30min后升温至70-80℃，加入γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1-2h，降温至40℃以下，用氨水调节pH值至7-8，过滤，烘干；d、将羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇混合均匀，加热至完全熔化，然后加入步骤c制得的包覆粉体、异鲸蜡醇棕榈酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，在温度为80-90℃，转速为1000-1500r/min的条件下搅拌15-20min，降温至常温，即得。
上述改性填料采用核桃砂、方镁石、废瓷片三种无机填料复合，再采用有机硅改性的苯乙烯-丙烯酸丁酯-醋酸乙烯酯三元共聚乳液包覆复合料，最后再用羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇进行二次包覆，经过上次处理的复合填料，不仅可以提高填料在高聚物基体中的分散性，改性与高聚物间的相容性，还可以提高母粒的填充功能，使其具有优异的耐水性、耐候性和耐久性。
一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅铝炭黑、石油焦粉加入高速搅拌机内搅拌至60-70℃时，加入三乙二醇二异辛酸酯、己二酸二异丙酯、N,N'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺，搅拌3-6min，待物料温度降至45℃以下时出料；
(2)将羧基亚硝基氟橡胶、高顺式聚丁二烯橡胶、水白松香、杜松油加入高速搅拌机内搅拌至75-85℃时，加入改性填料以及步骤(1)制得的混合料，搅拌至80-90℃时转入冷混机内，再加入余下原料，搅拌至40-50℃时，出料；
(3)将步骤(2)制得的混合料加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，即得所述改性粒子。
本发明的有益效果：
本发明改性粒子填充性能优越，羧基亚硝基氟橡胶、高顺式聚丁二烯橡胶相互作用可以在保证电缆材料的力学性能基础上，显著提高其耐磨性、耐高低温性和耐老化性，添加的水合松香可以改善硅铝炭黑、石油焦粉与羧基亚硝基氟橡胶、高顺式聚丁二烯橡胶的相容性，从而提高其耐油性和机械强度。使用这改性粒子制得的电缆材料具有可贵的使用性能,如耐寒、耐高温、耐油、耐磨、耐老化等特性，完全满足石油钻井平台电缆材料的性能要求。
具体实施方式
一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子，由以下重量(kg)的原料制成：羧基亚硝基氟橡胶42、水白松香16、高顺式聚丁二烯橡胶30、己二酸二异丙酯16、N,N'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺2.5、三盐基马来酸铅2、硅铝炭黑25、石油焦粉12、三乙二醇二异辛酸酯11、杜松油8、4，4’-二硫化二吗啉1.5、N-甲基-N-亚硝基苯胺1、改性填料14；
所述改性填料的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：核桃砂20、方镁石13、废瓷片11、醋酸乙烯酯18、苯乙烯24、丙烯酸丁酯7、过硫酸铵0.25、碳酸氢钠0.1、十二烷基硫酸钠0.8、乳化剂OP-100.5、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1、乙烯基三乙氧基硅烷1、羊毛蜡28、琥珀酸单甘油酯10、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇12、异鲸蜡醇棕榈酸酯4、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2、蒸馏水120；b、取核桃砂、方镁石、废瓷片混合均匀，粉碎，过100目，待用；c、将十二烷基硫酸钠和乳化剂OP-10混合均匀，加入蒸馏水，充分搅拌均匀，然后再加入醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和步骤b制得的粉体，搅拌均匀后水浴加热至70℃，加入过硫酸铵和碳酸氢钠，搅拌20min后升温至70℃，加入γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1h，降温至40℃以下，用氨水调节pH值至7.5，过滤，烘干；d、将羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇混合均匀，加热至完全熔化，然后加入步骤c制得的包覆粉体、异鲸蜡醇棕榈酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，在温度为90℃，转速为1500r/min的条件下搅拌15min，降温至常温，即得。
一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅铝炭黑、石油焦粉加入高速搅拌机内搅拌至70℃时，加入三乙二醇二异辛酸酯、己二酸二异丙酯、N,N'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺，搅拌4min，待物料温度降至45℃以下时出料；
(2)将羧基亚硝基氟橡胶、高顺式聚丁二烯橡胶、水白松香、杜松油加入高速搅拌机内搅拌至80℃时，加入改性填料以及步骤(1)制得的混合料，搅拌至85℃时转入冷混机内，再加入余下原料，搅拌至40℃时，出料；
(3)将步骤(2)制得的混合料加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，即得所述改性粒子。
上述实施例制得的改性粒子用于石油钻井平台硅橡胶电缆材料的性能测试结果如下表所示：
表1填充改性粒子的石油钻井平台硅橡胶电缆材料的性能测试结果

Claims (2)

1.一种石油钻井平台电缆材料用改性粒子，其特征在于，由以下重量份的原料制成：羧基亚硝基氟橡胶34-47、水白松香11-17、高顺式聚丁二烯橡胶22-35、己二酸二异丙酯14-18、N,N'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺2-3、三盐基马来酸铅1.5-2.5、硅铝炭黑20-30、石油焦粉10-15、三乙二醇二异辛酸酯8-13、杜松油5-10、4，4’-二硫化二吗啉1-2、N-甲基-N-亚硝基苯胺1-2、改性填料12-16；
所述改性填料的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：核桃砂18-26、方镁石12-19、废瓷片10-15、醋酸乙烯酯15-25、苯乙烯20-30、丙烯酸丁酯5-10、过硫酸铵0.2-0.4、碳酸氢钠0.1-0.2、十二烷基硫酸钠0.6-1.2、乳化剂OP-100.4-0.8、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1-2、乙烯基三乙氧基硅烷0.8-1.6、羊毛蜡25-35、琥珀酸单甘油酯10-15、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇10-15、异鲸蜡醇棕榈酸酯3-6、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯2-3、蒸馏水100-150；b、取核桃砂、方镁石、废瓷片混合均匀，粉碎，过100-150目，待用；c、将十二烷基硫酸钠和乳化剂OP-10混合均匀，加入蒸馏水，充分搅拌均匀，然后再加入醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和步骤b制得的粉体，搅拌均匀后水浴加热至60-70℃，加入过硫酸铵和碳酸氢钠，搅拌20-30min后升温至70-80℃，加入γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1-2h，降温至40℃以下，用氨水调节pH值至7-8，过滤，烘干；d、将羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇混合均匀，加热至完全熔化，然后加入步骤c制得的包覆粉体、异鲸蜡醇棕榈酸酯、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯，在温度为80-90℃，转速为1000-1500r/min的条件下搅拌15-20min，降温至常温，即得。
2.根据权利要求1所述的石油钻井平台电缆材料用改性粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硅铝炭黑、石油焦粉加入高速搅拌机内搅拌至60-70℃时，加入三乙二醇二异辛酸酯、己二酸二异丙酯、N,N'-双肉桂醛缩-1,6-己二胺，搅拌3-6min，待物料温度降至45℃以下时出料；
（2）将羧基亚硝基氟橡胶、高顺式聚丁二烯橡胶、水白松香、杜松油加入高速搅拌机内搅拌至75-85℃时，加入改性填料以及步骤（1）制得的混合料，搅拌至80-90℃时转入冷混机内，再加入余下原料，搅拌至40-50℃时，出料；
（3）将步骤（2）制得的混合料加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，即得所述改性粒子。
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