在油田或氣井中使用的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物和密封材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及在油田或氣井中使用的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物以及使用該交 聯(lián)性橡膠組合物得到的密封材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于不斷急速增加的能量需求以及與這種能量需求的增加相對應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步，含 有硫化氫等硫化物的油田或氣井的開發(fā)變得越來越重要。
[0003] 作為在這種含有硫化氫等硫化物的油田或氣井中使用的油田挖掘機(jī)的密封材料， 通常使用氟橡膠等耐熱性高的橡膠（例如參照專利文獻(xiàn)1)。但是，氟橡膠由于原料的制造 工序復(fù)雜而且成形費時，故存在制造成本變高的問題，因此，作為油田挖掘機(jī)的密封材料， 需要代替氟橡膠的材料。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :國際公開第01/032773號（歐州專利公開第1245635號說明書）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明要解決的技術(shù)問題 本發(fā)明的目的在于提供成形性優(yōu)異、對硫化氫等損傷性氣體的耐久性高、適合于在油 田或氣井中使用的密封材料用途的橡膠組合物、以及使用該橡膠組合物得到的密封材料。
[0006] 解決技術(shù)問題用的手段 本發(fā)明人著眼于作為成形性優(yōu)異的橡膠的含腈基共聚型橡膠，對于對硫化氫等損傷性 氣體的耐久性的提高進(jìn)行了研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)向含腈基共聚型橡膠中添加 α，β-烯鍵式不 飽和羧酸金屬鹽和有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑而成的橡膠組合物對硫化氫等損傷性氣體的耐久 性優(yōu)異，從而完成了本發(fā)明。
[0007] 即，根據(jù)本發(fā)明，提供在油田或氣井中使用的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物，其包 含： 含有10~60重量％的α，β -烯鍵式不飽和腈單體單元，而且碘值為120以下的含腈基 共聚型橡膠（A)、 α，β -烯鍵式不飽和羧酸金屬鹽（B)、和 有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑（C)。
[0008] 本發(fā)明的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物中，上述α，β-烯鍵式不飽和羧酸金屬 鹽（B)優(yōu)選為α，β-烯鍵式不飽和羧酸的鋅鹽，更優(yōu)選為甲基丙烯酸鋅。
[0009] 本發(fā)明的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物優(yōu)選進(jìn)一步含有共交聯(lián)劑，作為該共交聯(lián) 劑，3~5官能的甲基丙烯酸酯化合物和/或3~5官能的丙烯酸酯化合物較適合。
[0010] 本發(fā)明的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物優(yōu)選為在硫化氫的存在下使用的密封材 料用交聯(lián)性橡膠組合物，更優(yōu)選為在硫化氫的比例為1體積ppb~50體積％的環(huán)境下使用的 密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物。
[0011] 進(jìn)而，本發(fā)明的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物優(yōu)選為用于制造截面直徑為5_以 上的O形環(huán)（O-ring)的交聯(lián)性橡膠組合物。
[0012] 另外，根據(jù)本發(fā)明，提供將上述密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物進(jìn)行交聯(lián)而成的在 油田或氣井中使用的密封材料。
[0013] 本發(fā)明的密封材料優(yōu)選是截面直徑為5_以上的O形環(huán)。
[0014] 本發(fā)明的密封材料優(yōu)選是在硫化氫的存在下使用的密封材料用的物質(zhì)，更優(yōu)選為 在硫化氫的比例為1體積ppb~50體積％的環(huán)境下使用的密封材料。
[0015] 發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，可提供成形性優(yōu)異、對硫化氫等損傷性氣體的耐久性高、適合于在油田或 氣井中使用的密封材料用途的交聯(lián)性橡膠組合物、以及將該橡膠組合物交聯(lián)而得的對硫化 氫等損傷性氣體的耐久性高的在油田或氣井中使用的密封材料。
【附圖說明】
[0016] 圖1是用于說明快速氣體減壓（Rapid Gas Decompression，GRD)試驗的評價標(biāo)準(zhǔn) 的圖。
【具體實施方式】
[0017] 〈密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物〉 本發(fā)明的密封材料用交聯(lián)性橡膠組合物是為了得到在油田或氣井中使用的密封材料 而使用的橡膠組合物，其包含： 含有10~60重量％的α，β -烯鍵式不飽和腈單體單元，而且碘值為120以下的含腈基 共聚型橡膠（A)、 α，β -烯鍵式不飽和羧酸金屬鹽（B)、和 有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑（C)。
[0018] 〈含腈基共聚型橡膠（A) > 首先，對本發(fā)明中使用的含腈基共聚型橡膠（A)進(jìn)行說明。
[0019] 本發(fā)明中使用的含腈基共聚型橡膠（A)是，至少α，β -烯鍵式不飽和腈單體與能 和其共聚的其它單體進(jìn)行共聚而得的、碘值為120以下的橡膠。
[0020] 作為α，β -烯鍵式不飽和腈單體，只要是具有腈基的α，β -烯鍵式不飽和化合 物則沒有特別限制，例如可列舉出：丙烯腈；α-氯丙烯腈、α-溴丙烯腈等α-鹵代丙烯 腈；甲基丙烯腈等α-烷基丙烯腈等。其中，優(yōu)選丙烯腈和甲基丙烯腈，特別優(yōu)選丙烯腈。 α，烯鍵式不飽和腈單體可以單獨使用一種，或者也可以將它們多種并用。
[0021] 相對于構(gòu)成含腈基共聚型橡膠（A)的全部單體單元，α，β -烯鍵式不飽和腈單體 單元的含量為1〇~60重量％，優(yōu)選為15~55重量％，更優(yōu)選為20~50重量％。α，β -烯鍵式 不飽和腈單體單元的含量如果過少，則在交聯(lián)形成密封材料的情況下，耐油性有可能降低， 反之如果過多則耐寒性可能會降低。
[0022] 作為用于形成本發(fā)明中使用的含腈基共聚型橡膠（A)的、與α，β -烯鍵式不飽和 腈單體進(jìn)行共聚的單體，沒有特別限制，但從表現(xiàn)橡膠彈性的觀點出發(fā)，可優(yōu)選列舉出共軛 二稀單體。
[0023] 作為共軛二烯單體，只要是能與α，烯鍵式不飽和腈單體共聚的共軛二烯單 體則沒有特別限制，例如可列舉出：1，3- 丁二烯、異戊二烯、2, 3-二甲基-1，3- 丁二烯、 1，3-戊二烯等。其中，優(yōu)選1，3_ 丁二烯和異戊二烯，特別優(yōu)選1，3_ 丁二烯。共軛二烯單體 可以單獨使用一種，或者也可以將它們多種并用。
[0024] 相對于構(gòu)成含腈基共聚型橡膠（A)的全部單體單元，共軛二烯單體單元的含量優(yōu) 選為40~90重量％，更優(yōu)選為45~85重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為50~80重量％。共軛二烯單體單元 的含量如果過少，則在交聯(lián)形成密封材料的情況下，橡膠彈性有可能降低，反之如果過多， 則可能會損害耐熱性或耐化學(xué)穩(wěn)定性。
[0025] 本發(fā)明中使用的含腈基共聚型橡膠（A)可以是，α，烯鍵式不飽和腈單體和 共軛二烯單體一起與能和它們共聚的其它單體進(jìn)行共聚而得的含腈基共聚型橡膠。作為 這樣的其它單體，可列舉出：非共軛二烯單體、乙烯、α-烯烴單體、芳香族乙烯基單體、 α，烯鍵式不飽和單羧酸及其酯、α，烯鍵式不飽和多元羧酸及其單酯、多元酯和酸 酐、交聯(lián)性單體、共聚性抗老化劑等。
[0026] 作為非共軛二烯單體，優(yōu)選碳原子數(shù)為5~12的非共軛二烯單體，例如可列舉出： 1，4-戊二烯、1，4-己二烯、乙烯基降冰片烯、二聚環(huán)戊二烯等。
[0027] 作為α -烯烴單體，優(yōu)選碳原子數(shù)為3~12的α -烯烴單體，例如可列舉出：丙烯、 1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。
[0028] 作為芳香族乙烯基單體，例如可列舉出：苯乙稀、α -甲基苯乙稀、乙烯基吡啶等。
[0029] 作為α，β-烯鍵式不飽和單羧酸，例如可優(yōu)選列舉出：丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆 酸、肉桂酸等。
[0030] 作為α，β-烯鍵式不飽和單羧酸醋，例如可列舉出：（甲基）丙烯酸乙酯（丙烯酸 乙酯和甲基丙烯酸乙酯的意思。以下相同。）、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸2-乙 基己醋等。
[0031] 作為α，β-烯鍵式不飽和多元羧酸，例如可列舉出：馬來酸、富馬酸、衣康酸等。
[0032] 作為α，β-烯鍵式不飽和多元羧酸單醋，例如可列舉出：馬來酸單甲醋、馬來酸 單乙酯、馬來酸單丙酯、馬來酸單正丁酯等馬來酸單烷基酯；富馬酸單甲酯、富馬酸單乙酯、 富馬酸單丙酯、富馬酸單正丁酯等富馬酸單烷基酯；檸康酸單甲酯、檸康酸單乙酯、檸康酸 單丙酯、檸康酸單正丁酯等檸康酸單烷基酯；衣康酸單甲酯、衣康酸單乙酯、衣康酸單丙酯、 衣康酸單正丁酯等衣康酸單烷基酯等。
[0033] 作為α，β-烯鍵式不飽和多元羧酸多元酯，例如可列舉出：馬來酸二甲