2024年6月13日发(作者：平乐容)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.1
(22)申请日 2009.08.03
(71)申请人 哈尔滨工业大学
地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
(72)发明人 刘丽 邓辉 张如良 邵永实 杨元建 张天成 黄玉东 刘辉
(74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人 金永焕
(51)
C08L15/00
C08K13/06
B29B7/72
B29C35/02
(10)申请公布号 CN 101624456 A
(43)申请公布日 2010.01.13
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法
(57)摘要
螺杆泵橡胶定子材料及其制备方
法，它涉及定子材料及其制备方法。本发
明解决了现有单独采用氢化丁腈橡胶为原
料制备螺杆泵橡胶定子，存在成本高和力
学性能差的问题。螺杆泵橡胶定子材料由
HNBR、OMMT、纳米氧化锌、硬酯酸、
DBPH－50、SR521、Ricobond 1756、
Kyowamag150、N550、N774、Naugard
445、Vulkenox ZMB－2、G－25、T－
ZnOw和Aktiptast PP制成。方法：一、称
取原料；二、HNBR和OMMT混合后熔融
插层再混炼，加剩余原料后继续混炼；
三、重复步骤二得胶片空冷16h后硫化，
即得。本发明中工艺简单，降低成本，所
得材料力学性能好。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
未缴年费专利权终止IPC(主分
类):C08L15/00专利
2022-07-15
号:ZL2申请
日:20090803授权公告
日:20110706
法律状态
专利权的终止
权 利 要 求 说 明 书
1、螺杆泵橡胶定子材料，其特征在于螺杆泵橡胶定子材料按质量份数比由100份
氢化丁腈橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、
8～12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-
50、0～10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27
份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～
0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4
份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。
2、根据权利要求1所述的螺杆泵橡胶定子材料，其特征在于螺杆泵橡胶定子材料
按质量份数比由100份氢化丁腈橡胶、9～11份有机化蒙脱土、1.5～2.5份纳米氧
化锌、0.9～1.1份硬酯酸、9～11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧
化丁基)乙烷分散体DBPH-50、1～8份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、2～12份1，
2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、9～11份活性氧化镁Kyowamag150、39～41份
炭黑N550、24～26份炭黑N774、1～1.2份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺
Naugard 445、0.35～0.45份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、9～11份聚
癸二酸酯G-25、2.5～3.5份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5～2.5份脂肪酸锌盐
Aktiptast PP制成。
3、制备如权利要求1所述的螺杆泵橡胶定子材料的方法，其特征在于螺杆泵橡胶
定子材料的制备方法按以下步骤实现：一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、
8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份质量浓
度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～10份双
官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、8～
12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27份炭黑N774、
0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基
苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T-
ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙
脱土混合后加入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混
合物置于双滚开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为
3mm的条件下进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，
再加入称取的纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的
4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌
Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑
N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，
混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷
分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操
作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为
165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa
的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是
插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间为10min。
4、根据权利要求3所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤一中
按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、1
份硬酯酸、10份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体
DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑
N774、1.1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯
并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2
份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。
5、根据权利要求3所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤一中
按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、9份有机化蒙脱土、2.5份纳米氧化锌、
1.1份硬酯酸、11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分
散体DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、41份炭黑N550、24份炭黑
N774、1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并
咪唑锌Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5
份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。
6、根据权利要求4或5所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤
二中前辊温度为37～42℃、后辊温度为42～48℃。
7、根据权利要求4或5所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤
二中前辊温度为38℃、后辊温度为42℃。
8、根据权利要求4或5所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤
二中前辊温度为40℃、后辊温度为45℃。
说 明 书
技术领域
本发明涉及定子材料及其制备方法。
背景技术
螺杆泵是一种广泛应用的采油机械，其结构简单，特别适合于高粘度、高含砂量的
油井并且有较高的工作效率，但螺杆泵工作条件十分苛刻，其使用寿命取决于橡胶
定子的寿命。螺杆泵橡胶定子的材料优先采用的是氢化丁腈橡胶(HNBR)，它是国
外80年代开发的新型饱和耐油橡胶，它具有能在高温下仍保持与常温相当的物理
机械性能的品质，能长期耐150℃高温，具有良好的耐油性和耐磨性，能较好地适
应CO2、H2S和CH4的环境(CO2
和H2S含量可达2％)，且能保持较好的机械性能。
目前，氢化丁腈橡胶的生产工艺复杂，价格较昂贵，导致单独采用氢化丁腈橡胶为
原料制备的橡胶定子，成本高且力学性能差，从而阻碍了其在工业领域的推广应用。
发明内容
本发明为了解决现有单独采用氢化丁腈橡胶为原料制备螺杆泵橡胶定子，存在成本
高和力学性能差的问题，而提供螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法。
螺杆泵橡胶定子材料按质量份数比由100份氢化丁腈橡胶(HNBR)、8～12份有机
化蒙脱土(OMMT)、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份质量浓度为
50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～10份双官能
团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond1756(主成分是特
种聚丁二烯与马来酸酐加成物)、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭
黑N550、23～27份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺
Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸
二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。
螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现：一、按质量份数比称取100份氢
化丁腈橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、
8～12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-
50、0～10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27
份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～
0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4
份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈
橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混
合物，然后将混合物置于双滚开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～
50℃、辊距为3mm的条件下进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在
于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀
后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪
唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的
炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯
G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁
基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操
作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为
165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa
的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是
插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间为10min。
本发明中所得螺杆泵橡胶定子材料，其原料有机化蒙脱土(为层状硅酸盐)，具有较
大的长径比，能够以纳米尺度均匀分散在橡胶基体中，有效体积分数很大，能提高
橡胶对气体分子(H2S和CO2)的阻隔性能，延长螺杆泵橡
胶定子的使用寿命，且能改善力学性能和阻燃性能；本发明中所得螺杆泵橡胶定子
材料力学性能好，其拉伸强度为21.45～22.97MPa，断裂延伸率为165.04～
185.64％，撕裂强度为39.15～40.11kN/m，硬度为92.3～93.3；本发明中所得螺杆
泵橡胶定子材料耐H2S和CO2等酸性介质，可延长螺杆泵
使用寿命，适用于哈萨克斯坦、沙特等中东国家油井，且可拓宽橡胶的应用范围，
如民用领域、航空航天及国防工业等尖端领域。
本发明中螺杆泵橡胶定子材料的制备采用熔融插层复合技术，工艺简单，且减少了
氢化丁腈橡胶的用量，降低了成本，适合工业化生产。
具体实施方式 具体实施方式一：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料按质量份数比由100份氢化丁腈 橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份 质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～ 10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、 8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27份炭黑N774、 0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基 苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T- ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是螺杆泵橡胶定子材料按质 量份数比由100份氢化丁腈橡胶、9～11份有机化蒙脱土、1.5～2.5份纳米氧化锌、 0.9～1.1份硬酯酸、9～11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基) 乙烷分散体DBPH-50、1～8份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、2～12份1，2聚丁 二烯分散体Ricobond 1756、9～11份活性氧化镁Kyowamag150、39～41份炭黑 N550、24～26份炭黑N774、1～1.2份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445、0.35～0.45份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、9～11份聚 癸二酸酯G-25、2.5～3.5份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5～2.5份脂肪酸锌盐 Aktiptast PP制成。其它与具体实施方式一相同。 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是螺杆泵橡胶定子材料按质 量份数比由100份氢化丁腈橡胶、8份有机化蒙脱土、1份纳米氧化锌、0.8份硬酯 酸、8份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH- 50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、 8份活性氧化镁Kyowamag150、38份炭黑N550、23份炭黑N774、0.9份4’4-双(2， 2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3份甲基硫醇基苯并咪唑锌 Vulkenox ZMB-2、8份聚癸二酸酯G-25、2份氧化锌晶须T-ZnOw和1份脂肪酸锌 盐Aktiptast PP制成。其它与具体实施方式一相同。 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是螺杆泵橡胶定子材料按质 量份数比由100份氢化丁腈橡胶、12份有机化蒙脱土、3份纳米氧化锌、1.2份硬 酯酸、12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体 DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、12份活性氧化镁Kyowamag150、42份炭黑N550、27份炭黑 N774、1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.5份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、4份氧化锌晶须T-ZnOw和3 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。其它与具体实施方式一相同。 具体实施方式五：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现：一、 按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化 锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化 丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1， 2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份 炭黑N550、23～27份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸 二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、 将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中 进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚开炼机中在前辊温度为35～45℃、 后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下进行混炼，混炼至混合物包前辊且有 余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌和活性氧化镁 Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐 Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw， 混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％ 的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸 酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的 辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷 16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然 后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材 料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间 为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料，制作成橡胶定子后与金属转子配合使用时， 采用C2---Chemosil 211/Chemosil 6025(购买自上海协诺有限公司)做为胶黏剂，粘 结效果好。 本实施方式步骤一中氢化丁腈橡胶、有机化蒙脱土和纳米氧化锌为购买得到；硬酯 酸购买自丹东龙泽化工有限公司；质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧 化丁基)乙烷分散体DBPH-50购买自南京思凯橡塑制品有限公司；双官能团甲基丙 烯酸酯SR521购买自南京思凯橡塑制品有限公司；1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756购买自南京思凯橡塑制品有限公司；活性氧化镁Kyowamag150购买 自上海华仲荣工贸有限公司；炭黑N550购买自上海怡创化工有限公司；炭黑 N774购买自上海怡创化工有限公司；4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445购买自上海景惠化工有限公司；甲基硫醇基苯并咪唑锌 Vulkenox ZMB-2购买自上海景惠化工有限公司；聚癸二酸酯G-25购买自多肯特国 际贸易公司；氧化锌晶须T-ZnOw购买自成都交大晶宇科技有限公司；脂肪酸锌盐 Aktiptast PP购买自上海景惠化工有限公司。 本实施方式步骤三中三角包操作法为：对辊上的橡胶采用割刀斜着切割，然后进行 折叠，使其成三角形形状。 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一中按质量份数比称 取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、1份硬酯酸、10份 质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0份 双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、10份 活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑N774、1.1份4’4-双(2，2- 二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、 10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。 其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一中按质量份数比称 取100份氢化丁腈橡胶、9份有机化蒙脱土、2.5份纳米氧化锌、1.1份硬酯酸、11 份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、 10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、10 份活性氧化镁Kyowamag150、41份炭黑N550、24份炭黑N774、1份4’4-双(2，2- 二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、 12份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。 其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度为 37～42℃、后辊温度为42～48℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度为 45℃、后辊温度为50℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度为 35℃、后辊温度为40℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度 为38℃、后辊温度为42℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度 为40℃、后辊温度为45℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十三：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、 1份硬酯酸、10份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散 体DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑 N774、1.1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加 入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚 开炼机中在前辊温度为40℃、后辊温度为45℃、辊距为3mm的条件下进行混炼， 混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌 和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二 苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌 盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T- ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度 为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲 基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚 开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出 胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫 化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵 橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min， 插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：将所得螺杆泵橡胶定子 材料裁切成标准哑铃状试件，在其狭小平行部分，用不影响试件物理性能的印色， 在试件上印上两条平行标线，每条标线应与试件中心等距且与试件长轴方向垂直， 试件的初始标距为25.0±0.5mm，按照国家标准GB/T528-92在万能材料试验机上进 行拉伸性能测试，拉伸速度500mm/min，结果是拉伸强度为21.47MPa，断裂延伸 率为185.12％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：按照国家标准 GB/T529-1999，试件为无切口直角形试件，在万能材料试验机上撕裂强度测试， 拉伸速度500mm/min，结果是撕裂强度为40.11kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：按照国家标准GB/T531- 1999，用邵尔型硬度计测试硬度，试件上的每一点只测量一次，测量点间距离不小 于6mm，与试件边缘的距离均不小于12mm，每个试件的测量点应不少于5点， 取平均值，结果是硬度为93.3。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行耐原油井液介质老化性能分析：硫化胶 耐原油井液介质实验方法按GB/T1690-1992检测，介质选用大庆井液，实验条件 150℃，168h，试件数量5件，体积变化率试件数量3件，检测物理机械性能变化， 结果如表1所示，本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料的物理机械性能良好。 表1 体积变化率/％ /MPa y> 19.36 具体实施方式十四：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、 1份硬酯酸、10份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散 体DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑 N774、1.1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加 入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚 开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下 进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的 纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲 基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸 和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化 锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取 的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、 双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀； 三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到 胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa 的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料 即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速 为35r/min，插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：将所得螺杆泵橡胶定子 材料裁切成标准哑铃状试件，在其狭小平行部分，用不影响试件物理性能的印色， 在试件上印上两条平行标线，每条标线应与试件中心等距且与试件长轴方向垂直， 试件的初始标距为25.0±0.5mm，按照国家标准GB/T528-92在万能材料试验机上进 行拉伸性能测试，拉伸速度500mm/min，结果是拉伸强度为22.97MPa，断裂延伸 率为165.04％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：按照国家标准 GB/T529-1999，试件为无切口直角形试件，在万能材料试验机上撕裂强度测试， 拉伸速度500mm/min，结果是撕裂强度为39.76kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：按照国家标准GB/T531- 1999，用邵尔型硬度计测试硬度，试件上的每一点只测量一次，测量点间距离不小 于6mm，与试件边缘的距离均不小于12mm，每个试件的测量点应不少于5点， 取平均值，结果是硬度为92.3。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行耐原油井液介质老化性能分析：硫化胶 耐原油井液介质实验方法按GB/T1690-1992检测，介质选用大庆井液，实验条件 150℃，168h，试件数量5件，体积变化率试件数量3件，检测物理机械性能变化， 结果如表2所示，本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料的物理机械性能良好。 表2 体积变化率/％ /MPa y> 20.18 具体实施方式十五：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、8份有机化蒙脱土、1份纳米氧化锌、 0.8份硬酯酸、8份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散 体DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、8份活性氧化镁Kyowamag150、38份炭黑N550、23份炭黑N774、 0.9份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3份甲基硫醇基苯并咪唑 锌Vulkenox ZMB-2、8份聚癸二酸酯G-25、2份氧化锌晶须T-ZnOw和1份脂肪 酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空 腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚开炼机 中在前辊温度为35℃、后辊温度为40℃、辊距为3mm的条件下进行混炼，混炼 至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌和活 性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄 胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐 Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw， 混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％ 的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸 酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的 辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷 16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然 后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材 料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间 为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：结果是拉伸强度为 21.45MPa，断裂延伸率为185.64％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：结果是撕裂强度为 40.02kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：结果是硬度为93.0。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行气体阻隔性能测试：按照GB/T1038- 2000检测，利用压差法测试，试件预处理时间＞3h，实验温度在室温(22～24℃)， 湿度为32～36％，测试时间为24h，测试透过气体为氧气，结果如表3所示，对比 空白试验(未添加有机化蒙脱土)，本实施方式中加入有机化蒙脱土后的橡胶的阻隔 性明显的提高，使该材料可在油田中的使用必然会提高螺杆泵橡胶定子对 H2S和CO2的阻隔性，延长使用寿命，可见本实施方式中 所得螺杆泵橡胶定子材料的气体阻隔性能良好。 表3 材料 / cm3·(m2·24h·0.1MPa)-1 系数/ cm3·cm·(cm2·s·Pa)- 1 白) 9 9 具体实施方式十六：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、12份有机化蒙脱土、3份纳米氧化锌、 1.2份硬酯酸、12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分 散体DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、12份活性氧化镁Kyowamag150、42份炭黑N550、27份炭黑 N774、1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.5份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、4份氧化锌晶须T-ZnOw和3 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加 入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚 开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下 进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的 纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲 基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸 和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化 锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取 的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、 双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀； 三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到 胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa 的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料 即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速 为35r/min，插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：结果是拉伸强度为 22.65MPa，断裂延伸率为175.45％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：结果是撕裂强度为 39.15kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：结果是硬度为92.6。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 具体实施方式十七：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、9份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、 1.1份硬酯酸、11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分 散体DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、8份活性氧化镁Kyowamag150、41份炭黑N550、26份炭黑N774、 1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并咪唑锌 Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、4份氧化锌晶须T-ZnOw和1份脂肪酸 锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空腔 的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚开炼机中 在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下进行混炼， 混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌 和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二 苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌 盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T- ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度 为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲 基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚 开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出 胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫 化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵 橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min， 插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：结果是拉伸强度为 22.95MPa，断裂延伸率为166.95％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：结果是撕裂强度为 39.50kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：结果是硬度为92.8。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。
2024年6月13日发(作者：平乐容)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.1
(22)申请日 2009.08.03
(71)申请人 哈尔滨工业大学
地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
(72)发明人 刘丽 邓辉 张如良 邵永实 杨元建 张天成 黄玉东 刘辉
(74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人 金永焕
(51)
C08L15/00
C08K13/06
B29B7/72
B29C35/02
(10)申请公布号 CN 101624456 A
(43)申请公布日 2010.01.13
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法
(57)摘要
螺杆泵橡胶定子材料及其制备方
法，它涉及定子材料及其制备方法。本发
明解决了现有单独采用氢化丁腈橡胶为原
料制备螺杆泵橡胶定子，存在成本高和力
学性能差的问题。螺杆泵橡胶定子材料由
HNBR、OMMT、纳米氧化锌、硬酯酸、
DBPH－50、SR521、Ricobond 1756、
Kyowamag150、N550、N774、Naugard
445、Vulkenox ZMB－2、G－25、T－
ZnOw和Aktiptast PP制成。方法：一、称
取原料；二、HNBR和OMMT混合后熔融
插层再混炼，加剩余原料后继续混炼；
三、重复步骤二得胶片空冷16h后硫化，
即得。本发明中工艺简单，降低成本，所
得材料力学性能好。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
未缴年费专利权终止IPC(主分
类):C08L15/00专利
2022-07-15
号:ZL2申请
日:20090803授权公告
日:20110706
法律状态
专利权的终止
权 利 要 求 说 明 书
1、螺杆泵橡胶定子材料，其特征在于螺杆泵橡胶定子材料按质量份数比由100份
氢化丁腈橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、
8～12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-
50、0～10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27
份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～
0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4
份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。
2、根据权利要求1所述的螺杆泵橡胶定子材料，其特征在于螺杆泵橡胶定子材料
按质量份数比由100份氢化丁腈橡胶、9～11份有机化蒙脱土、1.5～2.5份纳米氧
化锌、0.9～1.1份硬酯酸、9～11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧
化丁基)乙烷分散体DBPH-50、1～8份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、2～12份1，
2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、9～11份活性氧化镁Kyowamag150、39～41份
炭黑N550、24～26份炭黑N774、1～1.2份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺
Naugard 445、0.35～0.45份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、9～11份聚
癸二酸酯G-25、2.5～3.5份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5～2.5份脂肪酸锌盐
Aktiptast PP制成。
3、制备如权利要求1所述的螺杆泵橡胶定子材料的方法，其特征在于螺杆泵橡胶
定子材料的制备方法按以下步骤实现：一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、
8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份质量浓
度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～10份双
官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、8～
12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27份炭黑N774、
0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基
苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T-
ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙
脱土混合后加入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混
合物置于双滚开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为
3mm的条件下进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，
再加入称取的纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的
4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌
Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑
N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，
混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷
分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操
作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为
165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa
的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是
插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间为10min。
4、根据权利要求3所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤一中
按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、1
份硬酯酸、10份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体
DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑
N774、1.1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯
并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2
份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。
5、根据权利要求3所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤一中
按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、9份有机化蒙脱土、2.5份纳米氧化锌、
1.1份硬酯酸、11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分
散体DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、41份炭黑N550、24份炭黑
N774、1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并
咪唑锌Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5
份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。
6、根据权利要求4或5所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤
二中前辊温度为37～42℃、后辊温度为42～48℃。
7、根据权利要求4或5所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤
二中前辊温度为38℃、后辊温度为42℃。
8、根据权利要求4或5所述的螺杆泵橡胶定子材料的制备方法，其特征在于步骤
二中前辊温度为40℃、后辊温度为45℃。
说 明 书
技术领域
本发明涉及定子材料及其制备方法。
背景技术
螺杆泵是一种广泛应用的采油机械，其结构简单，特别适合于高粘度、高含砂量的
油井并且有较高的工作效率，但螺杆泵工作条件十分苛刻，其使用寿命取决于橡胶
定子的寿命。螺杆泵橡胶定子的材料优先采用的是氢化丁腈橡胶(HNBR)，它是国
外80年代开发的新型饱和耐油橡胶，它具有能在高温下仍保持与常温相当的物理
机械性能的品质，能长期耐150℃高温，具有良好的耐油性和耐磨性，能较好地适
应CO2、H2S和CH4的环境(CO2
和H2S含量可达2％)，且能保持较好的机械性能。
目前，氢化丁腈橡胶的生产工艺复杂，价格较昂贵，导致单独采用氢化丁腈橡胶为
原料制备的橡胶定子，成本高且力学性能差，从而阻碍了其在工业领域的推广应用。
发明内容
本发明为了解决现有单独采用氢化丁腈橡胶为原料制备螺杆泵橡胶定子，存在成本
高和力学性能差的问题，而提供螺杆泵橡胶定子材料及其制备方法。
螺杆泵橡胶定子材料按质量份数比由100份氢化丁腈橡胶(HNBR)、8～12份有机
化蒙脱土(OMMT)、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份质量浓度为
50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～10份双官能
团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond1756(主成分是特
种聚丁二烯与马来酸酐加成物)、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭
黑N550、23～27份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺
Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸
二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。
螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现：一、按质量份数比称取100份氢
化丁腈橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、
8～12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-
50、0～10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27
份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～
0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4
份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈
橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混
合物，然后将混合物置于双滚开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～
50℃、辊距为3mm的条件下进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在
于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀
后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪
唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的
炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯
G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁
基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体
Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操
作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为
165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa
的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是
插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间为10min。
本发明中所得螺杆泵橡胶定子材料，其原料有机化蒙脱土(为层状硅酸盐)，具有较
大的长径比，能够以纳米尺度均匀分散在橡胶基体中，有效体积分数很大，能提高
橡胶对气体分子(H2S和CO2)的阻隔性能，延长螺杆泵橡
胶定子的使用寿命，且能改善力学性能和阻燃性能；本发明中所得螺杆泵橡胶定子
材料力学性能好，其拉伸强度为21.45～22.97MPa，断裂延伸率为165.04～
185.64％，撕裂强度为39.15～40.11kN/m，硬度为92.3～93.3；本发明中所得螺杆
泵橡胶定子材料耐H2S和CO2等酸性介质，可延长螺杆泵
使用寿命，适用于哈萨克斯坦、沙特等中东国家油井，且可拓宽橡胶的应用范围，
如民用领域、航空航天及国防工业等尖端领域。
本发明中螺杆泵橡胶定子材料的制备采用熔融插层复合技术，工艺简单，且减少了
氢化丁腈橡胶的用量，降低了成本，适合工业化生产。
具体实施方式 具体实施方式一：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料按质量份数比由100份氢化丁腈 橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份 质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～ 10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、 8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份炭黑N550、23～27份炭黑N774、 0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基 苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T- ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是螺杆泵橡胶定子材料按质 量份数比由100份氢化丁腈橡胶、9～11份有机化蒙脱土、1.5～2.5份纳米氧化锌、 0.9～1.1份硬酯酸、9～11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基) 乙烷分散体DBPH-50、1～8份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、2～12份1，2聚丁 二烯分散体Ricobond 1756、9～11份活性氧化镁Kyowamag150、39～41份炭黑 N550、24～26份炭黑N774、1～1.2份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445、0.35～0.45份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、9～11份聚 癸二酸酯G-25、2.5～3.5份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5～2.5份脂肪酸锌盐 Aktiptast PP制成。其它与具体实施方式一相同。 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是螺杆泵橡胶定子材料按质 量份数比由100份氢化丁腈橡胶、8份有机化蒙脱土、1份纳米氧化锌、0.8份硬酯 酸、8份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH- 50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、 8份活性氧化镁Kyowamag150、38份炭黑N550、23份炭黑N774、0.9份4’4-双(2， 2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3份甲基硫醇基苯并咪唑锌 Vulkenox ZMB-2、8份聚癸二酸酯G-25、2份氧化锌晶须T-ZnOw和1份脂肪酸锌 盐Aktiptast PP制成。其它与具体实施方式一相同。 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是螺杆泵橡胶定子材料按质 量份数比由100份氢化丁腈橡胶、12份有机化蒙脱土、3份纳米氧化锌、1.2份硬 酯酸、12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体 DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、12份活性氧化镁Kyowamag150、42份炭黑N550、27份炭黑 N774、1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.5份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、4份氧化锌晶须T-ZnOw和3 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP制成。其它与具体实施方式一相同。 具体实施方式五：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现：一、 按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、8～12份有机化蒙脱土、1～3份纳米氧化 锌、0.8～1.2份硬酯酸、8～12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化 丁基)乙烷分散体DBPH-50、0～10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0～15份1， 2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、8～12份活性氧化镁Kyowamag150、38～42份 炭黑N550、23～27份炭黑N774、0.9～1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445、0.3～0.5份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、8～12份聚癸 二酸酯G-25、2～4份氧化锌晶须T-ZnOw和1～3份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、 将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中 进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚开炼机中在前辊温度为35～45℃、 后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下进行混炼，混炼至混合物包前辊且有 余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌和活性氧化镁 Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐 Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw， 混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％ 的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸 酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的 辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷 16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然 后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材 料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间 为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料，制作成橡胶定子后与金属转子配合使用时， 采用C2---Chemosil 211/Chemosil 6025(购买自上海协诺有限公司)做为胶黏剂，粘 结效果好。 本实施方式步骤一中氢化丁腈橡胶、有机化蒙脱土和纳米氧化锌为购买得到；硬酯 酸购买自丹东龙泽化工有限公司；质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧 化丁基)乙烷分散体DBPH-50购买自南京思凯橡塑制品有限公司；双官能团甲基丙 烯酸酯SR521购买自南京思凯橡塑制品有限公司；1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756购买自南京思凯橡塑制品有限公司；活性氧化镁Kyowamag150购买 自上海华仲荣工贸有限公司；炭黑N550购买自上海怡创化工有限公司；炭黑 N774购买自上海怡创化工有限公司；4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺 Naugard 445购买自上海景惠化工有限公司；甲基硫醇基苯并咪唑锌 Vulkenox ZMB-2购买自上海景惠化工有限公司；聚癸二酸酯G-25购买自多肯特国 际贸易公司；氧化锌晶须T-ZnOw购买自成都交大晶宇科技有限公司；脂肪酸锌盐 Aktiptast PP购买自上海景惠化工有限公司。 本实施方式步骤三中三角包操作法为：对辊上的橡胶采用割刀斜着切割，然后进行 折叠，使其成三角形形状。 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一中按质量份数比称 取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、1份硬酯酸、10份 质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、0份 双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、10份 活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑N774、1.1份4’4-双(2，2- 二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、 10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。 其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一中按质量份数比称 取100份氢化丁腈橡胶、9份有机化蒙脱土、2.5份纳米氧化锌、1.1份硬酯酸、11 份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、 10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756、10 份活性氧化镁Kyowamag150、41份炭黑N550、24份炭黑N774、1份4’4-双(2，2- 二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、 12份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和1.5份脂肪酸锌盐Aktiptast PP。 其它步骤及参数与具体实施方式五相同。 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度为 37～42℃、后辊温度为42～48℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度为 45℃、后辊温度为50℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度为 35℃、后辊温度为40℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度 为38℃、后辊温度为42℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是步骤二中前辊温度 为40℃、后辊温度为45℃。其它步骤及参数与具体实施方式六或七相同。 具体实施方式十三：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、 1份硬酯酸、10份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散 体DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑 N774、1.1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加 入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚 开炼机中在前辊温度为40℃、后辊温度为45℃、辊距为3mm的条件下进行混炼， 混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌 和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二 苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌 盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T- ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度 为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲 基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚 开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出 胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫 化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵 橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min， 插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：将所得螺杆泵橡胶定子 材料裁切成标准哑铃状试件，在其狭小平行部分，用不影响试件物理性能的印色， 在试件上印上两条平行标线，每条标线应与试件中心等距且与试件长轴方向垂直， 试件的初始标距为25.0±0.5mm，按照国家标准GB/T528-92在万能材料试验机上进 行拉伸性能测试，拉伸速度500mm/min，结果是拉伸强度为21.47MPa，断裂延伸 率为185.12％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：按照国家标准 GB/T529-1999，试件为无切口直角形试件，在万能材料试验机上撕裂强度测试， 拉伸速度500mm/min，结果是撕裂强度为40.11kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：按照国家标准GB/T531- 1999，用邵尔型硬度计测试硬度，试件上的每一点只测量一次，测量点间距离不小 于6mm，与试件边缘的距离均不小于12mm，每个试件的测量点应不少于5点， 取平均值，结果是硬度为93.3。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行耐原油井液介质老化性能分析：硫化胶 耐原油井液介质实验方法按GB/T1690-1992检测，介质选用大庆井液，实验条件 150℃，168h，试件数量5件，体积变化率试件数量3件，检测物理机械性能变化， 结果如表1所示，本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料的物理机械性能良好。 表1 体积变化率/％ /MPa y> 19.36 具体实施方式十四：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、10份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、 1份硬酯酸、10份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散 体DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、10份活性氧化镁Kyowamag150、40份炭黑N550、25份炭黑 N774、1.1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、10份聚癸二酸酯G-25、3份氧化锌晶须T-ZnOw和2 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加 入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚 开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下 进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的 纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲 基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸 和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化 锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取 的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、 双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀； 三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到 胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa 的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料 即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速 为35r/min，插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：将所得螺杆泵橡胶定子 材料裁切成标准哑铃状试件，在其狭小平行部分，用不影响试件物理性能的印色， 在试件上印上两条平行标线，每条标线应与试件中心等距且与试件长轴方向垂直， 试件的初始标距为25.0±0.5mm，按照国家标准GB/T528-92在万能材料试验机上进 行拉伸性能测试，拉伸速度500mm/min，结果是拉伸强度为22.97MPa，断裂延伸 率为165.04％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：按照国家标准 GB/T529-1999，试件为无切口直角形试件，在万能材料试验机上撕裂强度测试， 拉伸速度500mm/min，结果是撕裂强度为39.76kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：按照国家标准GB/T531- 1999，用邵尔型硬度计测试硬度，试件上的每一点只测量一次，测量点间距离不小 于6mm，与试件边缘的距离均不小于12mm，每个试件的测量点应不少于5点， 取平均值，结果是硬度为92.3。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行耐原油井液介质老化性能分析：硫化胶 耐原油井液介质实验方法按GB/T1690-1992检测，介质选用大庆井液，实验条件 150℃，168h，试件数量5件，体积变化率试件数量3件，检测物理机械性能变化， 结果如表2所示，本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料的物理机械性能良好。 表2 体积变化率/％ /MPa y> 20.18 具体实施方式十五：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、8份有机化蒙脱土、1份纳米氧化锌、 0.8份硬酯酸、8份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散 体DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、8份活性氧化镁Kyowamag150、38份炭黑N550、23份炭黑N774、 0.9份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.3份甲基硫醇基苯并咪唑 锌Vulkenox ZMB-2、8份聚癸二酸酯G-25、2份氧化锌晶须T-ZnOw和1份脂肪 酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空 腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚开炼机 中在前辊温度为35℃、后辊温度为40℃、辊距为3mm的条件下进行混炼，混炼 至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌和活 性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄 胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌盐 Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T-ZnOw， 混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度为50％ 的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲基丙烯酸 酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚开炼机的 辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出胶片空冷 16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫化2h，然 后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵橡胶定子材 料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min，插层时间 为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：结果是拉伸强度为 21.45MPa，断裂延伸率为185.64％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：结果是撕裂强度为 40.02kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：结果是硬度为93.0。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行气体阻隔性能测试：按照GB/T1038- 2000检测，利用压差法测试，试件预处理时间＞3h，实验温度在室温(22～24℃)， 湿度为32～36％，测试时间为24h，测试透过气体为氧气，结果如表3所示，对比 空白试验(未添加有机化蒙脱土)，本实施方式中加入有机化蒙脱土后的橡胶的阻隔 性明显的提高，使该材料可在油田中的使用必然会提高螺杆泵橡胶定子对 H2S和CO2的阻隔性，延长使用寿命，可见本实施方式中 所得螺杆泵橡胶定子材料的气体阻隔性能良好。 表3 材料 / cm3·(m2·24h·0.1MPa)-1 系数/ cm3·cm·(cm2·s·Pa)- 1 白) 9 9 具体实施方式十六：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、12份有机化蒙脱土、3份纳米氧化锌、 1.2份硬酯酸、12份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分 散体DBPH-50、10份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、0份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、12份活性氧化镁Kyowamag150、42份炭黑N550、27份炭黑 N774、1.3份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.5份甲基硫醇基苯 并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、4份氧化锌晶须T-ZnOw和3 份脂肪酸锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加 入到空腔的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚 开炼机中在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下 进行混炼，混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的 纳米氧化锌和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲 基苄基)二苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸 和脂肪酸锌盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化 锌晶须T-ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取 的质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、 双官能团甲基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀； 三、将双滚开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到 胶片，取出胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa 的条件下硫化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料 即得螺杆泵橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速 为35r/min，插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：结果是拉伸强度为 22.65MPa，断裂延伸率为175.45％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：结果是撕裂强度为 39.15kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：结果是硬度为92.6。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。 具体实施方式十七：本实施方式螺杆泵橡胶定子材料的制备方法按以下步骤实现： 一、按质量份数比称取100份氢化丁腈橡胶、9份有机化蒙脱土、2份纳米氧化锌、 1.1份硬酯酸、11份质量浓度为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分 散体DBPH-50、0份双官能团甲基丙烯酸酯SR521、15份1，2聚丁二烯分散体 Ricobond 1756、8份活性氧化镁Kyowamag150、41份炭黑N550、26份炭黑N774、 1份4’4-双(2，2-二甲基苄基)二苯苄胺Naugard 445、0.4份甲基硫醇基苯并咪唑锌 Vulkenox ZMB-2、12份聚癸二酸酯G-25、4份氧化锌晶须T-ZnOw和1份脂肪酸 锌盐Aktiptast PP；二、将称取的氢化丁腈橡胶和有机化蒙脱土混合后加入到空腔 的扭矩流变仪的混合腔中进行熔融插层得混合物，然后将混合物置于双滚开炼机中 在前辊温度为35～45℃、后辊温度为40～50℃、辊距为3mm的条件下进行混炼， 混炼至混合物包前辊且有余量混合物存在于前后辊之间，再加入称取的纳米氧化锌 和活性氧化镁Kyowamag150，混炼均匀后加入称取的4’4-双(2，2-二甲基苄基)二 苯苄胺Naugard 445、甲基硫醇基苯并咪唑锌Vulkenox ZMB-2、硬脂酸和脂肪酸锌 盐Aktiptast PP，混炼均匀后加入称取的炭黑N550、炭黑N774和氧化锌晶须T- ZnOw，混炼均匀后加入称取的聚癸二酸酯G-25，混炼均匀后加入称取的质量浓度 为50％的2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化丁基)乙烷分散体DBPH-50、双官能团甲 基丙烯酸酯SR521和1，2聚丁二烯分散体Ricobond 1756混炼均匀；三、将双滚 开炼机的辊距调节为1mm，再采用三角包操作法重复步骤二5次得到胶片，取出 胶片空冷16h后置于平板硫化机上，在温度为165℃、压力为200MPa的条件下硫 化2h，然后在温度为150℃、压力为200MPa的条件下硫化4h，出料即得螺杆泵 橡胶定子材料；其中步骤二中熔融插层条件是插层温度为100℃，转速为35r/min， 插层时间为10min。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行拉伸性能测试：结果是拉伸强度为 22.95MPa，断裂延伸率为166.95％。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行撕裂强度测试：结果是撕裂强度为 39.50kN/m。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料进行硬度测试：结果是硬度为92.8。 本实施方式中所得螺杆泵橡胶定子材料由以上测试可知其力学性能好。