(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211116916.4 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 中海石油 （中国） 有限公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北 大街 25号 申请人 中海石油 （中国） 有限公司天津分公 司　 中海油能源发展股份有限公司工程 技术分公司 (72)发明人 刘义刚　白健华　张乐　陈征　 白鹏飞　王威　徐元德　张志熊　 刘闯　李彦阅　王柳　 (74)专利代理 机构 西安正华恒远知识产权代理 事务所(普通 合伙) 61271 专利代理师 傅晓(51)Int.Cl. C08L 23/14(2006.01) C08L 27/18(2006.01) C08L 27/16(2006.01) C08K 9/06(2006.01) C08K 3/22(2006.01) (54)发明名称 一种具有阻燃特性的密封橡胶材料及其制 备方法 (57)摘要 本发明公开了一种具有阻燃特性的密封橡 胶材料及其制备方法， 该密封橡胶材料， 包括以 下重量份组分： 氟橡胶生胶100份、 阻燃剂/增强 剂10‑70份、 过氧化物硫化剂1 ‑5份、 硫化促进剂 5‑10份、 加工助剂1 ‑10份。 本发明还包括上述具 有阻燃特性的密封橡胶材料的制备方法。 本发明 的密封橡胶材料提高了密封橡胶的阻燃性能， 同 时兼具良好的力学性能， 有效解决了现有氟橡胶 不能适用于密封领域以及阻燃功能确实等问题。 权利要求书1页 说明书5页 CN 115368679 A 2022.11.22 CN 115368679 A 1.一种具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 包括以下重量份组分： 氟橡胶生胶 100份、 阻燃剂/增强剂10 ‑70份、 过氧化物硫化剂1 ‑5份、 硫化促进剂5 ‑10份、 加工助剂1 ‑10 份。 2.如权利要求1所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 包括以下重量份组 分： 氟橡胶生胶100份、 阻燃剂/增强剂50份、 过氧化物硫化剂1份、 硫化促进剂5份、 加工助剂 1份。 3.如权利要求1或2所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 所述氟橡胶生 胶为丙烯和四氟 乙烯的交替共聚物、 偏氟 乙烯和六氟丙烯的交替共聚物或偏氟 乙烯、 四氟 乙烯与六氟丙烯的交替共聚物。 4.如权利要求1或2所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 所述阻燃剂/增 强剂为改性纳米氢 氧化镁。 5.如权利要求4所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 所述改性纳米氢氧 化镁通过以下方法制备得到： 向浓度为0.5 ‑5wt％的九氟己基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中 加入浓度为10wt％的纳米氢氧化镁， 搅拌分散均匀， 然后升温至75℃， 去除溶剂， 得改性纳 米氢氧化镁。 6.如权利要求1或2所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 所述过氧化物 硫化剂为过 氧化二异丙苯或2， 5 ‑二甲基‑2， 5‑双(叔丁基过氧基)已烷。 7.如权利要求1或2所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 所述硫化促进 剂为三烯丙基异氰脲酸酯或三聚氰酸 三烯丙酯。 8.如权利要求1或2所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料， 其特征在于， 所述加工助剂 为微米级硬脂酸钙。 9.权利要求1 ‑8任一项所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)将氟橡胶生胶 在40‑50℃温度下塑炼3 ‑6min， 得塑炼胶； (2)将步骤(1)所得塑炼胶在开炼机中反炼， 然后均匀依次加入阻燃剂/增强剂、 硫化促 进剂、 加工助剂和过 氧化物硫化剂， 混 炼均匀， 得混 炼胶； (3)将步骤(2)所得混炼胶加入模具中先后进行一段硫化和二段硫化， 得具有阻燃特性 的密封橡胶材料。 10.如权利要求9所述的具有阻燃特性的密封橡胶材料的制备方法， 其特征在于， 步骤 (3)中， 一段硫化时， 硫化温度170 ‑180℃、 硫化时间15 ‑25min、 硫化压力10 ‑20MPa； 二段硫化 时， 硫化温度190 ‑210℃、 硫化时间180 ‑300min。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115368679 A 2一种具有阻燃特性的密封 橡胶材料及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及橡胶技术领域， 具体涉及一种具有阻燃特性的密封橡胶材料及其制备 方法。 背景技术 [0002]我国70％的石油资源埋藏在深部地层， 深井、 超深井环境普遍存在 高温、 高压， 导 致钻井仪器及工具等面临严峻挑战， 开发具有耐 高温、 阻燃功能的密封材料具有重大意义。 氟橡胶具有良好的耐高温性能， 常常被用作油气开发领域的密封器件。 但氟橡胶作为一种 有机物， 在明火中可以被引燃并燃烧， 使得氟橡胶密封器件失效， 引发安全事故， 造成经济 损失。 此外， 氟橡胶在燃烧过程中会产生大量的热以及 有毒气体， 对环境造成无法逆转的危 害， 甚至对动植物的生命健康造成影响。 因此， 研发和制备具有阻燃特性的密封橡胶材料是 解决上述问题的关键 。 [0003]阻燃橡胶材料是指氧指数大于2 7， 且离火能够迅速熄灭， 着火缓慢， 燃烧速度低的 橡胶材料。 设计和制备阻燃型橡胶， 最好的手段即在混炼过程中加入阻燃剂 。 传统的含卤阻 燃剂阻燃效率高， 但阻燃剂在燃烧过程中会放出大量的烟雾、 有害气 体以及含毒物质， 在部 分国家已经被取缔。 目前， 阻燃剂从有卤、 低卤， 到无卤化已成为一种发展趋势， 开 发和使用 无卤阻燃剂的是实现阻燃 橡胶无污染化的一项具有应用前 景的技术。 [0004]中国专利CN106117936A公开了一种以硅橡胶、 聚丙烯酸酯橡胶和氟橡胶为基体， 炭黑、 碳酸钙、 白炭黑为填料的阻燃橡胶。 该阻燃橡胶阻燃效果好， 能够防止火势的蔓延， 抗 老能力强， 耐腐蚀性好。 但该阻燃型橡胶为硅橡胶、 聚丙烯酸酯橡胶和氟橡胶为基体， 三种 橡胶表面能不同导 致相容性差， 使用时易产生 微裂纹， 不能应用于密封领域。 [0005]中国专利CN113372667A公开了一种无卤环保阻燃型橡胶材料及其制备方法。 该无 卤环保阻燃型橡胶以三元乙丙橡胶为基体， 氢氧化镁为阻燃剂， 炭黑作为增强剂， 通过密炼 机制备。 所述无卤环保阻燃型橡胶材料以三元乙丙橡胶为基体， 使用温度在120℃左右， 不 能应用于高温高压密封领域。 此外， 阻燃剂和 增强剂分别为两种材 料， 增加了配方成本 。 [0006]纳米氢氧化镁是一种安全、 无毒的无机阻燃剂， 其来源广泛， 价格低廉， 具有较为 突出的环保、 高效阻燃的优势。 环保的优势来自于氢氧化镁分解产生氧化镁和水蒸汽这两 种无毒、 安全的产物。 高效阻燃的优势则是来自于氢氧化镁的热分解过程以及分解后产物 的种类。 氢氧化镁在340℃左右 开始分解， 分解产生的水蒸汽可以有效降低复合材料表 面的 温度， 稀释复合材料表面的氧气浓度， 而分解产生的氧化镁作为一种高级耐火材料， 可以包 覆在复合材料表面， 隔绝外界空气， 抑制烟气。 但纳米氢氧化镁表面富含羟基， 与天然疏水 的氟橡胶相容性较差， 使得纳米氢氧化镁增韧增强的优势有限。 采用表面含氟的纳米氢氧 化镁作为阻燃剂 /增强剂， 增强纳米氢氧化镁与氟橡胶基体的相容性， 提高纳米填料与基体 的相互作用力， 提高 高分子复合材 料的物理机 械和阻燃性能。说　明　书 1/5 页 3 CN 115368679 A 3