一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠的制作方法

本發明涉及橡膠材料，具體的，涉及一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠。

背景技術：

1、抽油機沖管盤根是在抽油過程中起到密封作用的重要部件。其主要作用是防止原油泄漏，確保抽油機的正常運行以及安全生產。然而，在實際使用過程中，抽油機沖管盤根常常面臨著嚴重的磨損問題。當沖管盤根出現嚴重磨損時，就會發生漏油現象。這不僅會造成原油的浪費，還會給環境帶來巨大的壓力。

2、目前，國內外高端沖管盤根通常采用以芳綸纖維編織物為骨架原料，以丁腈橡膠或氫化丁腈橡膠為彈性材料，并在橡膠中添加芳綸纖維等耐磨材料的制作方式。盡管芳綸纖維具有許多優良特性如高強度、高模量等，但較高的表面惰性會導致其與橡膠的結合能力較差，這種結合能力的不足會直接影響到沖管盤根用橡膠的耐磨性能和拉伸強度，從而減少沖管盤根的使用壽命。因此，研發一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠具有重要意義。

技術實現思路

1、本發明提出一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，解決了相關技術中沖管盤根用氫化丁腈橡膠耐磨性能和拉伸強度較差的問題。

2、本發明的技術方案如下：

3、本發明提出一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，包括以下重量份的組分：第一氫化丁腈橡膠60~100份、芳綸漿粕預混料30~60份、碳納米管10~20份、炭黑15~30份、增塑劑3~10份、活性劑5.5~12份、防老劑1~3份、第一硫化劑3~5份、助交聯劑1.5~3份；

4、所述芳綸漿粕預混料包括以下重量份的組分：35~45份芳綸漿粕、30~50份第二氫化丁腈橡膠、5~15份苯基硅橡膠。

5、作為進一步的技術方案，所述苯基硅橡膠為中苯基硅橡膠，所述中苯基硅橡膠的苯基含量為15wt%~20wt%。

6、本發明中，發明人發現苯基硅橡膠中的苯基官能團對第二氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕的結合有著重要影響。當苯基硅橡膠為苯基含量15wt%~20wt%的中苯基硅橡膠時，有助于進一步提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強度。

7、作為進一步的技術方案，所述增塑劑為酯類增塑劑。

8、本發明中，酯類增塑劑包括tp-95、totm、doa、dotp、dop、dbp中的一種或多種，優選地為tp-95。

9、作為進一步的技術方案，所述活性劑包括氧化鋅、硬脂酸中的一種或兩種。

10、本發明中，活性劑優選地為氧化鋅和硬脂酸，當活性劑為氧化鋅和硬脂酸時，氧化鋅和硬脂酸的重量比為2.5~20:1，優選地，氧化鋅和硬脂酸的重量比為10:1。

11、作為進一步的技術方案，所述第一硫化劑為過氧化物硫化劑。

12、本發明中，第一硫化劑為過氧化物硫化劑，過氧化物硫化劑包括dtbp、dcp、dbph、tmch中的一種或多種，優選地為dcp。

13、作為進一步的技術方案，所述防老劑包括防老劑mb、防老劑2246、防老劑264、防老劑aw中的一種或多種。

14、本發明中，防老劑優選地為防老劑mb和防老劑2246，當防老劑為防老劑mb和防老劑2246時，防老劑mb和防老劑2246的重量比為0.5~3:1，優選地，防老劑mb和防老劑2246的重量比為1:1。

15、作為進一步的技術方案，所述助交聯劑包括taic、tmptma、a-151、hva-2中的一種或多種。

16、本發明中，助交聯劑優選地為taic。

17、作為進一步的技術方案，所述芳綸漿粕預混料還包括1~1.5份的硼酸三丁酯。

18、本發明中，通過加入硼酸三丁酯，有利于進一步提高氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕的結合，從而進一步提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強度。

19、作為進一步的技術方案，所述芳綸漿粕預混料還包括1~5.5份的抗氧劑、4~8份的潤滑劑、0.5~1份的第二硫化劑。

20、作為進一步的技術方案，所述抗氧劑包括抗氧劑168、抗氧劑626、抗氧劑1076、抗氧劑1010、抗氧劑264中的一種或多種。

21、本發明中，抗氧劑優選地為抗氧劑168和抗氧劑1076，當抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076時，抗氧劑168和抗氧劑1076的重量比為0.5~3:1，優選地，抗氧劑168和抗氧劑1076的重量比為1:1。

22、作為進一步的技術方案，所述潤滑劑包括碳酸鈣、陶土、云母粉、滑石粉中的一種或多種。

23、本發明中，潤滑劑優選地為滑石粉。

24、作為進一步的技術方案，所述第二硫化劑包括dcp、dtbp、tmtd、tetd中的一種或多種。

25、本發明中，第二硫化劑優選地為dcp。

26、作為進一步的技術方案，所述芳綸漿粕預混料的制備方法包括以下步驟：將所述芳綸漿粕預混料中除芳綸漿粕之外的各組分混合密煉，擠出造粒，得到粒料，將所述粒料與芳綸漿粕擠出反應，得到所述芳綸漿粕預混料。

27、本發明中，通過共混擠出方式，將芳綸漿粕預分散在氫化丁腈橡膠中，使芳綸漿粕在后續制備過程中可均勻分散，從而進一步提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強度。

28、作為進一步的技術方案，所述擠出造粒時，溫度為70~90℃。

29、作為進一步的技術方案，所述擠出反應時，溫度為150~170℃。

30、本發明還提出所述用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：將第一氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕預混料塑煉、加入活性劑和防老劑混煉，加入炭黑、增塑劑和碳納米管混煉，排膠，加入第一硫化劑和助交聯劑薄通，下片，得到高耐磨氫化丁腈橡膠。

31、本發明的工作原理及有益效果為：

32、本發明中，通過優化組分組成，增強了氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕的結合能力，從而明顯提高了沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強度，其中：

33、（1）芳綸漿粕預混料以苯基硅橡膠作為架橋劑，一方面提高了芳綸漿粕和氫化丁腈橡膠的結合能力，另一方面還可以形成交叉架構，提高了沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強度；

34、（2）碳納米管作為功能填料，可提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強度。

技術特征：

1.一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，包括以下重量份的組分：第一氫化丁腈橡膠60~100份、芳綸漿粕預混料30~60份、碳納米管10~20份、炭黑15~30份、增塑劑3~10份、活性劑5.5~12份、防老劑1~3份、第一硫化劑3~5份、助交聯劑1.5~3份；

2.根據權利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述苯基硅橡膠為中苯基硅橡膠，所述中苯基硅橡膠的苯基含量為15wt%~20wt%。

3.根據權利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述增塑劑為酯類增塑劑。

4.根據權利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述活性劑包括氧化鋅、硬脂酸中的一種或兩種。

5.根據權利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述第一硫化劑為過氧化物硫化劑。

6.根據權利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述助交聯劑包括taic、tmptma、a-151、hva-2中的一種或多種。

7.根據權利要求1~6任意一項所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述芳綸漿粕預混料還包括1~1.5份的硼酸三丁酯。

8.根據權利要求1~6任意一項所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述芳綸漿粕預混料還包括1~5.5份的抗氧劑、4~8份的潤滑劑、0.5~1份的第二硫化劑。

9.根據權利要求8所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述芳綸漿粕預混料的制備方法包括以下步驟：將所述芳綸漿粕預混料中除芳綸漿粕之外的各組分混合密煉，擠出造粒，得到粒料，將所述粒料與芳綸漿粕擠出反應，得到所述芳綸漿粕預混料。

10.根據權利要求9所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述擠出反應時，溫度為150~170℃。

技術總結
本發明涉及橡膠材料技術領域，提出了一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，包括以下重量份的組分：第一氫化丁腈橡膠60~100份、芳綸漿粕預混料30~60份、碳納米管10~20份、炭黑15~30份、增塑劑3~10份、活性劑5.5~12份、防老劑1~3份、第一硫化劑3~5份、助交聯劑1.5~3份；芳綸漿粕預混料包括以下重量份的組分：35~45份芳綸漿粕、30~50份第二氫化丁腈橡膠、5~15份苯基硅橡膠。通過上述技術方案，解決了相關技術中沖管盤根用氫化丁腈橡膠耐磨性能和拉伸強度較差的問題。

技術研發人員：張偉,梁永鵬,陳芳芳,喬孟華,史瑞琦,李偉
受保護的技術使用者：河北華密新材科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21