本發(fā)明涉及橡膠材料技術領域，尤其涉及一種高強度液壓破碎錘高壓油管用環(huán)氧樹脂順丁橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術：

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，人們對高分子材料性能的要求日趨多樣化，單一均聚物和共聚物往往難以滿足各種不同要求，人們開始側重利用已有聚合物材料通過共混方法來制備具有嶄新功能的多相復合材料來滿足各種工業(yè)應用對高分子材料性能所提出的新要求。近年來將不同種類聚合物采用物理或化學方法進行共混，以改進原聚合物性能或形成嶄新性能的聚合物共混體系，已成為高分子科學中一個新領域。

橡塑共混是將橡膠和塑料通過特定加工手段和方法混合在一起，從而使所得共混材料兼具橡膠和塑料的雙重特性。橡塑共混主要集中于橡膠與熱塑性樹脂共混領域。有關橡膠／熱固性樹脂復合材料研究也主要集中于橡膠彈性體增韌熱固性樹脂，而熱固性樹脂補強橡膠的研究報道還較少。熱固性樹脂在固化前一般為液態(tài)低聚物，液態(tài)低聚物樹脂在低溫下與橡膠充分混煉，很容易分散，起到軟化橡膠的作用，能有效提高橡膠加工性能；在橡膠高溫硫化時，熱固性低聚物可原位聚合生成聚合物納米粒子或納米纖維，或與橡膠分子形成局部互穿網絡結構，提高橡膠的綜合性能。

順丁橡膠耐低溫性能優(yōu)異，彈性高居各通用橡膠之首，生熱性較低，耐磨耗性能優(yōu)異，但強度低、耐撕裂性較差。環(huán)氧樹脂是應用最廣泛的熱固性樹脂，具有優(yōu)異的機械性能、耐高溫性能，但固化后存在內應力大、質地硬脆、抗沖擊性較差等缺點。擬將BR與E-44共混形成含兩網結構的橡塑復合材料，并考察橡膠硫化網絡和環(huán)氧樹脂固化網絡在形成過程中的相互影響及橡膠環(huán)氧兩網對橡塑復合材料結構性能影響，并研究橡膠與環(huán)氧樹脂比例對復合材料結構和性能的影響。

由于環(huán)氧樹脂與順丁橡膠溶解度參數(shù)相差較大，相容性較差，相分離現(xiàn)象明顯，使得環(huán)氧樹脂的加入使樣品斷裂界面變得粗糙不平，且樣品表面產生了較多孔洞。為了提高環(huán)氧樹脂與順丁橡膠的相容性，提高復合材料的物理性能，需要進一步改性，還需要提高復合材料的強度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高強度液壓破碎錘高壓油管用環(huán)氧樹脂順丁橡膠復合材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種高強度液壓破碎錘高壓油管用環(huán)氧樹脂順丁橡膠復合材料，由下列重量份的原料制成：順丁橡膠100-110、4，4'-二氨基二苯甲烷11-12、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5-1.7、硫黃2.5-2.8、硬脂酸2-2.3、氧化鋅5-5.3、E-44環(huán)氧樹脂40-42、丁二烯15-17、加氫汽油適量、環(huán)烷酸鎳0.02-0.03、三異丁基鋁0.1-0.2、高芳烴油7-7.5、納米氧化錫銻2-2.3、甲基丙烯酸甲酯2-2.5、納米硼纖維2.3-2.5、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.7-0.9、四針狀氧化鋅晶須0.8-1.2。

所述高強度液壓破碎錘高壓油管用環(huán)氧樹脂順丁橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將納米氧化錫銻、甲基丙烯酸甲酯混合均勻，加熱至65-70℃，再與E-44環(huán)氧樹脂混合均勻，將納米硼纖維、硅烷偶聯(lián)劑kh-550、四針狀氧化鋅晶須混合均勻，加入前述環(huán)氧樹脂混合物中，混合均勻，得到改性環(huán)氧樹脂；

（2）將丁二烯加入加氫汽油中，配制成100-105g/L的溶液，再加入所述改性環(huán)氧樹脂，攪拌均勻，放入恒溫水浴，加熱至85-88℃，再將環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、高芳烴油攪拌混合均勻，滴加入丁二烯的溶液中，攪拌反應2-2.3小時得到膠液，將膠液進行水蒸氣凝聚，在110-112℃滾筒上滾干，得到粘膠；

（3）將順丁橡膠與粘膠混合，在開煉機上混煉30-32min，在50℃下按順序加入氧化鋅、硬脂酸、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和硫磺，再加入其他剩余成分，繼續(xù)混煉5-5.5min，薄通，下片，室溫放置24-25h，將混煉膠在硫化機上167-170℃下硫化55-60min，壓力10-10.5MPa，即得。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明使用甲基丙烯酸甲酯對環(huán)氧樹脂進行接枝，提高了環(huán)氧樹脂的柔性，促進環(huán)氧樹脂與丁二烯進行反應，在丁二烯的橋梁作用下，環(huán)氧樹脂與橡膠的相容性提高，提高橡膠的韌性和抗拉性能，提高橡膠管的韌性，防漏；通過使用納米氧化銦錫對環(huán)氧樹脂進行改性，提高了環(huán)氧樹脂的抗老化性，提高了橡膠的耐光性，延長橡膠管的使用壽命；通過使用米硼纖維、硅烷偶聯(lián)劑kh-550、四針狀氧化鋅晶須，提高了橡膠的拉伸強度、撕裂強度、耐磨性和耐熱性。

具體實施方式

一種高強度液壓破碎錘高壓油管用環(huán)氧樹脂順丁橡膠復合材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：順丁橡膠100、4，4’-二氨基二苯甲烷11、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5、硫黃2.5、硬脂酸2、氧化鋅5、E-44環(huán)氧樹脂40、丁二烯15、加氫汽油適量、環(huán)烷酸鎳0.02、三異丁基鋁0.1、高芳烴油7、納米氧化錫銻2、甲基丙烯酸甲酯2、納米硼纖維2.3、硅烷偶聯(lián)劑kh-550 0.7、四針狀氧化鋅晶須0.8。

所述高強度液壓破碎錘高壓油管用環(huán)氧樹脂順丁橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將納米氧化錫銻、甲基丙烯酸甲酯混合均勻，加熱至65℃，再與E-44環(huán)氧樹脂混合均勻，將納米硼纖維、硅烷偶聯(lián)劑kh-550、四針狀氧化鋅晶須混合均勻，加入前述環(huán)氧樹脂混合物中，混合均勻，得到改性環(huán)氧樹脂；

（2）將丁二烯加入加氫汽油中，配制成100g/L的溶液，再加入所述改性環(huán)氧樹脂，攪拌均勻，放入恒溫水浴，加熱至85℃，再將環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、高芳烴油攪拌混合均勻，滴加入丁二烯的溶液中，攪拌反應2小時得到膠液，將膠液進行水蒸氣凝聚，在110℃滾筒上滾干，得到粘膠；

（3）將順丁橡膠與粘膠混合，在開煉機上混煉30min，在50℃下按順序加入氧化鋅、硬脂酸、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和硫磺，再加入其他剩余成分，繼續(xù)混煉5min，薄通，下片，室溫放置24h，將混煉膠在硫化機上167℃下硫化55min，壓力10MPa，即得。

實驗數(shù)據(jù)：

拉伸強度為6.4MPa，扯斷伸長率為72%，撕裂強度為28.5（N／mm），邵爾A硬度為76度。