本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度液壓破碎錘高壓油管用充油順丁橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
《新型充油順丁橡膠研制與生產(chǎn)》簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外合成橡膠技術(shù)的發(fā)展歷程、種類、特征、聚合反應(yīng)機(jī)理,以及工業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)用等情況。該文研究與開(kāi)發(fā)新型充油順丁橡膠產(chǎn)品,采用調(diào)節(jié)劑法改變催化劑配方和聚合速率來(lái)合成高門尼粘度基礎(chǔ)膠;再選擇合適的充油工藝生產(chǎn)充油順丁橡膠。采用溶液聚合法,在5L釜和50L釜上,以順1,3-丁二烯為單體、鎳系催化劑為引發(fā)劑,制備了充油順丁橡膠,并對(duì)工藝技術(shù)進(jìn)行了小試和中試研究,以及工業(yè)試生產(chǎn)。本文還研究了鎳系催化體系合成高門尼粘度順丁橡膠的規(guī)律,考察了催化劑配比、單體濃度、聚合時(shí)間、辛醛的最佳加入量,以及對(duì)單體轉(zhuǎn)化率、生膠門尼粘度及相對(duì)分子質(zhì)量分布的影響,找出了基礎(chǔ)膠門尼粘度和充油量、充油膠門尼粘度間的關(guān)系,確定了高門尼基礎(chǔ)膠的合成條件,測(cè)定了充油膠的物理機(jī)械性能。在單體轉(zhuǎn)化率85%以上的前提下,合成70～100的高門尼粘度順丁橡膠;在基礎(chǔ)膠的門尼粘度控制在80～95、充油量為35～40份(質(zhì)量)的條件下,制得物理機(jī)械性能高的充油順丁橡膠,為制備充油順丁橡膠提供了一條可靠的技術(shù)路線。
得到的順丁橡膠的彈性和耐磨性能好，生熱和玻璃化溫度低，適用于制備輪胎和耐寒橡膠制品，可以用于油管制作。但順丁橡膠加工性能、粘合性能、抗滑性能和抗撕裂性能不佳，需要進(jìn)一步改進(jìn)，還需要提高橡膠的強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高強(qiáng)度液壓破碎錘高壓油管用充油順丁橡膠及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種高強(qiáng)度液壓破碎錘高壓油管用充油順丁橡膠，由下列重量份的原料制成：碳納米管20-22、丁二烯6200-6400、加氫汽油適量、環(huán)烷酸鎳0.18-0.19、三異丁基鋁1.8-1.9、三氟化硼乙醚2.1-2.3、辛醛1.7-1.9、高芳烴油3400-3600、鈦酸四丁酯3-4、乙醇150-170、氨水24-26、水15-17、納米聚四氟乙烯2.3-2.8、鋁酸酯偶聯(lián)劑2.5-2.9、納米硼纖維1.7-2、丙烯酸三氟乙酯3-4。
所述高強(qiáng)度液壓破碎錘高壓油管用充油順丁橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將鈦酸四丁酯、乙醇混合，攪拌得到鈦酸四丁酯乙醇溶液，加入碳納米管攪拌均勻，將納米聚四氟乙烯、鋁酸酯偶聯(lián)劑、納米硼纖維混合研磨均勻，再加入水?dāng)嚢杈鶆颍玫椒稚⒁?，將分散液均勻滴加入所述溶液中，?50-300r/min條件下攪拌1.5-1.8h，得到混合物，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30-35℃下攪拌反應(yīng)3-3.5h后得到乳液，再加入丙烯酸三氟乙酯，攪拌均勻，過(guò)濾，干燥，得到粉末；
（2）將上述粉末放入自封袋，進(jìn)行輻照，吸收劑量為56-58kGy，粉碎，過(guò)200-250目篩，得到改性碳納米管；
（3）將丁二烯加入加氫汽油中，配制成100-105g/L的溶液，再加入改性碳納米管，攪拌均勻，放入恒溫水浴，加熱至75-78℃，將高芳烴油與其他剩余成分混合均勻，滴加入丁二烯的溶液中，攪拌反應(yīng)2-2.3小時(shí)得到膠液，將膠液進(jìn)行水蒸氣凝聚，在110-112℃滾筒上滾干，得到充油膠；
（4）將充油膠送入平板硫化機(jī)中硫化，硫化條件為145℃*35min，即得。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明使用鈦酸四丁酯對(duì)碳納米管進(jìn)行改性，在碳納米管表面形成了納米二氧化鈦顆粒，提高了碳納米管的分散性，提高了橡膠的致密性和抗老化性，防止漏氣；通過(guò)使用丙烯酸三氟乙酯對(duì)碳納米管進(jìn)行包覆，再進(jìn)行輻照交聯(lián)改性，提高了納米二氧化鈦與碳納米管的粘結(jié)牢度，提高了碳納米管的耐水性、親油性和潤(rùn)滑性，在橡膠中分散更加均勻補(bǔ)強(qiáng)效果更好，提高了橡膠的致密性和耐磨性。通過(guò)使用鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)納米硼纖維、納米聚四氟乙烯進(jìn)行改性，使得納米粉體均勻分散在橡膠中，納米硼纖維、納米聚四氟乙烯提高了橡膠的潤(rùn)滑性、耐磨性、耐熱性和拉伸強(qiáng)度，耐腐蝕性也提高，延長(zhǎng)了橡膠的使用壽命。
具體實(shí)施方式
一種高強(qiáng)度液壓破碎錘高壓油管用充油順丁橡膠，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳納米管20、丁二烯6200、加氫汽油適量、環(huán)烷酸鎳0.18、三異丁基鋁1.8、三氟化硼乙醚2.1、辛醛1.7、高芳烴油3400、鈦酸四丁酯3、乙醇150、氨水24、水15、納米聚四氟乙烯2.3、鋁酸酯偶聯(lián)劑2.5、納米硼纖維1.7、丙烯酸三氟乙酯3。
所述高強(qiáng)度液壓破碎錘高壓油管用充油順丁橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將鈦酸四丁酯、乙醇混合，攪拌得到鈦酸四丁酯乙醇溶液，加入碳納米管攪拌均勻，將納米聚四氟乙烯、鋁酸酯偶聯(lián)劑、納米硼纖維混合研磨均勻，再加入水?dāng)嚢杈鶆颍玫椒稚⒁?，將分散液均勻滴加入所述溶液中，?50r/min條件下攪拌1.5h，得到混合物，然后將氨水緩慢滴加人上述混合物中，在30℃下攪拌反應(yīng)3h后得到乳液，再加入丙烯酸三氟乙酯，攪拌均勻，過(guò)濾，干燥，得到粉末；
（2）將上述粉末放入自封袋，進(jìn)行輻照，吸收劑量為56kGy，粉碎，過(guò)200目篩，得到改性碳納米管；
（3）將丁二烯加入加氫汽油中，配制成100g/L的溶液，再加入改性碳納米管，攪拌均勻，放入恒溫水浴，加熱至75℃，將高芳烴油與其他剩余成分混合均勻，滴加入丁二烯的溶液中，攪拌反應(yīng)2小時(shí)得到膠液，將膠液進(jìn)行水蒸氣凝聚，在110℃滾筒上滾干，得到充油膠；
（4）將充油膠送入平板硫化機(jī)中硫化，硫化條件為145℃*35min，即得。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
該實(shí)施例橡膠材料的拉伸強(qiáng)度為5.5MPa，撕裂強(qiáng)度為28.5kN/m，拉斷伸長(zhǎng)率為485%，拉伸永久變形為20%，100%定伸應(yīng)力為1.45MPa，300%定伸應(yīng)力為2.4MPa，邵爾A硬度為59度，阿克隆磨耗為1.95cm3。