[發明專利]一種采用托累石改性的氫化丁腈橡膠及其制備方法

有效

• 申請號: 200910072892.5
• 申請日: 2009-09-15
• 公開（公告）號: CN101649078A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 劉麗;鄧輝;張如良;邵永實;楊元建;張天成;黃玉東;劉輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;大慶油田力神泵業有限公司
• 主分類號: C08L15/00
• 分類號: C08L15/00;C08L67/00;C08K3/36;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/06;C08K5/18;C08K5/40;C08K5/47;C08K5/56;B29C43/24;B29C43/58;B29C35/02;B29
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及一種氫化丁腈橡膠及其制備方法。

背景技術

氫化丁腈橡膠(HNBR)是國外80年代開發的新型飽和耐油橡膠，它具有能在高溫下仍保持與常溫相當的物理機械性能的品質，能長期耐150℃高溫，具有良好的耐油性和耐磨性，能較好地適應CO₂、H₂S和CH₄的環境(CO₂和H₂S含量可達2％)，且能保持較好的機械性能，是制備螺桿泵橡膠定子優先采用的材料。

目前，氫化丁腈橡膠的生產工藝復雜，價格較昂貴，導致單獨采用氫化丁腈橡膠為原料制備的橡膠定子，成本高且力學性能差，從而阻礙了其在工業領域的推廣應用。

發明內容

本發明為了解決現有單獨采用氫化丁腈橡膠為原料制備螺桿泵橡膠定子，存在成本高和力學性能差的問題，而提供一種采用累托石改性的氫化丁腈橡膠及其制備方法。

采用累托石改性的氫化丁腈橡膠按質量份數比由100份氫化丁腈橡膠(HNBR)、8～12份有機化累托石(Rectorite)、1～3份納米氧化鋅、1～3份活性氧化鎂、1～2份硫磺、1～2份4’4-雙(α，α-二甲基芐基)二苯胺Naugard?445、1～3份二硫化四甲基秋蘭姆TMTD、0.2～0.8份N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ、1～2份甲基硫醇基苯并咪唑鋅Vulkanox?ZMB-2和6～10份聚癸二酸酯G-25制成。

累托石改性的氫化丁腈橡膠的制備方法按以下步驟實現：一、按質量份數比稱取100份氫化丁腈橡膠(HNBR)、8～12份有機化累托石(Rectorite)、1～3份納米氧化鋅、1～3份活性氧化鎂、1～2份硫磺、1～2份4’4-雙(α，α-二甲基芐基)二苯胺Naugard?445、1～3份二硫化四甲基秋蘭姆TMTD、0.2～0.8份N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ、1～2份甲基硫醇基苯并咪唑鋅VulkanoxZMB-2和6～10份聚癸二酸酯G-25；二、將稱取的氫化丁腈橡膠和有機化累托石混合后加入到空腔的扭矩流變儀的混合腔中進行熔融插層得混合物，然后將混合物置于雙滾開煉機中在前輥溫度為35～45℃、后輥溫度為40～50℃、輥距為2mm的條件下進行混煉，混煉至混合物包前輥且有余量混合物存在于前后輥之間，再加入稱取的納米氧化鋅和活性氧化鎂，混煉均勻后加入稱取的4’4-雙(α，α-二甲基芐基)二苯胺Naugard?445和甲基硫醇基苯并咪唑鋅Vulkanox?ZMB-2、混煉均勻后加入稱取的聚癸二酸酯G-25，混煉均勻后加入稱取的N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ、二硫化四甲基秋蘭姆TMTD和硫磺混煉均勻；三、將雙滾開煉機的輥距調節為1mm，再采用三角包操作法翻煉5次得到膠片，取出膠片空冷16h后置于平板硫化機上，在溫度為160℃、壓力為200MPa的條件下硫化30min，然后在溫度為150℃、壓力為200MPa的條件下硫化4h，出料即得累托石改性的氫化丁腈橡膠；其中步驟二中熔融插層條件是插層溫度為100℃，轉速為35r/min，插層時間為10min。

本發明中所得累托石改性的氫化丁腈橡膠，其原料有機化累托石(為層狀硅酸鹽)，具有較大的長徑比，能夠以納米尺度均勻分散在橡膠基體中，有效體積分數很大，能提高橡膠對氣體分子(H₂S和CO₂)的阻隔性能，延長螺桿泵橡膠定子的使用壽命，且能改善力學性能和阻燃性能；本發明中所得累托石改性的氫化丁腈橡膠力學性能好，其拉伸強度為20.91～22.01MPa，斷裂延伸率為351.6～370.32％，撕裂強度為31.86～36.56kN/m，硬度為59.2～60.25；本發明中所得累托石改性的氫化丁腈橡膠耐H₂S和CO₂等酸性介質，可延長螺桿泵使用壽命，適用于哈薩克斯坦、沙特等中東國家油井，且可拓寬橡膠的應用范圍，如民用領域、航空航天及國防工業等尖端領域。

本發明中累托石改性的氫化丁腈橡膠的制備采用熔融插層復合技術，工藝簡單，且減少了氫化丁腈橡膠的用量，降低了成本，適合工業化生產。

具體實施方式