[發(fā)明專利]一種柔性接頭彈性體用橡膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211045280.9
• 申請(qǐng)日: 2022-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN115322412B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冀建波;葉長青;馮婧;侯亞楠;孫波;張貴;劉芮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安向陽航天材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08J5/04
• 分類號(hào): C08J5/04;C08L15/00;C08L9/02;C08L77/10;C08K7/26;C08K3/04
• 代理公司: 西安眾和至成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61249
• 代理人: 李乃娟

本發(fā)明公開了一種柔性接頭彈性體用橡膠及其制備方法，方法包括：1、取氫化丁腈生膠、二氧化硅、芳綸纖維漿粕、炭黑、液態(tài)丁腈橡膠、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、過氧化物交聯(lián)劑；2、氫化丁腈生膠投入密煉機(jī)在125~135℃下塑煉后排料冷卻得到塑煉膠；3、將液態(tài)丁腈橡膠預(yù)熱；步驟4、塑煉膠、芳綸纖維漿粕、氧化鋅、硬脂酸和防老劑加入密煉機(jī)進(jìn)行第一次混煉；炭黑加入密煉機(jī)進(jìn)行第二次混煉；二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)劑和預(yù)熱后的液態(tài)丁腈橡膠加入密煉機(jī)進(jìn)行第三次混煉至140℃時(shí)開始排料；5、待排料冷卻后投入開煉機(jī)中并加入過氧化物交聯(lián)劑在輥溫45~55℃下薄通5~7遍得柔性接頭彈性體用橡膠，具有優(yōu)異的撕裂強(qiáng)度且與鋼板粘接良好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡膠，具體是一種柔性接頭彈性體用橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)

柔性接頭是海洋石油平臺(tái)立管系統(tǒng)中的核心機(jī)構(gòu)，具有一定的承載和轉(zhuǎn)動(dòng)能力。當(dāng)海洋石油平臺(tái)與鋼懸鏈立管受到海風(fēng)、洋流的作用發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，柔性接頭通過彈性體的扭轉(zhuǎn)變形可實(shí)現(xiàn)一定角度偏轉(zhuǎn)，從而減小平臺(tái)和立管受到的彎曲應(yīng)力。

彈性體是柔性接頭中的關(guān)鍵部件，其由若干橡膠層和球形增強(qiáng)鋼板交替粘接硫化而成。由于彈性體的設(shè)計(jì)、分析、制造難度大，一直被國外公司所壟斷，其中具有代表性的是美國的LORD公司和Oil?States公司。隨著柔性接頭向高溫高壓高腐蝕方向發(fā)展，國外加快了彈性體用氫化丁晴橡膠材料的研究步伐，并有部分產(chǎn)品投入使用。目前，我國的柔性接頭完全依賴國外進(jìn)口，使得國內(nèi)柔性接頭彈性體用氫化丁晴橡膠材料方面的研究目前還處于空白，這嚴(yán)重制約了海洋油氣行業(yè)的發(fā)展。

柔性接頭在工作中最容易疲勞失效的部件為彈性體，加之柔性接頭彈性體的使用工況惡劣，因此很容易損壞。但是，彈性體一旦損壞，不但現(xiàn)場無法修復(fù)，而且會(huì)導(dǎo)致柔性接頭泄漏事故。因此，對(duì)其可靠性要求極高，通常為30年使用壽命及10倍的安全系數(shù)設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致彈性體疲勞失效的最關(guān)鍵因素為橡膠膠料的抗撕裂性能，其對(duì)疲勞失效起著支配性地位。

亟待通過橡膠材料配方中各組分的配比調(diào)整，以及適宜的生產(chǎn)工藝來進(jìn)行膠料制備，使彈性體用橡膠膠料具有優(yōu)異的撕裂強(qiáng)度和耐高溫老化性能，從而大幅延長柔性接頭彈性體的疲勞壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目是提供一種柔性接頭彈性體用橡膠及其制備方法，制得的膠料不僅具有優(yōu)異的撕裂強(qiáng)度，而且與增強(qiáng)鋼板具有良好的粘接性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種柔性接頭彈性體用橡膠的方法，包括如下步驟：

步驟1、按照質(zhì)量份數(shù)分別稱取氫化丁腈生膠100份、二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)劑15-35份、芳綸纖維漿粕10-25份、炭黑30-50份、液態(tài)丁腈橡膠5-15份、氧化鋅3-7份、硬脂酸0.5-3份、防老劑0.5-5份、過氧化物交聯(lián)劑2-8份；

步驟2、將氫化丁腈生膠投入密煉機(jī)在125～135℃下進(jìn)行塑煉，塑煉結(jié)束后將排料冷卻，得到塑煉膠；

步驟3、將稱量好的液態(tài)丁腈橡膠在80～85℃下預(yù)熱；

步驟4、先將塑煉膠加入密煉機(jī)，再將芳綸纖維漿粕、氧化鋅、硬脂酸和防老劑加入密煉機(jī)，接著進(jìn)行第一次混煉；再接著將炭黑加入密煉機(jī)進(jìn)行第二次混煉；然后將二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)劑和步驟3預(yù)熱后的液態(tài)丁腈橡膠加入密煉機(jī)進(jìn)行第三次混煉，當(dāng)密煉機(jī)溫度達(dá)到140℃時(shí)，開始排料；

步驟5、待步驟4的排料冷卻后將其投入開煉機(jī)中并加入步驟1稱取的過氧化物交聯(lián)劑，在輥溫45～55℃條件下薄通5～7遍，得到柔性接頭彈性體用橡膠。

進(jìn)一步地，所述二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)劑為氣相二氧化硅。

進(jìn)一步地，所述過氧化物交聯(lián)劑為二叔丁基過氧化異丙基苯。

進(jìn)一步地，所述步驟2的塑煉時(shí)間為3～4min。