一种导热型橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种导热型橡胶及其制备方法，所述导热型橡胶的质量份数为：生胶200份，氧化锌4-8份，硬脂酸6-10份，炭黑100-160份，纳米二氧化硅5-20份，纳米氮化铝20-50份，增塑剂40-60份，防老剂6-10份，硫化剂4-8份，促进剂3-6份，防焦剂2-4份，本发明专利技术提供的导热型橡胶，解决了现有的橡胶定子无法快速将热量进行传导造成橡胶定子易老化的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种导热型橡胶及其制备方法
本专利技术涉及一种橡胶材料领域，特别涉及一种导热型橡胶及其制备方法。
技术介绍
井下螺杆泵是一种容积式泵，其主要由转子和定子组成，其中，转子具体为刚螺杆，由合金钢调质后，经车铣、剖光、镀铬而成，具有良好的抗磨性，定子具体为橡胶衬套，是由合成橡胶浇铸在钢体外套内形成的内嵌式双螺旋体，定子固定于钢管内，且上端与油管连接，转子位于定子内转动，实现抽吸功能。然而，钢螺杆(转子)在橡胶衬套(定子)内转动时会产生大量的热量，而现有的定子由橡胶制备而成，热量不能很快的传导，会造成橡胶内部温度升高，加速了定子的老化及损坏程度，从而使得螺杆泵的工作寿命缩短。
技术实现思路
本专利技术提供一种导热型橡胶，该导热型橡胶具有良好的导热性能，极大地改善了该导热型橡胶作为定子的生热传递问题，从而解决了现有的橡胶定子无法快速将热量进行传导造成橡胶定子易老化的技术问题。本专利技术还提供一种导热型橡胶的制备方法，操作过程简单易于控制。本专利技术提供一种导热型橡胶，所述导热型橡胶的质量份数为：生胶200份，氧化锌4-8份，硬脂酸6-10份，炭黑100-160份，纳米二氧化硅5-20份，纳米氮化铝20-50份，增塑剂40-60份，防老剂6-10份，硫化剂4-8份，促进剂3-6份，防焦剂2-4份。本专利技术提供的导热型橡胶中，其中，包含的纳米氮化铝为导热填料，通过添加纳米氮化铝使得导热型橡胶具有良好的导热性能，这样使用导热型橡胶制备而成螺杆泵的定子时，定子的导热性能较好，能够快速地将转子转动产生的热量传递出去，极大地改善了定子的生热传递问题，从而降低了定子老化的速度，这样延长螺杆泵的使用寿命，本专利技术中，纳米氮化铝的份数为20-50份，例如可以为30份，也可以为40份或者50份。本专利技术提供的导热型橡胶中，还包含纳米二氧化硅和炭黑，通过纳米二氧化硅和炭黑组成补强填充体系，使得导热型橡胶的具有良好的机械性能，本专利技术中，纳米二氧化硅的份数为5-20份，例如可以为8份、10份、15份或20份。本专利技术中，炭黑的质量份数为100-160份，例如可以为110份、120份、130份或150份。本专利技术提供的导热型橡胶中，氧化锌的质量份数为4-8份，例如可以为5份、6份、7份或8份，硬脂酸的质量份数为6-10份，例如可以为7份、8份、9份或10份，增塑剂的质量份数为40-60份，例如可以为50份、55份或60份，防老剂可以为苯胺类防老剂，防老剂的质量份数为6-10份，例如可以为7份、8份、9份或10份，硫化剂的质量份数为4-8份，例如可以为5份、6份、7份或8份，促进剂的质量份数为3-6份，例如可以为4份、5份或6份，防焦剂的质量份数为2-4份，例如可以为3份或4份。本专利技术的实施方案中，所述生胶为由丁腈橡胶NBR与聚氯乙烯PVC共混制得的NBR/PVC共沉胶，其中，所述NBR/PVC共沉胶中的丙烯腈含量为26％-30％，门尼粘度为45±5。本专利技术中，通过生胶选用丁腈橡胶NBR与聚氯乙烯PVC共混制得的NBR/PVC共沉胶，这样，在保持了NBR较好的耐油性和可交联性的基础上,显著地提高了NBR的耐臭氧性、耐候性和抗老化性，这样导热型橡胶的耐油性和抗老化性得到显著提高。本专利技术的实施方案中，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N550或炭黑N774中的任意一种，其中，炭黑是补强填充体系中重要的补强填充剂，对橡胶胶料的物理机械性能和加工工艺都有重要影响，本专利技术中选取的炭黑N330、炭黑N550或炭黑N774均为硫化速度正常的炭黑。本专利技术的实施方案中，所述纳米二氧化硅的粒径为45±5nm；所述纳米氮化铝的粒径为30±5nm本专利技术的实施方案中，所述增塑剂为分子量为1000-8000的聚酯类增塑剂，其中，聚酯类增塑剂的分子量可以为2000、4000、6000或7000。本专利技术的实施方案中，所述防老剂可以选用苯胺类防老剂，具体可以为4.4一双(2.2-二甲基苄基)二苯胺。本专利技术的实施方案中，所述硫化剂为硫磺。本专利技术的实施方案中，所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中一种或几种的混合物，例如促进剂可以为2-硫醇基苯并噻唑和二硫化二苯并噻唑按照任意比例混合得到的混合物，促进剂还可以为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺按照任意比例进行混合得到的混合物，或者促进剂可以只是2-硫醇基苯并噻唑，或者二硫化二苯并噻唑，或者N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。本专利技术的实施方案中，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酞亚胺，N-亚硝基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物中一种或几种的混合物，例如，防焦剂可以为N-环己基硫代邻苯二甲酞亚胺，或者可以为N-亚硝基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物，或者为N-环己基硫代邻苯二甲酞亚胺和N-亚硝基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物按照任意比例混合得到的混合物。本专利技术还提供上述导热型橡胶的制备方法，包括以下步骤：1)：将生胶100份，氧化锌4-8份，硬脂酸6-10份，炭黑100-160份，增塑剂20-30份，在密炼机内混炼90秒，制得第一混炼胶；本专利技术中，首先通过将生胶、氧化锌、硬脂酸、炭黑和增塑剂在密炼机内混炼90秒，制得第一混炼胶。2)：将生胶100份，增塑剂20-30份，纳米二氧化硅5-20份，纳米氮化铝20-50份，防老剂6-10份，促进剂3-6份，防焦剂2-4份，在密炼机内混炼90秒，制得第二混炼胶；本专利技术中，将生胶、增塑剂、纳米二氧化硅、纳米氮化铝、防老剂、促进剂和防焦剂在密炼机内混炼90秒制得第二混炼胶。3)：将所述第一混炼胶，所述第二混炼胶和硫化剂在开炼机上进行混炼，并在45-55℃时打两面三刀及三角包10～20次至混合均匀，并下片，制得混炼胶片；本专利技术中，将制得的第一混炼胶和第二混炼胶在硫化剂的作用下先进行混炼使第一混炼胶和第二混炼胶混合均匀，制得混炼胶片。4)：将所述混炼胶片在平板硫机上进行硫化处理以制得导热型橡胶，其中，硫化处理条件为：硫化温度为158-165℃，硫化时间为25min，压力为10～15MPa。本专利技术中，将制得的混炼胶片在平板硫机上进行硫化处理，待硫化时间结束后制得导热型性橡胶。其中，纳米氮化铝为导热填料，通过添加纳米氮化铝使得导热型橡胶具有良好的导热性能，这样使用导热型橡胶制备而成螺杆泵的定子时，定子的导热性能较好，能够快速地将转子转动产生的热量传递出去，极大地改善了定子的生热传递问题，从而降低了定子老化的速度，这样延长螺杆泵的使用寿命，本专利技术中，纳米氮化铝的份数为20-50份，例如可以为30份，也可以为40份或者50份。第一混炼胶中的炭黑与第二混炼胶中的纳米二氧化硅组成补强填充体系，使得导热型橡胶的具有良好的机械性能，本专利技术中，纳米二氧化硅的份数为5-20份，例如可以为8份、10份、15份或20份。本专利技术中，炭黑的质量份数为100-160份，例如可以为110份、120份、130份或150份。其中，氧化锌的质量份数为4-8份，例如可以为5份、6份、7份或8份，硬脂酸的质量份数为6-10份，例如可以为7份、8份、9份或10份，增塑剂的质量份数为40-60份，例如可以为50份、55份或60份，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热型橡胶，其特征在于，所述导热型橡胶的质量份数为：生胶200份，氧化锌4‑8份，硬脂酸6‑10份，炭黑100‑160份，纳米二氧化硅5‑20份，纳米氮化铝20‑50份，增塑剂40‑60份，防老剂6‑10份，硫化剂4‑8份，促进剂3‑6份，防焦剂2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种导热型橡胶，其特征在于，所述导热型橡胶的质量份数为：生胶200份，氧化锌4-8份，硬脂酸6-10份，炭黑100-160份，纳米二氧化硅5-20份，纳米氮化铝20-50份，增塑剂40-60份，防老剂6-10份，硫化剂4-8份，促进剂3-6份，防焦剂2-4份。2.根据权利要求1所述的导热型橡胶，其特征在于，所述生胶为由丁腈橡胶NBR与聚氯乙烯PVC共混制得的NBR/PVC共沉胶，其中，所述NBR/PVC共沉胶中的丙烯腈含量为26％-30％，门尼粘度为45±5。3.根据权利要求2所述的导热型橡胶，其特征在于，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N550或炭黑N774中的任意一种。4.根据权利要求1-3任一所述的导热型橡胶，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为45±5nm；所述纳米氮化铝的粒径为30±5nm。5.根据权利要求1-3任一所述的导热型橡胶，其特征在于，所述增塑剂为分子量为1000-8000的聚酯类增塑剂。6.根据权利要求1-3任一所述的导热型橡胶，其特征在于，所述防老剂为4.4一双(2.2-二甲基苄基)二苯胺。7.根据权利要求1-3任一所述的导热型橡胶，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。8.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小强，马凤国，郑威，邹盛礼，陈渝珠，王中丽，孙明波，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11