一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法及其应用，该方法采用将硅藻土、氢氧化铝、聚酯纤维球磨；将锦纶短纤维、过氧化甲乙酮浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将甲基苯甲酸乙酯、乙酰乙酸烯丙酯加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入环己基硫代邻苯二甲酰亚胺经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与三元乙丙橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐腐蚀性能良好，在油气开采设备内衬件上具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及橡胶材料
，具体涉及一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
橡胶是一种有弹性的聚合物，作为一种重要的战略性物资，广泛应用于高新技术、国民经济和国防军工等领域。橡胶按性能和用途又可分为通用橡胶和特种橡胶。通用型橡胶的综合性能较好，应用广泛。主要有：天然橡胶：从三叶橡胶树的乳胶制得，基本化学成分为顺-聚异戊二烯，弹性好，强度高，综合性能好。异戊橡胶：由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶。丁苯橡胶：由丁二烯和苯乙烯共聚制得，其综合性能和化学稳定性好。顺丁橡胶，由丁二烯聚合制得，与其他通用型橡胶比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性能好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。氯丁橡胶：由氯丁二烯聚合制得，具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧，但其密度较大，常温下易结晶变硬，贮存性不好，耐寒性差。特种型橡胶指具有某些特殊性能的橡胶。主要有：丁腈橡胶：丁二烯和丙烯腈共聚制得，耐油、耐老化性能好，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。硅橡胶：主链由硅氧原子交替组成，在硅原子上带有有机基团，耐高低温，耐臭氧，电绝缘性好。氟橡胶：分子结构中含有氟原子的合成橡胶，耐高温、耐油、耐化学腐蚀。聚硫橡胶：由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成，有优异的耐油和耐溶剂性，但强度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多与丁腈橡胶并用。此外，还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等。橡胶在加工、使用或贮存过程中受到热、光、臭氧氧化或金属离子的催化作用时，容易进行自动催化反应、分子断链或过度交联，从而表面会逐渐发生变色、喷霜、发粘、变硬发脆、裂纹等现象，同时其力学性能也会出现明显下降，甚至丧失使用价值，从而限制了橡胶材料的应用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法及其应用，该方法采用将硅藻土、氢氧化铝、聚酯纤维球磨；将锦纶短纤维、过氧化甲乙酮浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将甲基苯甲酸乙酯、乙酰乙酸烯丙酯加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入环己基硫代邻苯二甲酰亚胺经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与三元乙丙橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐腐蚀性能良好，在油气开采设备内衬件上具有良好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将硅藻土6-8份、氢氧化铝3-5份、聚酯纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将锦纶短纤维22-24份、过氧化甲乙酮16-20份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将甲基苯甲酸乙酯15-25份、乙酰乙酸烯丙酯16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入环己基硫代邻苯二甲酰亚胺6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与三元乙丙橡胶55-65份、甲基苯基乙烯基硅橡胶50-60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，开炼机温度为50-60℃，混炼时间为18-20分钟，薄通2-3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，随后将硫化产物在120℃下鼓风干燥80-100分钟，经冷却至室温后，得到成品橡胶复合材料。进一步的，所述步骤（1）中球磨机的球料比为15:1，球磨机转速为200-220转/分钟，球磨时间为8-10小时。进一步的，所述步骤（2）中超声处理的频率为12-16kHz，超声处理的功率为180-200W，超声处理的时间为50-60分钟。进一步的，所述步骤（4）中的防老剂选自N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸镍中的任意一种。进一步的，所述步骤（4）中的硫化剂选自甲苯二异氰酸酯二聚体、四硫化二吗啡啉、双叔丁基过氧异丙基苯中的任意一种。进一步的，所述步骤（6）中平板硫化机的硫化温度为135-145℃，硫化压力为7-9MPa，硫化时间为35-45分钟。与此同时，本专利技术还公开了上述制备方法制得的耐腐蚀性橡胶复合材料在油气开采设备内衬件上的应用。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法采用将硅藻土、氢氧化铝、聚酯纤维球磨；将锦纶短纤维、过氧化甲乙酮浸没于酸液中超声处理、分离得到离心沉积物，将离心沉积物洗涤后转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油搅拌反应得到高压搅拌反应物；将甲基苯甲酸乙酯、乙酰乙酸烯丙酯加入到蒸馏水中搅拌均匀形成混合液，随后升温并加入环己基硫代邻苯二甲酰亚胺经静置保温处理得到保温处理混合液；最后将上述产物混合后密炼塑化，再将得到的混合密炼胶与三元乙丙橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶共同混炼、硫化成型、干燥，得成品橡胶复合材料。制备而成的橡胶复合材料，其耐腐蚀性能良好，在油气开采设备内衬件上具有良好的应用前景。（2）本专利技术采用了锦纶短纤维、过氧化甲乙酮、甲基苯甲酸乙酯、乙酰乙酸烯丙酯等原料参与制备耐腐蚀性橡胶复合材料，对橡胶复合材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于橡胶复合材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的橡胶复合材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本专利技术的技术效果起到了决定性的作用。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）将硅藻土6份、氢氧化铝3份、聚酯纤维3份投入行星式球磨机中进行球磨处理，球磨机的球料比为15:1，球磨机转速为200转/分钟，球磨时间为8小时，得到球磨粉末；（2）将锦纶短纤维22份、过氧化甲乙酮16份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，超声处理的频率为12kHz，超声处理的功率为180W，超声处理的时间为50分钟，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2次并转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硅藻土6‑8份、氢氧化铝3‑5份、聚酯纤维3‑5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将锦纶短纤维22‑24份、过氧化甲乙酮16‑20份浸没于浓度为0.1 mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2‑4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油5‑9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15 MPa、温度为150℃，在250‑260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将甲基苯甲酸乙酯15‑25份、乙酰乙酸烯丙酯16‑18份加入到60‑80倍质量的蒸馏水中按照80‑100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80‑90℃，加入环己基硫代邻苯二甲酰亚胺6‑8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）‑（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80‑90℃，密炼塑化10‑15分钟，随后加入防老剂1‑3份、硫化剂1‑3份继续密炼塑化6‑8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与三元乙丙橡胶55‑65份、甲基苯基乙烯基硅橡胶50‑60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3 mm，开炼机温度为50‑60℃，混炼时间为18‑20分钟，薄通2‑3次后冷却得到终混合胶；（6）将步骤（5）得到的终混合胶置于平板硫化机上硫化成型，随后将硫化产物在120℃下鼓风干燥80‑100分钟，经冷却至室温后，得到成品橡胶复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀性橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硅藻土6-8份、氢氧化铝3-5份、聚酯纤维3-5份投入行星式球磨机中进行球磨处理，得到球磨粉末；（2）将锦纶短纤维22-24份、过氧化甲乙酮16-20份浸没于浓度为0.1mol/L的HCl溶液中进行超声处理，随后将超声处理混合液用氢氧化钠溶液中和至中性，再经高速离心分离出离心沉积物，将离心沉积物用蒸馏水洗涤2-4次并转移至高压搅拌反应釜中，加入环烷油5-9份，设定高压搅拌反应釜的压力为15MPa、温度为150℃，在250-260转/分钟的速率下搅拌反应30分钟，得到高压搅拌反应物；（3）将甲基苯甲酸乙酯15-25份、乙酰乙酸烯丙酯16-18份加入到60-80倍质量的蒸馏水中按照80-100转/分钟的速率搅拌均匀形成混合液，将混合液温度缓慢升高至80-90℃，加入环己基硫代邻苯二甲酰亚胺6-8份，静置保温处理30分钟，得到保温处理混合液；（4）将步骤（1）-（3）得到的球磨粉末、高压搅拌反应物和保温处理混合液转移至加压式密炼机中，设定加压式密炼机的温度为80-90℃，密炼塑化10-15分钟，随后加入防老剂1-3份、硫化剂1-3份继续密炼塑化6-8分钟，出胶后得到混合密炼胶；（5）将步骤（4）得到的混合密炼胶与三元乙丙橡胶55-65份、甲基苯基乙烯基硅橡胶50-60份共同投入开炼机中，设定开炼机的辊距为3mm，开炼机温度为50-60℃，混炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪明，
申请(专利权)人：苏州耐思特塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32