一种耐磨橡胶管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨橡胶管及其制备方法，属于橡胶制备技术领域。本发明专利技术以异戊二烯、柠檬烯、衣康酸正丁二酯为原料进行共聚接枝，消除不饱和碳碳双键，形成橡胶功能基料，异戊二烯链赋予了橡胶大分子柔顺性，本发明专利技术以棉籽油为原料，橡胶母粒摩擦界面形成一层吸附膜，降低摩擦，使得橡胶管形成光滑表面；本发明专利技术将氧化石墨烯、碳纳米管均匀分散杂化，加入醋酸钛经水热还原法原位生成纳米型减磨填料，纳米钛能弥补摩擦过程中橡胶管表面产生的凹痕，提高了橡胶管的耐磨性能。本发明专利技术解决了目前橡胶管耐磨性能差的问题。

A wear-resistant rubber tube and its preparation method

The invention discloses a wear-resistant rubber tube and a preparation method thereof, belonging to the technical field of rubber preparation. The invention takes isoprene, limonene and butylene itaconate as raw materials for copolymerization and grafting, eliminates unsaturated carbon-carbon double bonds, forms rubber functional base material, and isoprene chain gives rubber macromolecule flexibility. The invention takes cottonseed oil as raw material, forms an adsorption film on the friction interface of rubber masterbatch, reduces friction, and makes rubber tube form a smooth surface. Graphene and carbon nanotubes were evenly dispersed and hybridized, and nano-sized antiwear fillers were prepared in situ by adding titanium acetate through hydrothermal reduction. Nano-titanium can make up for the dents on the surface of rubber tubes during friction and improve the wear resistance of rubber tubes. The invention solves the problem of poor wear resistance of rubber pipe at present.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨橡胶管及其制备方法
本专利技术属于橡胶制备
，具体涉及一种耐磨橡胶管及其制备方法。
技术介绍
橡胶具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大的形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定形聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向挖掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。根据橡胶管所含橡胶成分的不同，橡胶管分为丁腈橡胶管、氟橡胶管、氯丁橡胶管、天然橡胶管、三元乙丙橡胶管和硅橡胶管等。现有的橡胶管的耐高温、耐低温、耐磨、环保等性能已经不能满足各行业对其需求，因此，如何提高橡胶管的性能是橡胶管行业的研究热点。目前来说，随着我国工业技术的发展，工业制品的种类日益繁多。对于用于输送沙石，矿物粒等流体物料的传输管道，种类繁多，但是现在使用最多的耐磨管道就是用高强度的钢材制成的钢管制品，此种管道的耐磨性完全取决于钢材本身的耐磨性，长时间的流体作用会使得钢管内壁逐层脱落，铁屑混入到传输的流体中，特别对于传输的流体品质要求很高的情况下，钢管的使用会造成流体品位的降低；还有一种耐磨管就是在橡胶管的内壁上固定上钢丝骨架，此种工艺方法虽然提高了橡胶管的耐磨性，但是由于流体摩擦力大，长时间的使用会使得钢丝骨架和橡胶管内壁剥落，从而减少橡胶管的使用寿命；目前的耐磨管是陶瓷耐磨复合管，又称陶瓷内衬复合钢管，该管从内到外分别由刚玉陶瓷、过渡层、钢三层组成，制造工艺是采用高技术生产工艺-自蔓燃高温离合合成法制造，此种管道充分发挥了刚玉陶瓷高硬度、耐腐蚀和耐热性，克服了钢管硬度低的缺点，但是制造工艺复杂，成本高，钢管的柔韧性、可塑性、耐磨性差。因此需要开发一种耐磨性强的橡胶管。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前橡胶管耐磨性能差的问题，提供一种耐磨橡胶管及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种耐磨橡胶管，包括橡胶功能基料、润滑活性剂、减磨填料、防老活性剂；所述橡胶功能基料的制备方法，包括如下步骤：（1）取十二烷基苯磺酸钠按质量比3~5：1~3：10~15加入甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、去离子水，升温至50~60℃搅拌混合，再加入去离子水质量3~6%的磷酸钾和去离子水质量4~9%的氯化钾搅拌混合，得混合物；（2）按质量份数计，取4~8份异戊二烯、3~5份柠檬烯、2~4份衣康酸正丁二酯、20~30份混合物、80~100份水混合，通入氮气保护，升温至65~70℃搅拌混合，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量3~5%的过硫酸铵，保温2~5h，再加入搅拌混合物质量10~20%的氯化钙溶液，静置1~3h，干燥，得干燥物；（3）取干燥物按质量比1~4：80~100加入二甲苯搅拌混合，再加入二甲苯质量0.3~0.5%的铑碳催化剂，通入氢气保持，再加入二甲苯质量30~40%的无水乙醇，离心，取沉淀旋转蒸发，得橡胶功能基料。所述通入氢气保持条件为：升温至110~120℃、4MPa保持5~8h。所述润滑活性剂的制备方法，包括如下步骤：取棉籽油按质量比3~5：1~3加入二丙烯三胺，升温至100~110℃搅拌混合，得混合物a，取混合物a按质量比4~6：1~3加入冰醋酸，升温至160~170℃搅拌混合，冷却至室温，得冷却物，按质量份数计，取8~10份冷却物、8~10份油酸、10~15份煤油、1~3份硅膏、5~7份氢氧化钠、0.8~1.5份羧甲基纤维素、60~70份水搅拌混合，即得减磨润滑活性剂。所述减磨填料的制备方法，包括如下步骤：S1.取氧化石墨烯按质量比1~3：2~6：50~80加入纳米碳管、Tris-HCl缓冲液，超声振荡，再加入氧化石墨烯质量5~8倍的盐酸多巴胺搅拌混合，离心，取沉淀经蒸馏水和无水乙醇依次洗涤，得洗涤物；S2.取洗涤物按质量比3~5：10~20加入无水乙醇，超声分散，再加入洗涤物质量8~10倍的醋酸钛搅拌混合，静置，取沉淀a按质量比1~4：30~50加入无水乙醇，再加入沉淀a质量70~80%的亚磷酸钠，升温至75~80℃搅拌混合，冷却至室温，离心，取沉淀b旋转蒸发，真空干燥，即得减磨填料。所述防老活性剂为：取2,2’-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）按质量比2~4：3~8：3~6加入谷氨酸镧、对氨基苯磺酸镧混合，即得。一种耐磨橡胶管的制备方法，包括如下步骤：按质量份数计，取40~60份橡胶功能基料、20~30份三元乙丙橡胶、10~15份润滑活性剂、20~30份减磨填料、1~3份防老活性剂、2~5份硬脂酸、3~7份邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯、6~10份橡胶色母粒混合，挤压成型，得基体物，取基体物转入硫化机上进行硫化，再于相同条件硫化一次，脱出橡胶管，即得耐磨橡胶管。所述硫化条件为：于压力为8~12MPa、160~170℃硫化5~10min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以异戊二烯、柠檬烯、衣康酸正丁二酯为原料进行共聚接枝，再加入铑碳催化剂，通过加入加氢进行改性，消除不饱和碳碳双键，形成橡胶功能基料，衣康酸正丁二酯支链较多，极性相对较强，引入橡胶功能基料中提高了橡胶的柔性，异戊二烯链赋予了橡胶大分子柔顺性，本身具有良好的原胶强度、耐寒性能和回弹性，其分子链上多为柔性较好的碳碳双键，而缺乏刚性，引入柠檬烯，其环状结构具有刚性，赋予橡胶较好的机械强度和硬度，两者共聚可以提高橡胶管的耐热性、耐磨性，再与衣康酸正丁二酯进行三元共聚，可在原本优异性能的基础上再赋予橡胶优异的耐油性；（2）本专利技术以棉籽油为原料，加入二丙烯三胺进行氨基，再加入冰醋酸进行酰胺化反应，得到植物油酰胺，再通过与油酸、煤油、硅膏等的复配，利用硅膏进行消泡，煤油提供油相和抑泡作用，同时能提高润滑性，形成稳定的乳液状润滑活性剂，在橡胶管挤压成型的过程中，具有降低表面张力的功效，使得橡胶母粒摩擦界面形成一层吸附膜，降低摩擦，使得橡胶管形成光滑表面；（3）本专利技术将氧化石墨烯、碳纳米管均匀分散杂化，利用盐酸多巴胺的自聚对杂化物表面进行修饰，加入醋酸钛经水热还原法原位生成纳米型减磨填料，其纳米颗粒的生长能够阻止氧化石墨烯、碳纳米管自身的团聚，同时减磨填料中含有羟基和氨基基团，有助于在橡胶管母粒中分散均匀和润滑活性剂的复配，纳米片状氧化石墨烯在橡胶管与外界物质进行摩擦过程中能于摩擦界面间形成形成稳定的摩擦膜，阻止摩擦界面的直接接触，减少磨损的进一步大量发生，纳米碳管起到轴承作用，能使滑动摩擦转化为滚动摩擦，同时纳米钛能弥补摩擦过程中橡胶管表面产生的凹痕，三者进行协同减磨，提高了橡胶管的耐磨性能。具体实施方式橡胶功能基料：（1）取十二烷基苯磺酸钠按质量比3~5：1~3：10~15加入甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、去离子水，升温至50~60℃搅拌混合20~30min，再加入去离子水质量3~6%的磷酸钾和去离子水质量4~9%的氯化钾，搅拌混合40~60min，得混合物；（2）按质量份数计，取4~8份异戊二烯、3~5份柠檬烯、2~4份衣康酸正丁二酯、20~30份混合物、80~100份水混合，通入氮气保护，升温至65~7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨橡胶管，其特征在于，包括橡胶功能基料、润滑活性剂、减磨填料、防老活性剂；所述橡胶功能基料的制备方法，包括如下步骤：（1）取十二烷基苯磺酸钠按质量比3~5：1~3：10~15加入甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、去离子水，升温至50~60℃搅拌混合，再加入去离子水质量3~6%的磷酸钾和去离子水质量4~9%的氯化钾搅拌混合，得混合物；（2）按质量份数计，取4~8份异戊二烯、3~5份柠檬烯、2~4份衣康酸正丁二酯、20~30份混合物、80~100份水混合，通入氮气保护，升温至65~70℃搅拌混合，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量3~5%的过硫酸铵，保温2~5h，再加入搅拌混合物质量10~20%的氯化钙溶液，静置1~3h，干燥，得干燥物；（3）取干燥物按质量比1~4：80~100加入二甲苯搅拌混合，再加入二甲苯质量0.3~0.5%的铑碳催化剂，通入氢气保持，再加入二甲苯质量30~40%的无水乙醇，离心，取沉淀旋转蒸发，得橡胶功能基料。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨橡胶管，其特征在于，包括橡胶功能基料、润滑活性剂、减磨填料、防老活性剂；所述橡胶功能基料的制备方法，包括如下步骤：（1）取十二烷基苯磺酸钠按质量比3~5：1~3：10~15加入甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、去离子水，升温至50~60℃搅拌混合，再加入去离子水质量3~6%的磷酸钾和去离子水质量4~9%的氯化钾搅拌混合，得混合物；（2）按质量份数计，取4~8份异戊二烯、3~5份柠檬烯、2~4份衣康酸正丁二酯、20~30份混合物、80~100份水混合，通入氮气保护，升温至65~70℃搅拌混合，得搅拌混合物，加入搅拌混合物质量3~5%的过硫酸铵，保温2~5h，再加入搅拌混合物质量10~20%的氯化钙溶液，静置1~3h，干燥，得干燥物；（3）取干燥物按质量比1~4：80~100加入二甲苯搅拌混合，再加入二甲苯质量0.3~0.5%的铑碳催化剂，通入氢气保持，再加入二甲苯质量30~40%的无水乙醇，离心，取沉淀旋转蒸发，得橡胶功能基料。2.根据权利要求1所述的耐磨橡胶管，其特征在于，所述通入氢气保持条件为：升温至110~120℃、4MPa保持5~8h。3.根据权利要求1所述的耐磨橡胶管，其特征在于，所述润滑活性剂的制备方法，包括如下步骤：取棉籽油按质量比3~5：1~3加入二丙烯三胺，升温至100~110℃搅拌混合，得混合物a，取混合物a按质量比4~6：1~3加入冰醋酸，升温至160~170℃搅拌混合，冷却至室温，得冷却物，按质量份数计，取8~10份冷却物、8~10份油酸、10~15份煤油、1~3份硅膏、5~7份氢氧化钠、0.8~1.5份...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，路芸，庞成荣，
申请(专利权)人：佛山市森昂生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44