一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料制造技术

本发明专利技术提供的一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶20‑40份、氟橡胶20‑40份、硅橡胶5‑15份、硫磺10‑20份、对苯醌二肟6‑8份、丙烯酸酯橡胶5‑15份、一硫化秋兰姆10‑20份、N‑氧二乙撑‑2‑苯并噻唑次磺酰胺8‑10份、2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢化喹啉聚合体10‑20份、白炭黑6‑10份、煤焦油6‑10份、氧化石墨4‑10份、硬脂酸锌4‑6份、纳米碳化硅2‑8份、纳米氧化锌4‑8份、煤矸石6‑8份、粉煤灰6‑8份、高岭土10‑15份、氧化铜3‑5份。本发明专利技术还提供了一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料的制备方法。该橡胶材料制备工艺简单、成本低廉，通过采用不同橡胶原料的组合，不仅耐高温性能好，而且耐磨性好，同时添加了氧化石墨等材料，协同作用，进一步提高了其耐磨性能和耐高温性能。

A High Temperature and High Pressure Resistant Rubber Material for Shale Gas Exploitation Equipment

The wear-resistant rubber material for shale gas extraction equipment provided by the invention is made of at least 20 40 parts of styrene-butadiene rubber, 20 40 parts of fluorine rubber, 5 15 parts of silicone rubber, 10 20 parts of sulfur, 6 8 parts of p-benzoquinone dioxime, 5 15 parts of acrylate rubber, 10 20 parts of autumn sulfide, 2 benzothiazole times. 8 10 copies of sulfsulfsulfonaamiamiamiamiami8, 2,2,4 trimethyl 1,2 trimethyl 1,2 2-dihydroquinoline polymer 10 20 copcopcopies, carbon black 6 6 10 copcopies, coal tar 6 10 copcopies, graphite oxide 4 10 copcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopies, zinzinzinzinzinzinzinstestestestearate zinc 4 6 6 6 6 6 copies, silicon nanosilicon carbon 2 8209 8 copies, nanosilicate silicon silicon carbon 2 8209 8 Five copies. The invention also provides a preparation method of high temperature and high pressure resistant rubber material for shale gas extraction equipment. The preparation process of the rubber material is simple and the cost is low. By using different combinations of rubber raw materials, not only the high temperature resistance but also the wear resistance is good. At the same time, graphite oxide and other materials are added. The synergistic effect further improves the wear resistance and high temperature resistance of the rubber material.

【技术实现步骤摘要】
一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料
本专利技术属于新材料领域，特别涉及一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
橡胶(Rubber)是指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形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度(Tg)低，分子量往往很大，大于几十万。早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。是高弹性的高分子化合物。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。橡胶的性能主要指机械性能、耐热性能、耐寒性能、耐介质性能、耐磨耗性、耐天候老化性、阻燃性能和电绝缘性能等，它们对橡胶制品的使用性能和产品质量具有决定性的影响。橡胶的性能可分为两大类，即结构性能和功能特性，结构性能是指高弹性和强度等力学性能；功能特性指橡胶的物理特性和化学特性，如耐介质、电绝缘性、耐化学腐蚀性等。橡胶的性能与其配方组成密切相关，选择不同的配方组成，可以使橡胶的性能在较宽的范围内变化。因此，研究性能与配方组分之间的关系，是配方设计的主要内容之一。页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中。页岩气开采设备中存在较多的橡胶密封垫等材料，目前采用的是普通橡胶。然而，这些密封垫往往需要在高温、高压等环境下使用，同时由于机械结构之间会产生相对转动，普通橡胶垫极易损坏，维修频繁，因此，亟需开发具有较好的耐磨性能、耐高温、耐高压性能的橡胶材料。
技术实现思路
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料及其制备方法。技术方案：本专利技术提供的一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶20-40份、氟橡胶20-40份、硅橡胶5-15份、硫磺10-20份、对苯醌二肟6-8份、丙烯酸酯橡胶5-15份、一硫化秋兰姆10-20份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺8-10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体10-20份、白炭黑6-10份、煤焦油6-10份、氧化石墨4-10份、硬脂酸锌4-6份、纳米碳化硅2-8份、纳米氧化锌4-8份、煤矸石6-8份、粉煤灰6-8份、高岭土10-15份、氧化铜3-5份。优选地，用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶25-35份、氟橡胶25-35份、硅橡胶8-12份、硫磺14-16份、对苯醌二肟6-8份、丙烯酸酯橡胶8-12份、一硫化秋兰姆14-16份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺8-10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体14-16份、白炭黑7-9份、煤焦油7-9份、氧化石墨6-8份、硬脂酸锌4-6份、纳米碳化硅4-6份、纳米氧化锌5-7份、煤矸石6-8份、粉煤灰6-8份、高岭土12-14份、氧化铜3-5份。优选地，用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶30份、氟橡胶30份、硅橡胶10份、硫磺15份、对苯醌二肟7份、丙烯酸酯橡胶10份、一硫化秋兰姆15份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺9份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体15份、白炭黑8份、煤焦油8份、氧化石墨7份、硬脂酸锌5份、纳米碳化硅5份、纳米氧化锌6份、煤矸石7份、粉煤灰7份、高岭土16份、氧化铜4份。作为改进，一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：(1)称量橡胶组份的各种原料，将丁苯橡胶、氟橡胶、硅橡胶混匀，得初混料；(2)将初混料加入高压釜中，从室温加热至70-80℃，同时加入硫磺、对苯醌二肟、丙烯酸酯橡胶、一硫化秋兰姆、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、白炭黑、煤焦油的混合物，在70-80℃下反应10-20min；搅拌同时，将氧化石墨、硬脂酸锌、纳米碳化硅、纳米氧化锌、煤矸石、粉煤灰、高岭土、氧化铜加入高压釜中，升温至80-90℃，恒温30-60min；(3)将步骤(2)产品在模具上涂脱模剂、吹干、浇注，保温5-15min，脱模，即得。有益效果：本专利技术提供的橡胶材料制备工艺简单、成本低廉，通过采用不同橡胶原料的组合，不仅耐高温性能好，而且耐磨性好，同时添加了氧化石墨等材料，协同作用，进一步提高了其耐磨性能和耐高温性能，特别适用于页岩气开采设备。具体实施方式下面对本专利技术用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料作出进一步说明。实施例1用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶20份、氟橡胶40份、硅橡胶5份、硫磺20份、对苯醌二肟6份、丙烯酸酯橡胶15份、一硫化秋兰姆10份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体10份、白炭黑10份、煤焦油6份、氧化石墨10份、硬脂酸锌4份、纳米碳化硅8份、纳米氧化锌4份、煤矸石8份、粉煤灰6份、高岭土15份、氧化铜3份。实施例2用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶40份、氟橡胶20份、硅橡胶15份、硫磺10份、对苯醌二肟8份、丙烯酸酯橡胶5份、一硫化秋兰姆20份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺8份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体20份、白炭黑6份、煤焦油10份、氧化石墨4份、硬脂酸锌6份、纳米碳化硅2份、纳米氧化锌8份、煤矸石6份、粉煤灰8份、高岭土10份、氧化铜5份。实施例3用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶25份、氟橡胶35份、硅橡胶8份、硫磺16份、对苯醌二肟6份、丙烯酸酯橡胶12份、一硫化秋兰姆14份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体14份、白炭黑9份、煤焦油7份、氧化石墨8份、硬脂酸锌4份、纳米碳化硅6份、纳米氧化锌5份、煤矸石8份、粉煤灰6份、高岭土14份、氧化铜3份。实施例4用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶35份、氟橡胶25份、硅橡胶12份、硫磺14份、对苯醌二肟8份、丙烯酸酯橡胶8份、一硫化秋兰姆16份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺8份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体16份、白炭黑7份、煤焦油9份、氧化石墨6份、硬脂酸锌6份、纳米碳化硅4份、纳米氧化锌7份、煤矸石6份、粉煤灰8份、高岭土12份、氧化铜5份。实施例5用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶30份、氟橡胶30份、硅橡胶10份、硫磺15份、对苯醌二肟7份、丙烯酸酯橡胶10份、一硫化秋兰姆15份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，其特征在于：至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶20‑40份、氟橡胶20‑40份、硅橡胶5‑15份、硫磺10‑20份、对苯醌二肟6‑8份、丙烯酸酯橡胶5‑15份、一硫化秋兰姆10‑20份、N‑氧二乙撑‑2‑苯并噻唑次磺酰胺8‑10份、2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢化喹啉聚合体10‑20份、白炭黑6‑10份、煤焦油6‑10份、氧化石墨4‑10份、硬脂酸锌4‑6份、纳米碳化硅2‑8份、纳米氧化锌4‑8份、煤矸石6‑8份、粉煤灰6‑8份、高岭土10‑15份、氧化铜3‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，其特征在于：至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶20-40份、氟橡胶20-40份、硅橡胶5-15份、硫磺10-20份、对苯醌二肟6-8份、丙烯酸酯橡胶5-15份、一硫化秋兰姆10-20份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺8-10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体10-20份、白炭黑6-10份、煤焦油6-10份、氧化石墨4-10份、硬脂酸锌4-6份、纳米碳化硅2-8份、纳米氧化锌4-8份、煤矸石6-8份、粉煤灰6-8份、高岭土10-15份、氧化铜3-5份。2.根据权利要求1所述的一种用于页岩气开采设备的耐高温高压的耐磨橡胶材料，其特征在于：至少由以下重量比的组份制成：丁苯橡胶25-35份、氟橡胶25-35份、硅橡胶8-12份、硫磺14-16份、对苯醌二肟6-8份、丙烯酸酯橡胶8-12份、一硫化秋兰姆14-16份、N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺8-10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体14-16份、白炭黑7-9份、煤焦油7-9份、氧化石墨6-8份、硬脂酸锌4-6份、纳米碳化硅4-6份、纳米氧化锌5-7份、煤矸石6-8份、粉煤灰6-8份、高岭土12-14份、氧化铜3-5份。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅宏伟，
申请(专利权)人：江苏艾福泰克能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32