一种增强改性橡胶及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于橡胶的处理或化学改性领域，具体地，本发明专利技术公开了一种增强改性橡胶及其制备工艺。本发明专利技术的增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：橡胶100份，活性剂4～6份，软化剂0.5～1.5份，引发剂0.5～1.5份，防老剂0.5～1.5份，促进剂0.1～1.0份，助交联剂0.5～1.5份，交联剂2～5份，侧链修饰试剂5～60份，补强剂0～150份；所述侧链修饰试剂为4‑叔丁基苯乙烯。该增强改性橡胶是一种吸油膨胀橡胶，该吸油膨胀橡胶不仅具有良好的热稳定性，而且具有优异的吸油性能和力学性能，可以用作在油田高温条件下使用的密封材料(比如自膨胀封隔器)，应用前景广阔。本发明专利技术增强改性橡胶的制备过程条件温和，操作简单，生产成本低，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种增强改性橡胶及其制备工艺
本专利技术属于橡胶的处理或化学改性领域，具体涉及一种增强改性橡胶及其制备工艺。
技术介绍
近年来，随着我国工业的高速发展，人民生活水平的日益提高，人们对石油的需求量日益增多，经济发展对石油的依赖程度日益增强。随着油田开采技术的不断革新，一种新型的自膨胀油封技术逐渐得到人们的重视，吸油膨胀橡胶备受瞩目。吸油膨胀橡胶(oil-swellablerubber，简称OSR)是一种遇到油品后可以自行膨胀的橡胶材料，它是通过化学方法向橡胶基体中引入亲油性官能团或与亲油性组分共混制成的，为橡胶基体与非极性亲油组分的结合体。吸油膨胀橡胶既保持了橡胶良好的高弹性和耐压缩变形性，也能在吸油后体积迅速膨胀，并在一定的压力下具有稳定的保油特性，是目前最理想的止漏密封材料，可广泛应用于多种行业，目前报道最多的是用做油井用自膨胀封隔器。在实际应用中，吸油膨胀橡胶在封闭条件下使用，吸油膨胀率并不能达到最大，因此产生了膨胀橡胶与约束体之间的接触压力。依靠这种接触压力，吸油膨胀橡胶就可以起到止漏密封作用，从而实现油田开采过程中的分层开采。三元乙丙橡胶(EthylenePropyleneDieneMonomer，EPDM)是一种无定形弹性体，它是由乙烯、丙烯和第三单体(通常为非共轭二烯烃)组成的三元共聚物，其主链为饱和烯烃，侧链含有少量不饱和键，可以在保持化学活性的同时还具有优异的耐热性、耐光性、抗氧性和抗臭氧性，因此EPDM不仅在汽车、船舶、建筑和电器等领域得到了广泛的应用，在吸油膨胀橡胶领域也受到了广泛的关注。但是，作为密封材料，吸油膨胀橡胶的力学性能直接决定了其密封性能的好坏，因此，研究者们通过添加补强剂(比如炭黑)来提高吸油膨胀橡胶的力学性能。但是，研究发现，添加补强剂虽然能提高吸油橡胶的力学强度，但却严重降低了吸油膨胀橡胶的吸油性能。因此，亟需研究出一种同时具有优异的力学性能和吸油性能的吸油膨胀橡胶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同时具有优异的力学性能和吸油性能的增强改性橡胶和吸油膨胀橡胶。本专利技术提供了一种增强改性橡胶，所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：橡胶100份，活性剂4～6份，软化剂0.5～1.5份，引发剂0.5～1.5份，防老剂0.5～1.5份，促进剂0.1～1.0份，助交联剂0.5～1.5份，交联剂2～5份，侧链修饰试剂5～60份，补强剂0～150份；所述侧链修饰试剂为4-叔丁基苯乙烯。进一步地，所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：橡胶100份，活性剂5份，软化剂1份，引发剂1份，防老剂1份，促进剂0.5份，助交联剂1份，交联剂3份，4-叔丁基苯乙烯10～50份，补强剂0～120份。进一步地，所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：橡胶100份，活性剂5份，软化剂1份，引发剂1份，防老剂1份，促进剂0.5份，助交联剂1份，交联剂3份，4-叔丁基苯乙烯10～50份，补强剂30份；优选的，所述4-叔丁基苯乙烯为20～40份，更优选为20份或40份。进一步地，所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：橡胶100份，活性剂5份，软化剂1份，引发剂1份，防老剂1份，促进剂0.5份，助交联剂1份，交联剂3份，4-叔丁基苯乙烯30份，补强剂0～120份；优选的，所述补强剂为30～120份。进一步地，所述橡胶为丁氰橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶或乙丙橡胶，优选为乙丙橡胶；所述乙丙橡胶优选为三元乙丙橡胶，所述三元乙丙橡胶的牌号优选为EPDM7001；和/或，所述活性剂为金属氧化物活性剂，优选为氧化锌、氧化镁中的一种或两种的组合；和/或，所述软化剂为硬脂酸、环烷油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种的组合，优选为硬脂酸；和/或，所述引发剂为过氧化物引发剂，优选为双叔丁基过氧化二异丙苯；和/或，所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-环己基-N'-苯基对苯二胺、N-异丙基-N'-苯基对苯二胺中的一种或多种的组合，优选为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；和/或，所述促进剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺中的一种或多种的组合，优选为二硫化二苯并噻唑；和/或，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；和/或，所述交联剂为烯类单体，优选为二乙烯基苯。进一步地，所述补强剂为炭黑、白炭黑中的一种或两种的组合。本专利技术还提供了一种吸油膨胀橡胶，它是由上述增强改性橡胶制得的。进一步地，所述方法包括以下步骤：(1)橡胶的混炼：利用开炼机对橡胶进行混炼，将橡胶薄通，包辊，然后加入活性剂、软化剂、引发剂、防老剂、促进剂、助交联剂和补强剂，再次薄通，混炼均匀后下片；然后将下片后的混炼胶浸入交联剂和侧链修饰试剂的混合体系中，取出后干燥，得到混合胶料；(2)橡胶的硫化：将步骤(1)所得混合胶料加入模具，采用平板硫化机硫化，即得。进一步地，步骤(1)中，所述开炼机为双辊开炼机；所述混炼时辊温为60～100℃，优选为80℃；和/或，所述混合体系中，交联剂和侧链修饰试剂的质量比如上所述。进一步地，步骤(2)中，所述模具为预热后的模具，预热温度为160～200℃，优选为170～180℃；和/或，所述硫化的条件为：先在15～25MPa、170～180℃下热压30～300秒，再在8～12MPa、常温～50℃下冷压1～5分钟；优选的，所述硫化的条件为：先在20MPa、180℃下热压180秒，再在10MPa、40℃下冷压3分钟。三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯和少量的第三单体(通常为非共轭二烯烃)聚合得到的共聚物，是乙丙橡胶的一种。本专利技术中，EPDM基吸油膨胀橡胶简称为ESA。本专利技术中，常温指25±2℃。实验结果表明，本专利技术提供的增强改性橡胶是一种EPDM基吸油膨胀橡胶，该吸油膨胀橡胶不仅具有良好的热稳定性，而且具有优异的吸油性能和力学性能，可以用作在油田高温条件下使用的密封材料(比如自膨胀封隔器)，应用前景广阔。本专利技术增强改性橡胶的制备工艺为原位反应模压成型法，该工艺反应条件温和，操作简单，生产成本低，适合工业化生产。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1采用原位反应模压成型法制备EPDM基吸油膨胀橡胶的示意图。图2ESA0、ESA10、ESA20、ESA30、ESA40和ESA50的动态力学性能-温度谱图。图3各ESA(实施例2制得)的力学损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强改性橡胶，其特征在于：所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：/n橡胶100份，活性剂4～6份，软化剂0.5～1.5份，引发剂0.5～1.5份，防老剂0.5～1.5份，促进剂0.1～1.0份，助交联剂0.5～1.5份，交联剂2～5份，侧链修饰试剂5～60份，补强剂0～150份；所述侧链修饰试剂为4-叔丁基苯乙烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强改性橡胶，其特征在于：所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：
橡胶100份，活性剂4～6份，软化剂0.5～1.5份，引发剂0.5～1.5份，防老剂0.5～1.5份，促进剂0.1～1.0份，助交联剂0.5～1.5份，交联剂2～5份，侧链修饰试剂5～60份，补强剂0～150份；所述侧链修饰试剂为4-叔丁基苯乙烯。


2.根据权利要求1所述的增强改性橡胶，其特征在于：所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：
橡胶100份，活性剂5份，软化剂1份，引发剂1份，防老剂1份，促进剂0.5份，助交联剂1份，交联剂3份，4-叔丁基苯乙烯10～50份，补强剂0～120份。


3.根据权利要求2所述的增强改性橡胶，其特征在于：所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：
橡胶100份，活性剂5份，软化剂1份，引发剂1份，防老剂1份，促进剂0.5份，助交联剂1份，交联剂3份，4-叔丁基苯乙烯10～50份，补强剂30份；优选的，所述4-叔丁基苯乙烯为20～40份，更优选为20份或40份。


4.根据权利要求2所述的增强改性橡胶，其特征在于：所述增强改性橡胶是由包括以下重量份数的原料制得的：
橡胶100份，活性剂5份，软化剂1份，引发剂1份，防老剂1份，促进剂0.5份，助交联剂1份，交联剂3份，4-叔丁基苯乙烯30份，补强剂0～120份；优选的，所述补强剂为30～120份。


5.根据权利要求1～4任一项所述的增强改性橡胶，其特征在于：所述橡胶为丁氰橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶或乙丙橡胶，优选为乙丙橡胶；所述乙丙橡胶优选为三元乙丙橡胶，所述三元乙丙橡胶的牌号优选为EPDM7001；
和/或，所述活性剂为金属氧化物活性剂，优选为氧化锌、氧化镁中的一种或两种的组合；
和/或，所述软化剂为硬脂酸、环烷油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种的组合，优选为硬脂酸；
和/或，所述引发剂为过氧化物引发剂，优选为双叔丁基过...

【专利技术属性】
技术研发人员：范敏敏，张明华，张熙，王克，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51