一种高强耐磨橡胶料及其在吸砂胶管中的应用制造技术

本发明专利技术提出了一种高强耐磨橡胶料及其在吸砂胶管中的应用，所述橡胶料按重量份包括如下配方原料：丁苯橡胶65

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐磨橡胶料及其在吸砂胶管中的应用


[0001]本专利技术涉及吸砂胶管
，尤其涉及一种高强耐磨橡胶料及其在吸砂胶管中的应用。

技术介绍

[0002]人们的日常生活或者生产中需要抽吸矿砂、煤屑等固体物质或颗粒物料，且进行这些工作的机械设备中都会装有吸砂管来对颗粒物料进行抽吸，原来都是用金属管来作为吸砂管，但是金属管较为坚硬，不能满足需要对管子进行弯曲的情况，后来改用更具有曲挠性的吸砂胶管。但由于吸砂管的使用条件比较苛刻，一般吸砂胶管的耐磨性能较差，使用时间长了之后磨损的非常厉害，经常需要更换。因此，制备具有优异耐磨性能的橡胶材料对于吸砂胶管来说具有非常重要的意义。
[0003]由于碳纳米管的硬度或模量与金刚石相当，杨氏模量约为1.8Tpa，拉伸强度约为200GPa，是钢的强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7，并且碳纳米管的弹性应变最高可达到12％左右，拥有像弹簧一样良好的柔韧性，因此，碳纳米管被称为“超级纤维”。
[0004]由上可知，碳纳米管是一种能够用于橡胶复合材料的理想增强填料，能够赋予橡胶制品高强度、高耐磨等性能，是制备具有优异耐磨性能的橡胶材料的潜力原料之一。但是实际应用中由于碳纳米管具有极强的表面效应，非常容易发生团聚和缠结，并在橡胶中形成肉眼可见的疙瘩，反而会造成橡胶制品力学性能的明显降低。
[0005]因此，如何确保碳纳米管在橡胶中分散均匀，从而最大限度地发挥碳纳米管的机械增强功能，这对于制备具有优异耐磨性能的橡胶材料，并用于获取具有长久使用性能的吸砂胶管都具有重要意义。

技术实现思路

[0006]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高强耐磨橡胶料及其在吸砂胶管中的应用，所述橡胶料具有优异的机械性能，并保证用于吸砂胶管时有好的耐磨性能。
[0007]本专利技术提出的一种高强耐磨橡胶料，所述橡胶料按重量份包括如下配方原料：丁苯橡胶65
‑
80份、丁腈橡胶20
‑
35份、马来酸酐接枝改性丁苯橡胶5
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15份、羟基功能化碳纳米管10
‑
20份、硬脂酸2
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4份、纳米氧化锌1
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3份、粘合剂1
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3份、硫化剂1
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2份、硫化促进剂0.5
‑
1.5份和防老剂1
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2份。
[0008]优选地，所述马来酸酐接枝改性丁苯橡胶是通过将溶聚丁苯橡胶与马来酸酐进行接枝聚合得到。
[0009]优选地，所述马来酸酐接枝改性丁苯橡胶的马来酸酐接枝率为0.8
‑
1.2wt％。
[0010]优选地，所述羟基功能化碳纳米管是通过将碳纳米管进行酸化反应后，再依次进行酰氯化以及多元醇酯化反应得到。
[0011]优选地，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，所述多元醇为乙二醇。
[0012]优选地，所述硫化剂为硫磺，所述硫化促进剂为促进剂CZ和/或促进剂DM。
[0013]优选地，所述防老剂为防老剂RD和/或防老剂4020。
[0014]本专利技术提出一种高强耐磨橡胶料的制备方法，包括：将马来酸酐接枝改性丁苯橡、羟基功能化碳纳米管混炼均匀后，再与丁苯橡胶、丁腈橡胶、硬脂酸、纳米氧化锌、粘合剂、防老剂以及硫化剂、硫化促进剂混炼均匀，即得到所述高强耐磨橡胶料。
[0015]优选地，所述混炼温度为50
‑
150℃。
[0016]本专利技术提出一种上述高强耐磨橡胶料在吸砂胶管中的应用。
[0017]优选地，所述高强耐磨橡胶料用于形成所述吸砂胶管的内胶层。
[0018]本专利技术中，所述高强耐磨橡胶料选用丁苯橡胶和丁腈橡胶作为橡胶基质，并配以碳纳米管以提高耐磨性；考虑到碳纳米管在橡胶基质中容易团聚和缠结，本专利技术中通过选用羟基功能化碳纳米管作为填料，由于羟基功能化碳纳米管表面的羟基可与马来酸酐接枝改性丁苯橡胶的酸酐基团之间形成反应，因此通过马来酸酐接枝改性丁苯橡胶预先对该羟基功能化碳纳米管进行处理，可以使得马来酸酐接枝改性丁苯橡胶吸附在碳纳米管表面，从而在碳纳米管粒子表面形成丁苯橡胶的包覆层，使得碳纳米管在与橡胶混合的过程中具有良好的分散性能和亲和性。当置于丁苯橡胶和丁腈橡胶的橡胶基质中时，即可实现碳纳米管稳定、均匀得分散在其中，增强了碳纳米管与橡胶界面的粘合力，使其在橡胶基体中表现出更好的补强效果。最终获得一种具有优异机械性能和热稳定性的橡胶料，满足由其制备的吸砂胶管长时间的耐磨要求。
具体实施方式
[0019]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0020]本专利技术提出了一种高强耐磨橡胶料，所述橡胶料按重量份包括如下配方原料：丁苯橡胶65
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80份、丁腈橡胶20
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35份、马来酸酐接枝改性丁苯橡胶5
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15份、羟基功能化碳纳米管10
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20份、硬脂酸2
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4份、纳米氧化锌1
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3份、粘合剂1
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3份、硫化剂1
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2份、硫化促进剂0.5
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1.5份和防老剂1
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2份。
[0021]上述配方中，选用耐磨性能良好的丁苯橡胶作为主体胶种，配以丁腈橡胶改善加工性能，并配以耐磨剂提高耐磨性，该耐磨剂通过马来酸酐接枝改性丁苯橡胶预先对羟基功能化碳纳米管进行包覆，使得碳纳米管在与橡胶混合的过程中具有良好的分散性能和亲和性，增强了碳纳米管与橡胶界面的粘合力，使其在橡胶基体中表现出更好的补强效果，具有优异的耐磨性能。
[0022]与此同时，该由该配方获得的橡胶料可与骨架材料之间具有较强的粘合力以保证稳定的粘合效果，因此可有效用于制备耐磨吸砂胶管。
[0023]在本专利技术优选的一个实施例中，所述马来酸酐接枝改性丁苯橡胶是通过将溶聚丁苯橡胶与马来酸酐进行接枝聚合得到，且所述马来酸酐接枝改性丁苯橡胶的马来酸酐接枝率为0.8
‑
1.2wt％。
[0024]上述接枝率含量的马来酸酐接枝改性丁苯橡胶既可以提供足够量的酸酐基团对羟基功能化碳纳米管形成吸附反应，又能保证改性丁苯橡胶不会因为过量接枝反应导致极化太过，影响后续与基质橡胶之间的相容性能。
[0025]在本专利技术优选的另一个实施例中，所述羟基功能化碳纳米管是通过将碳纳米管进
行酸化反应后，再依次进行酰氯化以及多元醇酯化反应得到，且所述碳纳米管为多壁碳纳米管，所述多元醇为乙二醇。
[0026]上述反应获得的羟基功能化碳纳米管具有如下结构示意：
[0027][0028]该羟基功能化碳纳米管通过羧酸酯链接枝羟基，相比于直接在碳纳米管表面接枝羟基(碳纳米管直接酸化获得)，前者由于具有羧酸酯链结构，进一步降低了其表面效应，并且可以提升碳纳米管与马来酸酐接枝改性丁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强耐磨橡胶料，其特征在于，所述橡胶料按重量份包括如下配方原料：丁苯橡胶65
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80份、丁腈橡胶20
‑
35份、马来酸酐接枝改性丁苯橡胶5
‑
15份、羟基功能化碳纳米管10
‑
20份、硬脂酸2
‑
4份、纳米氧化锌1
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3份、粘合剂1
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3份、硫化剂1
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2份、硫化促进剂0.5
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1.5份和防老剂1
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2份。2.根据权利要求1所述高强耐磨橡胶料，其特征在于，所述马来酸酐接枝改性丁苯橡胶是通过将溶聚丁苯橡胶与马来酸酐进行接枝聚合得到。3.根据权利要求2所述高强耐磨橡胶料，其特征在于，所述马来酸酐接枝改性丁苯橡胶的马来酸酐接枝率为0.8
‑
1.2wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述高强耐磨橡胶料，其特征在于，所述羟基功能化碳纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：周阳，周桅，
申请(专利权)人：蚌埠惠华管业有限公司，
类型：发明
国别省市：