橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及橡胶领域，公开了一种橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法与应用。该橡胶组合物包括HNBR 100份，SBR 10

【技术实现步骤摘要】
橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及橡胶领域，具体地，涉及一种橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氢化丁腈橡胶是由丁腈橡胶通过催化加氢制备的特种合成橡胶产品，由于分子链具有高饱和性使材料继承了丁腈橡胶良好耐油性、高强度等优异性能的基础上进一步赋予了其耐高温、耐化学腐蚀等特殊性能，使其广泛应用于航空航天、油田、高铁、汽车等关键战略核心和高端装备制造等领域。
[0003]原油开采是氢化丁腈橡胶最重要的应用领域之一，主要应用部件为密封材料。然而，油田领域的作业环境及密封材料的应用部位具有多样性，单纯的氢化丁腈橡胶并不能满足所有的服役要求，例如在一些动态密封领域对密封材料的耐磨性要求较高，这就要求橡胶复合材料在保持氢化丁腈橡胶优势性能的基础上进一步提升硫化橡胶的耐磨性。
[0004]丁苯橡胶虽然是一种通用合成橡胶，但具有易加工，耐磨性好等优点，且与极性的氢化丁腈橡胶具有一定的相容性，因此通过丁苯橡胶和氢化丁腈橡胶共混有望得到兼顾两种橡胶品种优势性能的复合材料。然而两种橡胶进行共混并用存在一系列技术问题，需要通过实施特殊的加工应用方法以实现性能的充分发挥。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术的油田用密封材料耐磨性差的问题，提供一种橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法与应用，该橡胶组合物在不降低硫化橡胶力学强度、耐热性、耐油性以及压缩永久变形的前提下，显著提高硫化橡胶的耐磨性，使得橡胶组合物或硫化橡胶能够满足油田用密封材料的应用需求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包括氢化丁腈橡胶100重量份，丁苯橡胶10
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25重量份，炭黑30
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75重量份，白炭黑5
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18重量份，丙烯酸类金属盐5
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18重量份，氧化锌2
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7重量份，氧化镁3
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10重量份，硬脂酸1
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5重量份，硫化剂1
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9重量份，助硫化剂1
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8重量份，防老剂0.5
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5重量份，增塑剂3
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20重量份；
[0007]所述氢化丁腈橡胶包括氢化丁腈橡胶A和氢化丁腈橡胶B；
[0008]其中，所述氢化丁腈橡胶A结合丙烯腈结构单元的含量为15
‑
25重量％，氢化度≥95％，门尼粘度ML(1+4)100℃为60
‑
90；
[0009]所述氢化丁腈橡胶B结合丙烯腈结构单元的含量为35
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50重量％，氢化度≥90％，门尼粘度ML(1+4)100℃为35
‑
150。
[0010]本专利技术第二方面提供一种硫化橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
[0011](1)将包含氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、丙烯酸类金属盐、氧化锌、氧化镁、硬脂酸、防老剂和增塑剂的组分A进行第一混炼，得到母炼胶；
[0012](2)将所述母炼胶与包含硫化剂和助硫化剂的组分B进行第二混炼，得到混炼胶；
[0013](3)将所述混炼胶进行硫化，得到所述硫化橡胶。
[0014]本专利技术第三方面提供一种由上述制备方法制得的硫化橡胶。
[0015]本专利技术第四方面提供上述橡胶组合物或硫化橡胶在油田密封材料中的应用。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术提供的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
[0017]本专利技术提供的橡胶组合物中包含氢化丁腈橡胶和丁苯橡胶，能够与炭黑、白炭黑、丙烯酸类金属盐、氧化锌、氧化镁和硬脂酸等组分以特定比例相互配合，能够在不降低硫化橡胶力学强度、耐热性、耐油性以及压缩永久变形的前提下，显著提高硫化橡胶的耐磨性，使得该组合物或硫化橡胶能够作为油田用密封材料。
[0018]进一步地，将本专利技术提供的橡胶组合物进行混炼，特别地，将组合物中各组分进行分段混炼后进行硫化，由此能够进一步提高硫化橡胶的耐磨性能。
[0019]更进一步地，通过对各段混炼温度等条件以及硫化条件的控制，能够在不降低硫化橡胶力学强度、耐热性、耐油性以及压缩永久变形的前提下，显著提高硫化橡胶的耐磨性，使得该硫化橡胶能够作为油田用密封材料。
具体实施方式
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]本专利技术第一方面提供一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包括氢化丁腈橡胶100重量份，丁苯橡胶10
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25重量份，炭黑30
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75重量份，白炭黑5
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18重量份，丙烯酸类金属盐5
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18重量份，氧化锌2
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7重量份，氧化镁3
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10重量份，硬脂酸1
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5重量份，硫化剂1
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9重量份，助硫化剂1
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8重量份，防老剂0.5
‑
5重量份，增塑剂3
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20重量份；
[0022]所述氢化丁腈橡胶包括氢化丁腈橡胶A和氢化丁腈橡胶B；
[0023]其中，所述氢化丁腈橡胶A结合丙烯腈结构单元的含量为15
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25重量％，氢化度≥95％，门尼粘度ML(1+4)100℃为60
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90；
[0024]所述氢化丁腈橡胶B结合丙烯腈结构单元的含量为35
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50重量％，氢化度≥90％，门尼粘度ML(1+4)100℃为35
‑
150。
[0025]本专利技术中，所述橡胶组合物中包含氢化丁腈橡胶和丁苯橡胶，能够与炭黑、白炭黑、丙烯酸类金属盐、氧化锌、氧化镁和硬脂酸等组分以特定比例相互配合，能够在不降低硫化橡胶力学强度、耐热性、耐油性以及压缩永久变形的前提下，显著提高硫化橡胶的耐磨性，使得该组合物或硫化橡胶能够作为油田用密封材料。
[0026]特别地，所述氢化丁腈橡胶包括氢化丁腈橡胶A和氢化丁腈橡胶B，上述两种氢化丁腈橡胶具有不同的结合丙烯腈结构单元含量以及门尼粘度，能够使得由上述橡胶组合物制得的硫化橡胶的力学强度、耐热性、耐油性、压缩永久变形以及耐磨性得到进一步提升。
[0027]进一步地，当所述橡胶组合物包括氢化丁腈橡胶100重量份，丁苯橡胶 12
‑
22重量份，炭黑45
‑
65重量份，白炭黑8
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12重量份，丙烯酸类金属盐8
‑
15 重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物包括氢化丁腈橡胶100重量份，丁苯橡胶10
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25重量份，炭黑30
‑
75重量份，白炭黑5
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18重量份，丙烯酸类金属盐5
‑
18重量份，氧化锌2
‑
7重量份，氧化镁3
‑
10重量份，硬脂酸1
‑
5重量份，硫化剂1
‑
9重量份，助硫化剂1
‑
8重量份，防老剂0.5
‑
5重量份，增塑剂3
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20重量份；所述氢化丁腈橡胶包括氢化丁腈橡胶A和氢化丁腈橡胶B；其中，所述氢化丁腈橡胶A结合丙烯腈结构单元的含量为15
‑
25重量％，氢化度≥95％，门尼粘度ML(1+4)100℃为60
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90；所述氢化丁腈橡胶B结合丙烯腈结构单元的含量为35
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50重量％，氢化度≥90％，门尼粘度ML(1+4)100℃为35
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150。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其中，所述橡胶组合物包括氢化丁腈橡胶100重量份，丁苯橡胶12
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22重量份，炭黑45
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65重量份，白炭黑8
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12重量份，丙烯酸类金属盐8
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15重量份，氧化锌3
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5重量份，氧化镁5
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8重量份，硬脂酸1
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3重量份，硫化剂2
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5重量份，助硫化剂1
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4重量份，防老剂2
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4重量份，增塑剂3
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15重量份；所述氢化丁腈橡胶包括氢化丁腈橡胶A和氢化丁腈橡胶B；其中，所述氢化丁腈橡胶A结合丙烯腈结构单元的含量为15
‑
25重量％，氢化度≥95％，门尼粘度ML(1+4)100℃为60
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90；所述氢化丁腈橡胶B结合丙烯腈结构单元的含量为35
‑
50重量％，氢化度≥95％，门尼粘度ML(1+4)100℃为60
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150。3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物，其中，所述氢化丁腈橡胶A与所述氢化丁腈橡胶B的用量比为20
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40:60
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80。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的橡胶组合物，其中，所述炭黑的比表面积为70
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130m2/g；优选地，所述白炭黑的比表面积为70
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250m2/g；优选的，所述丙烯酸类金属盐选自丙烯酸锌盐、丙烯酸镁盐、甲基丙烯酸锌盐和甲基丙烯酸镁盐中的至少一种。5.一种硫化橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将包含氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、炭黑、白炭黑、丙烯酸类金属盐、氧化锌、氧化镁、硬脂酸、防老剂和增塑剂的组分A进行第一混炼，得到母炼胶；(2)将所述母炼胶与包含硫化剂和助硫化剂的组分B进行第二混炼，得到混炼胶；(3)将所述混炼胶进行硫化，得到所述硫化橡胶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述氢化丁腈橡胶的用量为100重量份，所述丁苯橡胶的用量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑方远，王雷雷，谭晓村，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：