丁基橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种丁基橡胶材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
丁基橡胶材料及其制备方法、密封件及其应用


[0001]本专利技术涉及橡胶材料领域，具体地涉及一种丁基橡胶材料及其制备方法
、
密封件及其应用
。

技术介绍

[0002]目前应用于复合套管密封件的主要材料有：丁腈橡胶
、
氟橡胶
、
硅橡胶
、
三元乙丙橡胶和丁基橡胶等
。
随着
G3(
基于全氟异丁腈的混合气
)
等新型绝缘气体的使用，对密封件的气体阻隔性能
、
使用寿命和安全可靠性提出了更高的要求，因此需要对现有的密封件材料进行迭代升级
。
[0003]为了提高密封件材料的气密性和长期运行的安全稳定性，研究者们从不同方面做出了大量工作，但均存在一定缺陷：
1)
通过增加交联密度可强化网络结构的致密性
、
提高气体阻隔性，但该方法会严重损伤材料自身的机械强度，大幅降低其弹性和回弹性，且耐老化性能差；
2)
通过在密封件的表面涂覆新的气密层涂料和防老化涂料，虽在短时间内有一定保护效果，但未从根本上解决问题；
3)
在橡胶基体中引入大量的层状填料，但由于加工分散性不良和填料粒度难控制等因素，导致密封件的气密性和弹性难以达标；
4)
通过改性的功能填料和补强填料可以解决分散性问题，但是密封件服役过程中出现的损伤难以实现自愈合，缺乏智能响应的修复性能，寿命短
。
[0004]背景技术部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于复合套管的密封件的丁基橡胶材料及其制备方法，从而使得密封件具有优异的机械性能
、
气密性能
、
耐老化性能和自修复性能，保障电力设备的安全运行
。
[0006]本专利技术提供的丁基橡胶材料的原料包括以下重量份的组分：
[0007]环氧化丁基橡胶
100
份
、
环氧树脂1～5份
、
补强填料
50
～
90
份
、
动态交联剂5～
15
份；
[0008]其中所述环氧化丁基橡胶的环氧摩尔含量为
1.5
～
3.5
％
。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述环氧树脂为双官能团环氧树脂
、
三官能团环氧树脂和四官能团环氧树脂的一种或多种
。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述补强填料包括：二维纳米填料
30
～
55
份
、
炭黑
10
～
20
份
、
白炭黑
10
～
15
份；
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述二维纳米填料为有机蒙脱土
、
单层
MXene
粉末
、
氮化硼和石墨烯中的一种或多种
。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述动态交联剂为二
(
对氨基
)
苯基二硫
、
二
(
邻氨基
)
苯基二硫
、
对氨基苯硼酸和对苯二胺中的一种或多种
。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述原料还包括助剂，所述助剂包括：阻燃剂
12
～
25
份
、
促进剂3～6份
、
润滑剂3～8份和防老剂1～3份
。
[0014]本专利技术提供的丁基橡胶材料的制备方法包括：
[0015]将
100
份环氧化丁基橡胶和1～5份环氧树脂混炼均匀，获得第一中间体；
[0016]向所述第一中间体中依次加入
50
～
90
份补强填料
、
助剂，然后进行二次混炼，获得滤胶；
[0017]将所述滤胶冷却至室温，然后加入5～
15
份动态交联剂进行捏合，获得所述丁基橡胶材料；
[0018]其中所述环氧化丁基橡胶的环氧摩尔含量为
1.5
～
3.5
％
。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述二次混炼的温度为
70
～
100℃
，时间为
20
～
30min
；所述捏合在室温下进行，时间为
10
～
20min。
[0020]本专利技术进一步提供了一种密封件，其由上述任一所述的丁基橡胶材料制备而成
。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述密封件由所述丁基橡胶材料在
120
～
160℃
的模具中模压
15
～
20min
后冷却获得
。
[0022]本专利技术还提供了上述的密封件在复合套管中的应用
。
[0023]本专利技术采用动态交联剂上的氨基基团与环氧化丁基橡胶和环氧树脂上的环氧基团进行接枝改性反应，使分子链之间形成动态共价交联作用，同时氨基上的氢键与补强填料上的有机供电子基团之间形成氢键相互作用，且补强填料一方面限制了共价键的动态性能
、
提高了力学强度，另一方面可在混炼过程中加强橡胶分子链之间的吸附和缠结，形成强有力的结合胶，进一步保证微观交联网络的完整性和致密性，在宏观上表现出优异的机械性能和自修复性能
。
[0024]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到
。
附图说明
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定
。
[0026]图1示出了本专利技术提供的丁基橡胶材料的微观交联网络结构
。
[0027]图2为本专利技术一实施例提供的制备丁基橡胶材料的工艺流程图
。
具体实施方式
[0028]下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例
。
正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例
。
因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的
。
[0029]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构
。
为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述
。
当然，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种丁基橡胶材料，其特征在于，所述丁基橡胶材料的原料包括以下重量份的组分：环氧化丁基橡胶
100
份
、
环氧树脂1～5份
、
补强填料
50
～
90
份
、
动态交联剂5～
15
份；其中所述环氧化丁基橡胶的环氧摩尔含量为
1.5
～
3.5
％
。2.
根据权利要求1所述的丁基橡胶材料，其特征在于，所述环氧树脂为双官能团环氧树脂
、
三官能团环氧树脂和四官能团环氧树脂的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的丁基橡胶材料，其特征在于，所述补强填料包括：二维纳米填料
30
～
55
份
、
炭黑
10
～
20
份
、
白炭黑
10
～
15
份；可选地，所述二维纳米填料为有机蒙脱土
、
单层
MXene
粉末
、
氮化硼和石墨烯中的一种或多种
。4.
根据权利要求1所述的丁基橡胶材料，其特征在于，所述动态交联剂为二
(
对氨基
)
苯基二硫
、
二
(
邻氨基
)
苯基二硫
、
对氨基苯硼酸和对苯二胺中的一种或多种
。5.
根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林军，邵艺芳，陈章兴，李崇瑞，张鑫鑫，
申请(专利权)人：江苏神马电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：