本發(fā)明涉及橡膠材料，具體的，涉及一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠。

背景技術(shù)：

1、抽油機(jī)沖管盤根是在抽油過程中起到密封作用的重要部件。其主要作用是防止原油泄漏，確保抽油機(jī)的正常運(yùn)行以及安全生產(chǎn)。然而，在實(shí)際使用過程中，抽油機(jī)沖管盤根常常面臨著嚴(yán)重的磨損問題。當(dāng)沖管盤根出現(xiàn)嚴(yán)重磨損時(shí)，就會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象。這不僅會(huì)造成原油的浪費(fèi)，還會(huì)給環(huán)境帶來巨大的壓力。

2、目前，國內(nèi)外高端沖管盤根通常采用以芳綸纖維編織物為骨架原料，以丁腈橡膠或氫化丁腈橡膠為彈性材料，并在橡膠中添加芳綸纖維等耐磨材料的制作方式。盡管芳綸纖維具有許多優(yōu)良特性如高強(qiáng)度、高模量等，但較高的表面惰性會(huì)導(dǎo)致其與橡膠的結(jié)合能力較差，這種結(jié)合能力的不足會(huì)直接影響到?jīng)_管盤根用橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度，從而減少?zèng)_管盤根的使用壽命。因此，研發(fā)一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，解決了相關(guān)技術(shù)中沖管盤根用氫化丁腈橡膠耐磨性能和拉伸強(qiáng)度較差的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提出一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，包括以下重量份的組分：第一氫化丁腈橡膠60~100份、芳綸漿粕預(yù)混料30~60份、碳納米管10~20份、炭黑15~30份、增塑劑3~10份、活性劑5.5~12份、防老劑1~3份、第一硫化劑3~5份、助交聯(lián)劑1.5~3份；

4、所述芳綸漿粕預(yù)混料包括以下重量份的組分：35~45份芳綸漿粕、30~50份第二氫化丁腈橡膠、5~15份苯基硅橡膠。

5、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述苯基硅橡膠為中苯基硅橡膠，所述中苯基硅橡膠的苯基含量為15wt%~20wt%。

6、本發(fā)明中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)苯基硅橡膠中的苯基官能團(tuán)對(duì)第二氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕的結(jié)合有著重要影響。當(dāng)苯基硅橡膠為苯基含量15wt%~20wt%的中苯基硅橡膠時(shí)，有助于進(jìn)一步提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度。

7、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述增塑劑為酯類增塑劑。

8、本發(fā)明中，酯類增塑劑包括tp-95、totm、doa、dotp、dop、dbp中的一種或多種，優(yōu)選地為tp-95。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述活性劑包括氧化鋅、硬脂酸中的一種或兩種。

10、本發(fā)明中，活性劑優(yōu)選地為氧化鋅和硬脂酸，當(dāng)活性劑為氧化鋅和硬脂酸時(shí)，氧化鋅和硬脂酸的重量比為2.5~20:1，優(yōu)選地，氧化鋅和硬脂酸的重量比為10:1。

11、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一硫化劑為過氧化物硫化劑。

12、本發(fā)明中，第一硫化劑為過氧化物硫化劑，過氧化物硫化劑包括dtbp、dcp、dbph、tmch中的一種或多種，優(yōu)選地為dcp。

13、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述防老劑包括防老劑mb、防老劑2246、防老劑264、防老劑aw中的一種或多種。

14、本發(fā)明中，防老劑優(yōu)選地為防老劑mb和防老劑2246，當(dāng)防老劑為防老劑mb和防老劑2246時(shí)，防老劑mb和防老劑2246的重量比為0.5~3:1，優(yōu)選地，防老劑mb和防老劑2246的重量比為1:1。

15、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述助交聯(lián)劑包括taic、tmptma、a-151、hva-2中的一種或多種。

16、本發(fā)明中，助交聯(lián)劑優(yōu)選地為taic。

17、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述芳綸漿粕預(yù)混料還包括1~1.5份的硼酸三丁酯。

18、本發(fā)明中，通過加入硼酸三丁酯，有利于進(jìn)一步提高氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕的結(jié)合，從而進(jìn)一步提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度。

19、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述芳綸漿粕預(yù)混料還包括1~5.5份的抗氧劑、4~8份的潤滑劑、0.5~1份的第二硫化劑。

20、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述抗氧劑包括抗氧劑168、抗氧劑626、抗氧劑1076、抗氧劑1010、抗氧劑264中的一種或多種。

21、本發(fā)明中，抗氧劑優(yōu)選地為抗氧劑168和抗氧劑1076，當(dāng)抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076時(shí)，抗氧劑168和抗氧劑1076的重量比為0.5~3:1，優(yōu)選地，抗氧劑168和抗氧劑1076的重量比為1:1。

22、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述潤滑劑包括碳酸鈣、陶土、云母粉、滑石粉中的一種或多種。

23、本發(fā)明中，潤滑劑優(yōu)選地為滑石粉。

24、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第二硫化劑包括dcp、dtbp、tmtd、tetd中的一種或多種。

25、本發(fā)明中，第二硫化劑優(yōu)選地為dcp。

26、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述芳綸漿粕預(yù)混料的制備方法包括以下步驟：將所述芳綸漿粕預(yù)混料中除芳綸漿粕之外的各組分混合密煉，擠出造粒，得到粒料，將所述粒料與芳綸漿粕擠出反應(yīng)，得到所述芳綸漿粕預(yù)混料。

27、本發(fā)明中，通過共混擠出方式，將芳綸漿粕預(yù)分散在氫化丁腈橡膠中，使芳綸漿粕在后續(xù)制備過程中可均勻分散，從而進(jìn)一步提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度。

28、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述擠出造粒時(shí)，溫度為70~90℃。

29、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述擠出反應(yīng)時(shí)，溫度為150~170℃。

30、本發(fā)明還提出所述用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：將第一氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕預(yù)混料塑煉、加入活性劑和防老劑混煉，加入炭黑、增塑劑和碳納米管混煉，排膠，加入第一硫化劑和助交聯(lián)劑薄通，下片，得到高耐磨氫化丁腈橡膠。

31、本發(fā)明的工作原理及有益效果為：

32、本發(fā)明中，通過優(yōu)化組分組成，增強(qiáng)了氫化丁腈橡膠和芳綸漿粕的結(jié)合能力，從而明顯提高了沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度，其中：

33、（1）芳綸漿粕預(yù)混料以苯基硅橡膠作為架橋劑，一方面提高了芳綸漿粕和氫化丁腈橡膠的結(jié)合能力，另一方面還可以形成交叉架構(gòu)，提高了沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度；

34、（2）碳納米管作為功能填料，可提高沖管盤根用氫化丁腈橡膠的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，包括以下重量份的組分：第一氫化丁腈橡膠60~100份、芳綸漿粕預(yù)混料30~60份、碳納米管10~20份、炭黑15~30份、增塑劑3~10份、活性劑5.5~12份、防老劑1~3份、第一硫化劑3~5份、助交聯(lián)劑1.5~3份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述苯基硅橡膠為中苯基硅橡膠，所述中苯基硅橡膠的苯基含量為15wt%~20wt%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述增塑劑為酯類增塑劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述活性劑包括氧化鋅、硬脂酸中的一種或兩種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述第一硫化劑為過氧化物硫化劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述助交聯(lián)劑包括taic、tmptma、a-151、hva-2中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任意一項(xiàng)所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述芳綸漿粕預(yù)混料還包括1~1.5份的硼酸三丁酯。

8.根據(jù)權(quán)利要求1~6任意一項(xiàng)所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述芳綸漿粕預(yù)混料還包括1~5.5份的抗氧劑、4~8份的潤滑劑、0.5~1份的第二硫化劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述芳綸漿粕預(yù)混料的制備方法包括以下步驟：將所述芳綸漿粕預(yù)混料中除芳綸漿粕之外的各組分混合密煉，擠出造粒，得到粒料，將所述粒料與芳綸漿粕擠出反應(yīng)，得到所述芳綸漿粕預(yù)混料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，其特征在于，所述擠出反應(yīng)時(shí)，溫度為150~170℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種用于沖管盤根的高耐磨氫化丁腈橡膠，包括以下重量份的組分：第一氫化丁腈橡膠60~100份、芳綸漿粕預(yù)混料30~60份、碳納米管10~20份、炭黑15~30份、增塑劑3~10份、活性劑5.5~12份、防老劑1~3份、第一硫化劑3~5份、助交聯(lián)劑1.5~3份；芳綸漿粕預(yù)混料包括以下重量份的組分：35~45份芳綸漿粕、30~50份第二氫化丁腈橡膠、5~15份苯基硅橡膠。通過上述技術(shù)方案，解決了相關(guān)技術(shù)中沖管盤根用氫化丁腈橡膠耐磨性能和拉伸強(qiáng)度較差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：張偉,梁永鵬,陳芳芳,喬孟華,史瑞琦,李偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北華密新材科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21