CN104151713A - 一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料,由下列重量份的原料制成：三元乙丙橡胶7-9、半补强炭黑12-16、轻质碳酸钙5-7、磷酸二氢铝2-3、氧化锆8-10、氧化铝3-5、氧化铈2-3、丙二醇2-3、聚丙烯酸丁酯3-5、苯丙三氮唑2-3、粉煤灰50-55、4-6%盐酸适量、水适量、助剂15-20；本发明填料添加了三元乙丙橡胶，增加了胶管抵抗热光、氧气、臭氧氧化的性能；通过添加氧化铈，增加了紫外线吸收性能，减缓了光老化速度；通过使用粉煤灰，降低了成本，补强性能好；通过使用本发明助剂，能提高填料的分散性、补强性能，能提高高压橡胶胶管的强度和耐冲击韧性，不易鼓泡变形。

Description

一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料及其制备方法
技术领域
本发明属于高压橡胶胶管领域，特别涉及一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料及其制备方法。
背景技术
高压橡胶胶管用于矿井液压支架、油田开发、工程建筑、起重运输、冶金锻压、矿山设备、船舶、注塑机械、农业机械、各种机床以及各工业部门机械化、自动化液压系统中输送具有一定压力和温度的石油基（如矿物油、可溶性油、液压油、燃油、润滑油）及水基液体（如乳化液、油水乳浊液、水）等和液体传动的管路。
高压橡胶胶管的内胶层具有使输送介质承受压力，保护钢丝不受侵蚀的作用，外胶层保护钢丝不受损伤。目前高压橡胶胶管的橡胶还存在一些需要提高的性能，如耐老化、耐热、耐低温、耐酸碱、耐腐蚀、强度、耐紫外线、阻燃、耐磨、韧性、耐冲击等性能，还不尽如人意，生产成本也较高；需要对橡胶胶管性能进行改性，以提高可靠性与稳定性，延长使用寿命，减少维修更换频次，提高工程机械、煤矿机械等生产效率和安全生产。可以通过改进填料来改进橡胶的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料及其制备方法，该填料增加了胶管抵抗热光、氧气、臭氧氧化的性能，增加了紫外线吸收性能，减缓了光老化速度，降低了成本，补强性能好。
本发明的技术方案如下：
一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：三元乙丙橡胶7-9、半补强炭黑12-16、轻质碳酸钙5-7、磷酸二氢铝2-3、氧化锆8-10、氧化铝3-5、氧化铈2-3、丙二醇2-3、聚丙烯酸丁酯3-5、苯丙三氮唑2-3、粉煤灰50-55、4-6%盐酸适量、水适量、助剂15-20；
所述助剂由下述重量份的原料制成：陶土6-8、1-2%盐酸溶液10-15、1-2 氢氧化钠溶液10-15、纳米硼纤维3-4、硅烷偶联剂KH5500.3-0.4、庚酸烯丙酯0.5-0.7、丙烯酸丁酯0.4-0.6、纳米石墨1-2、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.2、氯化钙0.1-0.2、当归油0.5-0.7、硅凝胶0.3-0.5、过硫酸钾0.1-0.2、水适量；制备方法为：将陶土与1-2% 氢氧化钠溶液混合，加热至70-80℃，搅拌反应20-30分钟，过滤，得滤渣，再与1-2%盐酸溶液混合，搅拌反应20-30分钟，水洗至pH为7-9，烘干粉碎成2-40μm的颗粒；再将十二烷基苯磺酸钠加入适量水中，再加入陶土颗粒，搅拌均匀后加入庚酸烯丙酯、丙烯酸丁酯、当归油、硅凝胶，搅拌均匀后升温至70-80℃，加入过硫酸钾，搅拌反应20-30分钟，再加入纳米石墨、纳米硼纤维，继续搅拌反应30-40分钟，烘干，与其他剩余成分混合，分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。
所述的耐氧化高压橡胶胶管专用填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将粉煤灰送入煅烧炉中，在700-800℃下煅烧2-3个小时，取出粉碎，过100目筛，再加入2-3倍的4-6%盐酸，加热至50-70℃，搅拌10-20分钟，过滤，得滤渣，按上述方法再酸洗一次，再水洗至中性，过滤，得颗粒；
（2）将三元乙丙橡胶、半补强炭黑、轻质碳酸钙、磷酸二氢铝、氧化铈、丙二醇、聚丙烯酸丁酯、苯丙三氮唑混合，研磨20-30分钟，得混合物料；
（3）将第（1）步和第（2）步得到的物料与氧化锆、氧化铝混合，加入适量水搅拌成泥状，研磨成2-50μm的浆料，喷雾干燥，再与其他剩余成分混合均匀，即得。
本发明的有益效果
本发明填料添加了三元乙丙橡胶，增加了胶管抵抗热光、氧气、臭氧氧化的性能；通过添加氧化铈，增加了紫外线吸收性能，减缓了光老化速度；通过使用粉煤灰，降低了成本，补强性能好；通过使用本发明助剂，能提高填料的分散性、补强性能，能提高高压橡胶胶管的强度和耐冲击韧性，不易鼓泡变形。
具体实施方式
一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料,由下列重量份（公斤）的原料制成：三元乙丙橡胶8、半补强炭黑13、轻质碳酸钙6、磷酸二氢铝2.5、氧化锆9、氧化铝4、氧化铈2.5、丙二醇2.5、聚丙烯酸丁酯4、苯丙三氮唑2.5、粉煤灰53、5%盐酸适量、水适量、助剂18；
所述助剂由下述重量份(公斤)的原料制成：陶土7、1.5%盐酸溶液13、1.5 氢氧化钠溶液13、纳米硼纤维3.5、硅烷偶联剂KH5500.3、庚酸烯丙酯0.6、丙烯酸丁酯0.5、纳米石墨1.5、十二烷基苯磺酸钠0.1、氯化钙0.1、当归油0.6、硅凝胶0.4、过硫酸钾0.1、水适量；制备方法为：将陶土与1.5% 氢氧化钠溶液混合，加热至75℃，搅拌反应25分钟，过滤，得滤渣，再与1.5%盐酸溶液混合，搅拌反应25分钟，水洗至pH为8，烘干粉碎成2-40μm的颗粒；再将十二烷基苯磺酸钠加入适量水中，再加入陶土颗粒，搅拌均匀后加入庚酸烯丙酯、丙烯酸丁酯、当归油、硅凝胶，搅拌均匀后升温至75℃，加入过硫酸钾，搅拌反应25分钟，再加入纳米石墨、纳米硼纤维，继续搅拌反应35分钟，烘干，与其他剩余成分混合，分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。
所述的耐氧化高压橡胶胶管专用填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将粉煤灰送入煅烧炉中，在750℃下煅烧2.5个小时，取出粉碎，过100目筛，再加入2.5倍的5%盐酸，加热至60℃，搅拌15分钟，过滤，得滤渣，按上述方法再酸洗一次，再水洗至中性，过滤，得颗粒；
（2）将三元乙丙橡胶、半补强炭黑、轻质碳酸钙、磷酸二氢铝、氧化铈、丙二醇、聚丙烯酸丁酯、苯丙三氮唑混合，研磨25分钟，得混合物料；
（3）将第（1）步和第（2）步得到的物料与氧化锆、氧化铝混合，加入适量水搅拌成泥状，研磨成2-50μm的浆料，喷雾干燥，再与其他剩余成分混合均匀，即得。
试验数据：
将该实施例填料用于丁腈橡胶，添加量为10-15%，得到的橡胶经测试，扯断强度≥15MPa，100%定伸强力≥8MPa，附着力≥170N，在125℃下，3# 油中浸渍，超过160小时无龟裂。

Claims (2)

1.一种耐氧化高压橡胶胶管专用填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：三元乙丙橡胶7-9、半补强炭黑12-16、轻质碳酸钙5-7、磷酸二氢铝2-3、氧化锆8-10、氧化铝3-5、氧化铈2-3、丙二醇2-3、聚丙烯酸丁酯3-5、苯丙三氮唑2-3、粉煤灰50-55、4-6%盐酸适量、水适量、助剂15-20；
所述助剂由下述重量份的原料制成：陶土6-8、1-2%盐酸溶液10-15、1-2 氢氧化钠溶液10-15、纳米硼纤维3-4、硅烷偶联剂KH5500.3-0.4、庚酸烯丙酯0.5-0.7、丙烯酸丁酯0.4-0.6、纳米石墨1-2、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.2、氯化钙0.1-0.2、当归油0.5-0.7、硅凝胶0.3-0.5、过硫酸钾0.1-0.2、水适量；制备方法为：将陶土与1-2% 氢氧化钠溶液混合，加热至70-80℃，搅拌反应20-30分钟，过滤，得滤渣，再与1-2%盐酸溶液混合，搅拌反应20-30分钟，水洗至pH为7-9，烘干粉碎成2-40μm的颗粒；再将十二烷基苯磺酸钠加入适量水中，再加入陶土颗粒，搅拌均匀后加入庚酸烯丙酯、丙烯酸丁酯、当归油、硅凝胶，搅拌均匀后升温至70-80℃，加入过硫酸钾，搅拌反应20-30分钟，再加入纳米石墨、纳米硼纤维，继续搅拌反应30-40分钟，烘干，与其他剩余成分混合，分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。
2.根据权利要求1所述的耐氧化高压橡胶胶管专用填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将粉煤灰送入煅烧炉中，在700-800℃下煅烧2-3个小时，取出粉碎，过100目筛，再加入2-3倍的4-6%盐酸，加热至50-70℃，搅拌10-20分钟，过滤，得滤渣，按上述方法再酸洗一次，再水洗至中性，过滤，得颗粒；
（2）将三元乙丙橡胶、半补强炭黑、轻质碳酸钙、磷酸二氢铝、氧化铈、丙二醇、聚丙烯酸丁酯、苯丙三氮唑混合，研磨20-30分钟，得混合物料；
（3）将第（1）步和第（2）步得到的物料与氧化锆、氧化铝混合，加入适量水搅拌成泥状，研磨成2-50μm的浆料，喷雾干燥，再与其他剩余成分混合均匀，即得。
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