一种耐磨防火隔热橡胶复合材料及其制备方法和应用与流程

文档序号:37071433发布日期:2024-02-20 21:24阅读:13来源:国知局

本发明属于橡胶复合材料,具体涉及一种耐磨防火隔热橡胶复合材料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、石油钻探胶管一种专门用于石油钻探的管道,可以用于在地下深层位置输送石油天然气。石油钻探胶管的使用条件极为复杂,服役过程中受拉、压、扭转和冲击负荷等应力的作用,还会受到泥浆、岩石颗粒的磨损作用,这要求管材具有足够的强度、硬度、耐磨和冲击韧性;石油天然气是易燃物质,要求使用的胶管具有极好的防火阻燃性能。

3、现有技术中,主要采用在胶管外部包覆石棉等隔热材料,隔热材料外部包覆不锈钢铠装的形式实现其要求的耐磨防火隔热性能。但是石棉材料作为一种致癌物,应该减少使用;铠装后还需要压扣等工序,操作复杂。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足,本发明的目的是提供一种耐磨防火隔热橡胶材料及其制备方法和应用。采用氯丁橡胶与pvc共混,实现耐磨防火隔热性能,无需增加石棉隔热层和铠装保护。

2、为了实现上述目的,本发明的技术方案为:

3、第一方面,一种耐磨防火隔热橡胶复合材料,采用以下质量份的组分制备得到:

4、氯丁橡胶50~80份,丁苯橡胶0~30份,pvc胶料10-40份,硬脂酸1~1.5份,耐磨剂3~5份,石油树脂5~10份,阻燃剂10~15份,防老剂2~4份,耐磨阻燃剂2~3份,粘合剂3~5份,炭黑40~60份,增塑剂10~15份,稳定剂2~4份,主硫化剂8~12份,助硫化剂0.5~1.5份和促进剂0.5~1.5份;

5、其中,耐磨阻燃剂为玻璃纤维和陶瓷纤维中的一种或多种,尺寸为40目-100目。

6、第二方面,上述耐磨防火隔热橡胶复合材料的制备方法,包括以下步骤:

7、s1、将氯丁橡胶、pvc胶料和丁苯橡胶投入到密炼机中加压混炼;

8、s2、向密炼机中加入硬脂酸、耐磨剂、石油树脂、阻燃剂、防老剂、耐磨剂、耐磨阻燃剂、稳定剂、粘合剂和炭黑,加压混炼,获得混炼胶料;

9、s3、将s2中获得的混炼胶料加入开炼机中混炼,使耐磨阻燃剂的纤维取向一致,获得耐磨防火隔热橡胶复合材料。

10、可选的,步骤s1中,加压混炼为150-160℃,时间为3-5min。

11、可选的,s2中,向密炼机中加入硬脂酸、耐磨剂、石油树脂、阻燃剂、防老剂、耐磨剂、耐磨阻燃剂、稳定剂和粘合剂后加压混炼2-3min之后,分多次加入炭黑,再加压混炼,加压混炼温度为130-150℃。

12、可选的,s2中,炭黑的加入方式为:先加入炭黑总量的一半,加压混炼2-3min后,再加入剩余的炭黑,加压混炼2-3min。

13、可选的,s3中,调整开炼机辊距至3-4mm,使s2中获得的混炼胶料全部经过开炼机辊的挤压,重复4-5次后,冷却;加入助硫化剂和主硫化剂,在密炼机中加压混炼1-1.5min;之后在开炼机按上述方法重复挤压4-5次,获得耐磨防火隔热橡胶复合材料。

14、第三方面,上述耐磨防火隔热橡胶复合材料的应用,包括:在液压胶管中的应用,和在石油耐火胶管中的应用。

15、可选的,耐磨防火隔热橡胶复合材料应用于液压胶管的外胶层,玻璃纤维和/或陶瓷纤维的取向与挤出方向一致。

16、可选的,耐磨防火隔热橡胶复合材料应用于石油耐火胶管中的外胶层,玻璃纤维和/或陶瓷纤维的取向与挤出方向一致。

17、本发明的有益效果为:

18、1.本发明所提供的配方中选用阻燃性能优良的氯丁橡胶/pvc橡塑合金胶作为主体胶种,具有取向性的无机纤维材料配合耐磨剂提高耐磨性,无机纤维材料配合阻燃剂提高隔热、防火功能,保证材料具有好的耐磨防火隔热性能,无需增加石棉隔热层和铠装保护,即能满足石油钻探胶管的性能要求。

19、2.本发明所提供的配方中添加丁苯橡胶改善加工性能,通过多次密练和开炼步骤,调整无机纤维取向保持一致,并根据无机纤维取向制备胶管,进一步强化其力学性能与耐磨性能。

20、3.本发明采用具有较好的物理机械性能和耐老化、耐热、耐油、耐化学试剂、阻燃性能氯丁橡胶、耐老化、耐磨、阻燃、耐化学试剂性的pvc材料共混,可将两种材料的优势更好地发挥出来,性能较单用氯丁橡胶有大幅提升,且成本可下降20%以上。



技术特征:

1.一种耐磨防火隔热橡胶复合材料,其特征在于,采用以下质量份的组分制备得到:

2.如权利要求1所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料,其特征在于,耐磨剂选自石墨粉和四氟乙烯微粉中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料,其特征在于阻燃剂由三氧化二锑、十溴二苯乙烷和/或硼酸锌按照一定比例搭配制成。

4.如权利要求1所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料,其特征在于,粘合剂选自橡胶用粘合剂re、橡胶粘合剂ab-30中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料,其特征在于,炭黑选自炭黑n234、炭黑n330和炭黑n339中的一种或多种;

6.如权利要求1-5任一所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料,其特征在于,采用以下质量份的组分制备得到:氯丁橡胶60份、pvc20份、丁苯橡胶20份、硬脂酸1.2份、石墨粉4份、石油树脂7份、三氧化二锑4份、硼酸锌3份、十溴二苯乙烷6份、防老剂rd 1.5份、防老剂mb1.5份、玻璃纤维2份、粘合剂re 1份、粘合剂ab-30 2份、白炭黑5份、炭黑n330 45份、增塑剂dop 12份、稳定剂fh-12.3份、氧化锌5份、氧化镁4份、不溶性硫磺0.8份、促进剂cz 1份。

7.一种如权利要求1-6任一所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.如权利要求6所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料的制备方法,特征在于,s1中,加压混炼为150-160℃,时间为3-5min;

9.一种权利要求1-6任一所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料和/或权利要求7-8任一所述的耐磨防火隔热橡胶复合材料的制备方法的应用,其特征在于,用于生产耐火石油软管或者液压胶管的外胶层,

10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,外胶层厚度为3-20mm;


技术总结
本发明涉及一种耐磨防火隔热橡胶材料及其制备方法和应用,属于橡胶复合材料技术领域。耐磨防火隔热橡胶复合材料,采用以下组分制备得到:氯丁橡胶,丁苯橡胶,PVC胶料,硬脂酸,耐磨剂,石油树脂,阻燃剂,防老剂,耐磨阻燃剂,粘合剂,炭黑,增塑剂,稳定剂,主硫化剂,助硫化剂份和促进剂。配方中选用阻燃性能优良的氯丁橡胶/PVC橡塑合金胶作为主体胶种,具有取向性的无机纤维材料配合耐磨剂提高耐磨性,无机纤维材料配合阻燃剂提高隔热、防火功能,保证材料具有好的耐磨防火隔热性能,无需增加石棉隔热层和铠装保护,即能满足石油钻探胶管的性能要求。

技术研发人员:张臣,王雁秋,周凡,薛广磊
受保护的技术使用者:青岛威尔驰液压科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/19
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