本发明属于耐油耐磨材料
技术领域：
，尤其涉及一种耐磨耐油油管橡胶材料及其制备方法。
背景技术：
：橡胶是从植物中提取或是经过人工合成后，再加工制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的高分子材料，橡胶材料广泛应用于轮胎等工业、生活的各方面。但是橡胶材料不经过增强，往往难以获得较高的机械强度。现有用于油管制造的橡胶材料普遍存在耐磨性能差、耐腐性差等缺点，影响使用寿命和使用安全。如何提高油管耐磨性和耐腐蚀性能，是油管行业的一个重要课题。技术实现要素：本发明针对上述技术问题，提供了一种耐磨耐油油管橡胶材料及其制备方法，其具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求；防沉剂和固化剂组分构成，可以采用铸造施工工艺，施工简单；所用的钼酸锌、纳米氮化钛、滑石粉、高岭土原料来源广泛，廉价易得；橡胶材料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。本发明所采用的技术方案为：一种耐磨耐油油管橡胶材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂25-35份、槽法炭黑50-150份、聚烯烃接基料5-35份、钛酸酯偶联剂10-80份、超微空心微珠3-15份、纳米煅烧高岭土2-40份、复合磷酸锌100-380份、气相二氧化硅5-40份、钼酸锌1-9份、纳米氮化钛3-18份、滑石粉2-7份、高岭土1-9份、固化剂2-10份、溶剂3-15份、防沉剂5-15份。优选地，包括以下重量份的原料：环氧树脂29-31份、槽法炭黑90-110份、聚烯烃接基料100-300份、钛酸酯偶联剂40-60份、超微空心微珠9-11份、纳米煅烧高岭土100-300份、复合磷酸锌100-300份、气相二氧化硅100-300份、钼酸锌40-60份、纳米氮化钛9-11份、滑石粉40-60份、高岭土40-60份、固化剂40-60份、溶剂40-60份、防沉剂9-11份。优选地，包括以下重量份的原料：环氧树脂30份、槽法炭黑100份、聚烯烃接基料20份、钛酸酯偶联剂50份、超微空心微珠10份、纳米煅烧高岭土20份、复合磷酸锌200份、气相二氧化硅20份、钼酸锌5份、纳米氮化钛10份、滑石粉5份、高岭土5份、固化剂5份、溶剂5份、防沉剂10份。优选地，所述固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性酚醛胺的一种或几种的混合物。优选地，所述防沉剂为膨润土。本发明还提出了一种耐磨耐油油管橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：s1、将以重量份计的25-35份环氧树脂、50-150份槽法炭黑、5-35份聚烯烃接基料、10-80份钛酸酯偶联剂、3-15份超微空心微珠份和2-40份纳米煅烧高岭土放入球磨机中，球磨20-30min，然后放入煅烧窑中，以2-4℃/min的速率升温至500-520℃，煅烧2-3h，然后以4-6℃/min的速率降至300-320℃，保温3-5h，接着降至室温；s2、按将10-20份硫磺加热至熔化，得到硫磺熔体，向其中加入步骤s1所得物，保持温度80-150℃，以70-180rpm的速率搅拌1-2h后，边搅拌边以1-2℃/min的速率降至室温，得到硫磺均匀包裹的s1所得物；s3、将步骤s2所得物加入到其体积3-12倍的改性聚四氟乙烯乳液中，利用超声处理20-30min，然后在30-40℃的真空箱中，放置5-10h，相对真空度为-30～-50kpa，过滤除去多余乳液后，利用微波处理所得物10-20s，然后放入鼓风干燥箱中，50-60℃下烘干，研磨过500-800目筛。s4、将100-380份复合磷酸锌、5-40份气相二氧化硅、1-9份钼酸锌、3-18份纳米氮化钛、2-7份滑石粉和1-9份高岭土在密炼机中共混10-15min，然后加入步骤s3所得物、2-10份固化剂、3-15份溶剂和5-15份防沉剂，继续共混20-40min后，进行硫化，即可。优选地，所述聚四氟乙烯乳液固含量为20-30%。优选地，步骤s3所述超声处理条件为40-43hz。本发明的有益效果为：1、本发明制备的橡胶材料具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求；2、本发明制备的橡胶材料由防沉剂和固化剂组分构成，可以采用铸造施工工艺，施工简单；3、本发明制备的橡胶材料所用的钼酸锌、纳米氮化钛、滑石粉、高岭土原料来源广泛，廉价易得；4、本发明制备的橡胶材料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。实施例1一种耐磨耐油油管橡胶材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂25份、槽法炭黑50份、聚烯烃接基料5份、钛酸酯偶联剂10份、超微空心微珠3份、纳米煅烧高岭土2份、复合磷酸锌100份、气相二氧化硅5份、钼酸锌1份、纳米氮化钛3份、滑石粉2份、高岭土1份、固化剂2份、溶剂3份、防沉剂5份。其工艺流程为：s1、将以重量份计的25份环氧树脂、50份槽法炭黑、5份聚烯烃接基料、10份钛酸酯偶联剂、3份超微空心微珠份和2份纳米煅烧高岭土放入球磨机中，球磨20min，然后放入煅烧窑中，以2℃/min的速率升温至520℃，煅烧2h，然后以6℃/min的速率降至300℃，保温3h，接着降至室温；s2、按将10份硫磺加热至熔化，得到硫磺熔体，向其中加入步骤s1所得物，保持温度80℃，以70rpm的速率搅拌2h后，边搅拌边以1℃/min的速率降至室温，得到硫磺均匀包裹的s1所得物；s3、将步骤s2所得物加入到其体积12倍的改性聚四氟乙烯乳液中，利用超声处理30min，然后在30℃的真空箱中，放置5h，相对真空度为-50kpa，过滤除去多余乳液后，利用微波处理所得物10s，然后放入鼓风干燥箱中，60℃下烘干，研磨过800目筛。s4、将100份复合磷酸锌、40份气相二氧化硅、9份钼酸锌、18份纳米氮化钛、2份滑石粉和9份高岭土在密炼机中共混10min，然后加入步骤s3所得物、2份固化剂、15份溶剂和5份防沉剂，继续共混40min后，进行硫化，即可。实施例2一种耐磨耐油油管橡胶材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂29份、槽法炭黑90份、聚烯烃接基料100份、钛酸酯偶联剂40份、超微空心微珠9份、纳米煅烧高岭土100份、复合磷酸锌100份、气相二氧化硅10份、钼酸锌4份、纳米氮化钛9份、滑石粉4份、高岭土4份、固化剂4份、溶剂4份、防沉剂9份。其工艺流程为：s1、将以重量份计的30份环氧树脂、100份槽法炭黑、20份聚烯烃接基料、60份钛酸酯偶联剂、12份超微空心微珠份和25份纳米煅烧高岭土放入球磨机中，球磨30min，然后放入煅烧窑中，以2℃/min的速率升温至500℃，煅烧2h，然后以4℃/min的速率降至320℃，保温5h，接着降至室温；s2、按将20份硫磺加热至熔化，得到硫磺熔体，向其中加入步骤s1所得物，保持温度150℃，以70rpm的速率搅拌2h后，边搅拌边以1℃/min的速率降至室温，得到硫磺均匀包裹的s1所得物；s3、将步骤s2所得物加入到其体积3倍的改性聚四氟乙烯乳液中，利用超声处理20min，然后在40℃的真空箱中，放置5h，相对真空度为-50kpa，过滤除去多余乳液后，利用微波处理所得物10s，然后放入鼓风干燥箱中，50℃下烘干，研磨过800目筛。s4、将250份复合磷酸锌、5份气相二氧化硅、7份钼酸锌、16份纳米氮化钛、5份滑石粉和1份高岭土在密炼机中共混15min，然后加入步骤s3所得物、2份固化剂、12份溶剂和15份防沉剂，继续共混20min后，进行硫化，即可。实施例3一种耐磨耐油油管橡胶材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂30份、槽法炭黑100份、聚烯烃接基料20份、钛酸酯偶联剂50份、超微空心微珠10份、纳米煅烧高岭土20份、复合磷酸锌200份、气相二氧化硅20份、钼酸锌5份、纳米氮化钛10份、滑石粉5份、高岭土5份、固化剂5份、溶剂5份、防沉剂10份。其工艺流程为：s1、将以重量份计的30份环氧树脂、100份槽法炭黑、25份聚烯烃接基料、75份钛酸酯偶联剂、10份超微空心微珠份和22份纳米煅烧高岭土放入球磨机中，球磨25min，然后放入煅烧窑中，以3℃/min的速率升温至510℃，煅烧2.5h，然后以5℃/min的速率降至310℃，保温4h，接着降至室温；s2、按将15份硫磺加热至熔化，得到硫磺熔体，向其中加入步骤s1所得物，保持温度110℃，以130rpm的速率搅拌1.5h后，边搅拌边以1.5℃/min的速率降至室温，得到硫磺均匀包裹的s1所得物；s3、将步骤s2所得物加入到其体积8倍的改性聚四氟乙烯乳液中，利用超声处理25min，然后在35℃的真空箱中，放置7h，相对真空度为-40kpa，过滤除去多余乳液后，利用微波处理所得物15s，然后放入鼓风干燥箱中，55℃下烘干，研磨过600目筛。s4、将245份复合磷酸锌、25份气相二氧化硅、6份钼酸锌、12份纳米氮化钛、5份滑石粉和6份高岭土在密炼机中共混13min，然后加入步骤s3所得物、6份固化剂、10份溶剂和12份防沉剂，继续共混30min后，进行硫化，即可。实施例4一种耐磨耐油油管橡胶材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂31份、槽法炭黑110份、聚烯烃接基料300份、钛酸酯偶联剂60份、超微空心微珠11份、纳米煅烧高岭土30份、复合磷酸锌30份、气相二氧化硅30份、钼酸锌6份、纳米氮化钛11份、滑石粉6份、高岭土6份、固化剂6份、溶剂6份、防沉剂11份。其工艺流程为：s1、将以重量份计的30份环氧树脂、120份槽法炭黑、28份聚烯烃接基料、60份钛酸酯偶联剂、12份超微空心微珠份和35份纳米煅烧高岭土放入球磨机中，球磨28min，然后放入煅烧窑中，以3.5℃/min的速率升温至515℃，煅烧2.7h，然后以6℃/min的速率降至300-320℃，保温4.5h，接着降至室温；s2、按将18份硫磺加热至熔化，得到硫磺熔体，向其中加入步骤s1所得物，保持温度130℃，以160rpm的速率搅拌1.5h后，边搅拌边以1.8℃/min的速率降至室温，得到硫磺均匀包裹的s1所得物；s3、将步骤s2所得物加入到其体积10倍的改性聚四氟乙烯乳液中，利用超声处理25min，然后在37℃的真空箱中，放置8h，相对真空度为-40kpa，过滤除去多余乳液后，利用微波处理所得物18s，然后放入鼓风干燥箱中，56℃下烘干，研磨过700目筛。s4、将300份复合磷酸锌、30份气相二氧化硅、6份钼酸锌、15份纳米氮化钛、6份滑石粉和7份高岭土在密炼机中共混13min，然后加入步骤s3所得物、8份固化剂、12份溶剂和12份防沉剂，继续共混35min后，进行硫化，即可。实施例5一种耐磨耐油油管橡胶材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂35份、槽法炭黑150份、聚烯烃接基料35份、钛酸酯偶联剂80份、超微空心微珠15份、纳米煅烧高岭土40份、复合磷酸锌380份、气相二氧化硅40份、钼酸锌9份、纳米氮化钛18份、滑石粉7份、高岭土9份、固化剂10份、溶剂15份、防沉剂15份。其工艺流程为：s1、将以重量份计的35份环氧树脂、150份槽法炭黑、35份聚烯烃接基料、80份钛酸酯偶联剂、15份超微空心微珠份和40份纳米煅烧高岭土放入球磨机中，球磨30min，然后放入煅烧窑中，以4℃/min的速率升温至520℃，煅烧3h，然后以6℃/min的速率降至320℃，保温5h，接着降至室温；s2、按将20份硫磺加热至熔化，得到硫磺熔体，向其中加入步骤s1所得物，保持温度150℃，以180rpm的速率搅拌2h后，边搅拌边以2℃/min的速率降至室温，得到硫磺均匀包裹的s1所得物；s3、将步骤s2所得物加入到其体积12倍的改性聚四氟乙烯乳液中，利用超声处理30min，然后在40℃的真空箱中，放置10h，相对真空度为-50kpa，过滤除去多余乳液后，利用微波处理所得物20s，然后放入鼓风干燥箱中，60℃下烘干，研磨过800目筛。s4、将380份复合磷酸锌、40份气相二氧化硅、9份钼酸锌、18份纳米氮化钛、7份滑石粉和9份高岭土在密炼机中共混15min，然后加入步骤s3所得物、10份固化剂、15份溶剂和15份防沉剂，继续共混40min后，进行硫化，即可。本发明制备的橡胶材料具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求；防沉剂和固化剂组分构成，可以采用铸造施工工艺，施工简单；所用的钼酸锌、纳米氮化钛、滑石粉、高岭土原料来源广泛，廉价易得；橡胶材料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。为了检验本发明中耐磨耐油油管橡胶材料的效果，将本发明生产的耐磨耐油油管橡胶材料与市面上普通的橡胶材料作为实验组用材，选取40厘米长的管材，随机平均分成二组，第一组在油池内放置200根耐磨耐油油管橡胶材料（将200根耐磨耐油油管橡胶材料放置在油池内，并不断对材料进行搅拌，模拟摩擦）、第二组放入200普通的橡胶材料（将200跟普通的橡胶材料放置在油池内，并不断对材料进行搅拌，模拟摩擦），实验天数为20天。使用本方案防腐剂15天管材上浸油深度管材上浸油分布管材表面磨损程度管材开裂时间实施例10.08mm稀疏0.005mm15天实施例20.10mm密集0.020mm18天实施例30.03mm稀疏0.0008mm未开裂实施例40.11mm密集0.007mm13天实施例50.07mm稀疏0.006mm16天普通除甲醛剂0.15mm非常密集0.08mm8天由上述实验数据可知，施用本方案耐磨耐油油管橡胶耐磨耐油达到了显著水平，采用实施例3的耐磨耐油油管橡胶浸油浅和稀疏，产生的磨损较少，开裂产生时间较慢，具有良好的应用前景。以上对本发明的5个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。当前第1页12