本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐油型橡胶组合物。
背景技术
橡胶是一种具有高弹性的可逆形变聚合物材料，在常规状态下，能够在较小外力作用下产生较大的形变，在外力消失后形变可快速恢复。橡胶材料分为多个种类，其主要分为天然橡胶与合成橡胶二种，天然橡胶是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得，加工后的成品是具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。市场上常见的橡胶分为天然橡胶、通用橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶几类。橡胶材料用途广泛，在交通设备产业、机械工业、电力装备产业、医疗卫生产业和日化产品等行业均有应用。根据不同的工业用途，可以选择不同性能的橡胶种类。
橡胶材料中还包括一些在某些性能方面具有突出特点的特种橡胶；特种橡胶也较特种合成橡胶。例如耐300℃高温，耐强侵蚀，耐臭氧、光、天候、辐射和耐油的氟橡胶；耐-100℃低温和260℃高温，对温度依赖性小、具有低黏流活化能和生理惰性的硅橡胶；耐热、耐溶剂、耐油，电绝缘性好的丙烯酸酯橡胶。其他还有聚氨酯橡胶、聚醚橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、环氧丙烷橡胶、聚硫橡胶等，它们亦各具优异的独特性能，可以满足一般通用橡胶所不能胜任的特定要求，在国防、工业、尖端科学技术、医疗卫生等领域有着重要作用。
氟橡胶是一种最常规的耐油橡胶种类，虽然这种橡胶的耐油、耐腐蚀性能非常优秀，但是橡胶的机械强度和弹性性能等较其它种类橡胶还具有一定的差距，而且氟橡胶的生产成本也相对较高，这些都限制了氟橡胶的应用。因此如何生产出一种机械性能、抗老化性能和耐油、耐腐蚀性能均相对优秀，综合性能更加平衡的橡胶产品，成为一个亟需解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐油型橡胶组合物，该型橡胶组合物的耐油性好，耐腐蚀、抗老化性能突出，生产工艺简单，是一种综合性能优异的特种橡胶。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种耐油型橡胶组合物，按照质量份数，橡胶组合物的组分包括：丁腈橡胶60-80份，聚氨酯橡胶20-25份，三元乙丙橡胶15-30份，氯磺化聚乙烯8-12份，催化交联剂2.3-3.8份，煅烧高岭土10-17份，补强剂5-11份，硬脂酸锌1-2份，硫化剂3-5份，偶联剂1-3份，防老剂1-2份。
优选地，按照质量份数，橡胶组合物的组分包括：丁腈橡胶68-75份，聚氨酯橡胶22-24份，三元乙丙橡胶19-24份，氯磺化聚乙烯9-11份，催化交联剂2.7-3.2份，煅烧高岭土13-15份，补强剂7-10份，硬脂酸锌1.3-1.7份，硫化剂3.4-4.2份，偶联剂1.6-2.2份，防老剂1.3-1.6份。
进一步优选地，按照质量份数，橡胶组合物的组分包括：丁腈橡胶73份，聚氨酯橡胶23份，三元乙丙橡胶21份，氯磺化聚乙烯10份，催化交联剂3份，煅烧高岭土14份，补强剂9份，硬脂酸锌1.4份，硫化剂4.1份，偶联剂1.9份，防老剂1.4份。
本发明中，催化交联剂的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，准备以下原料：超稳定y型沸石45.5份，轻质二氧化硅15份，α-氧化铝18.3份，氧化锆3.7份，三辛基胺10.2份，羟丙基淀粉醚2.3份，去离子水200份，将以上物质混合均匀后配制成料浆，料浆以80-95℃的温度搅拌反应30-40min，然后经自然沉降后，过滤并烘干得到干粉；
(2)将干粉先送入到还原气氛的高温炉中，以450-600℃的温度煅烧1-2h，然后再送入到氧化气氛的高温炉中煅烧2-3h，煅烧结束后出窑，并自然冷却至室温，将75份产物送入到1000份1.2-1.5mol/l的氢氧化钾溶液中，浸渍搅拌，并以40-50℃的水浴温度处理1-1.5h，然后将分散液减压蒸发浓缩后，雾化干燥得到载体微粉；
(3)将12份还原性镁化合物，7.5份叔丁氧基铝，2.5份一氯二乙基铝加入到反应釜中，在氮气气氛的保护下，向反应釜内加入50份正辛烷溶剂和2份烷基糖苷，搅拌至分散均匀，然后将载体微粉加入，以110-120℃的温度保温加热反应1.5-2.5h；反应结束后将产物冷却至室温，过滤得到固形物；
(4)将钛酸丁酯、异丙醇、二亚乙基三胺、过氧化苯甲酰和α-氨基吡啶按照2:5:1:2:2的质量比，加入到10倍体积的二甲苯溶剂中，搅拌分散得到改性剂，然后将50份上步骤得到的固形物加入到150份改性剂中，搅拌分散反应45-60min，然后将产物过滤后，以150-160℃的温度烘干处理，得到所需催化交联剂。
其中，步骤(2)中的高温炉内的还原气氛为氢气，氧化气氛为氧气。
步骤(3)中还原性镁化合物为二甲基镁、二丁基镁、丁基氯化镁和丁基乙氧基镁中的一种。
优选地，硫化剂为硫磺和氧化锌按照3:2的质量比混合的混合物。
优选地，偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；补强剂为mt炭黑。
优选地，防老剂为防老剂rd、防老剂d和防老剂264中的一种。
本发明提供的橡胶组合物的制备方法为：
按照质量份数，将密炼机预热至60-65℃，然后将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶和氯磺化聚乙烯加入到密炼机中，开始密炼时加入催化交联剂，密炼机转速为180-220r/min，密炼温度控制为130-145℃，密炼时间为10-14min，密炼结束后排料，将胶料温度降低至室温后投入到开炼机中，加入煅烧高岭土、补强剂、硬脂酸锌和偶联剂，继续混炼25-30min，混炼结束后加入硫化剂和防老剂继续混炼3-4min，然后将得到胶料依次送入到平板硫化机和烘箱中进行两段硫化，一段硫化条件为170℃，10mpa，15min；二段硫化条件为：190℃，3h；硫化处理结束后得到所需耐油型橡胶组合物。
本发明具有如下的有益效果：
本发明中的橡胶组合物以特定比例的丁腈橡胶、聚氨酯橡胶和三元乙丙橡胶作为橡胶的组分胶料，然后将胶料组分与氯磺化聚乙烯一起在密炼机中进行密炼交联反应；经过这种组分和工艺制备的橡胶材料，其耐油、耐腐蚀性能和热稳定性得到很大提升。
为了促进不同胶料之间发生交联反应，本发明在密炼过程中特意加入了一种特殊的催化交联剂，这种添加剂可以发挥催化和促进交联的作用，从而显著提高得胶料的品质，并降低交联工艺的加工时间和加工难度。本发明中的催化交联剂还可以和硫化剂产生协同作用，在分段硫化过程中，促进橡胶组合物形成立体的网状结构，从而使得材料的耐磨性、抗溶胀性能和耐高温性能得到提升。
本发明中还添加了煅烧高岭土、补强剂、硬脂酸锌、硫化剂、偶联剂、防老剂等填料与功能助剂成分，这使得橡胶材料的耐压强度、抗拉伸性能和耐腐蚀性能等各项综合性能得到平衡，提高了该型耐油橡胶使用寿命和应用范围。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以下实施例中，催化交联剂的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，准备以下原料：超稳定y型沸石45.5份，轻质二氧化硅15份，α-氧化铝18.3份，氧化锆3.7份，三辛基胺10.2份，羟丙基淀粉醚2.3份，去离子水200份，将以上物质混合均匀后配制成料浆，料浆以90℃的温度搅拌反应35min，然后经自然沉降后，过滤并烘干得到干粉；
(2)将干粉先送入到还原气氛的高温炉中，以500℃的温度煅烧1.5h，然后再送入到氧化气氛的高温炉中煅烧3h，煅烧结束后出窑，并自然冷却至室温，将75份产物送入到1000份1.5mol/l的氢氧化钾溶液中，浸渍搅拌，并以45℃的水浴温度处理1h，然后将分散液减压蒸发浓缩后，雾化干燥得到载体微粉；
(3)将12份还原性镁化合物，7.5份叔丁氧基铝，2.5份一氯二乙基铝加入到反应釜中，在氮气气氛的保护下，向反应釜内加入50份正辛烷溶剂和2份烷基糖苷，搅拌至分散均匀，然后将载体微粉加入，以115℃的温度保温加热反应2h；反应结束后将产物冷却至室温，过滤得到固形物；
(4)将钛酸丁酯、异丙醇、二亚乙基三胺、过氧化苯甲酰和α-氨基吡啶按照2:5:1:2:2的质量比，加入到10倍体积的二甲苯溶剂中，搅拌分散得到改性剂，然后将50份上步骤得到的固形物加入到150份改性剂中，搅拌分散反应50min，然后将产物过滤后，以155℃的温度烘干处理，得到所需催化交联剂。
其中，步骤(2)中的高温炉内的还原气氛为氢气，氧化气氛为氧气。
步骤(3)中还原性镁化合物为丁基氯化镁。
实施例1
一种耐油型橡胶组合物，按照质量份数，橡胶组合物的组分包括：丁腈橡胶60份，聚氨酯橡胶20份，三元乙丙橡胶15份，氯磺化聚乙烯8份，催化交联剂2.3份，煅烧高岭土10份，补强剂5份，硬脂酸锌1份，硫化剂3份，偶联剂1份，防老剂1份。
其中，硫化剂为硫磺和氧化锌按照3:2的质量比混合的混合物。
偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；补强剂为mt炭黑。
防老剂为防老剂rd。
本实施例提供的耐油型橡胶组合物的制备方法为：
按照质量份数，将密炼机预热至60℃，然后将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶和氯磺化聚乙烯加入到密炼机中，开始密炼时加入催化交联剂，密炼机转速为180r/min，密炼温度控制为130℃，密炼时间为10min，密炼结束后排料，将胶料温度降低至室温后投入到开炼机中，加入煅烧高岭土、补强剂、硬脂酸锌和偶联剂，继续混炼25min，混炼结束后加入硫化剂和防老剂继续混炼3min，然后将得到胶料依次送入到平板硫化机和烘箱中进行两段硫化，一段硫化条件为170℃，10mpa，15min；二段硫化条件为：190℃，3h；硫化处理结束后得到所需耐油型橡胶组合物。
实施例2
一种耐油型橡胶组合物，按照质量份数，橡胶组合物的组分包括：丁腈橡胶80份，聚氨酯橡胶25份，三元乙丙橡胶30份，氯磺化聚乙烯12份，催化交联剂3.8份，煅烧高岭土17份，补强剂11份，硬脂酸锌2份，硫化剂5份，偶联剂3份，防老剂2份。
其中，硫化剂为硫磺和氧化锌按照3:2的质量比混合的混合物。
偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；补强剂为mt炭黑。
防老剂为防老剂d。
本发明提供的耐油型橡胶组合物的制备方法为：
按照质量份数，将密炼机预热至65℃，然后将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶和氯磺化聚乙烯加入到密炼机中，开始密炼时加入催化交联剂，密炼机转速为220r/min，密炼温度控制为145℃，密炼时间为14min，密炼结束后排料，将胶料温度降低至室温后投入到开炼机中，加入煅烧高岭土、补强剂、硬脂酸锌和偶联剂，继续混炼30min，混炼结束后加入硫化剂和防老剂继续混炼4min，然后将得到胶料依次送入到平板硫化机和烘箱中进行两段硫化，一段硫化条件为170℃，10mpa，15min；二段硫化条件为：190℃，3h；硫化处理结束后得到所需耐油型橡胶组合物。
实施例3
一种耐油型橡胶组合物，按照质量份数，橡胶组合物的组分包括：丁腈橡胶73份，聚氨酯橡胶23份，三元乙丙橡胶21份，氯磺化聚乙烯10份，催化交联剂3份，煅烧高岭土14份，补强剂9份，硬脂酸锌1.4份，硫化剂4.1份，偶联剂1.9份，防老剂1.4份。
其中，硫化剂为硫磺和氧化锌按照3:2的质量比混合的混合物。
偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；补强剂为mt炭黑。
防老剂为防老剂264。
本发明提供的耐油型橡胶组合物的制备方法为：
按照质量份数，将密炼机预热至63℃，然后将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶和氯磺化聚乙烯加入到密炼机中，开始密炼时加入催化交联剂，密炼机转速为190r/min，密炼温度控制为140℃，密炼时间为12min，密炼结束后排料，将胶料温度降低至室温后投入到开炼机中，加入煅烧高岭土、补强剂、硬脂酸锌和偶联剂，继续混炼28min，混炼结束后加入硫化剂和防老剂继续混炼3min，然后将得到胶料依次送入到平板硫化机和烘箱中进行两段硫化，一段硫化条件为170℃，10mpa，15min；二段硫化条件为：190℃，3h；硫化处理结束后得到所需耐油型橡胶组合物。
性能测试
1、对本实施例中橡胶组合物的各项机械性能和耐候性能进行测试，并设置上海缘橡实业有限公司销售的牌号为1052的南帝牌丁腈橡胶产品作为对照组，进行性能对比，得到如下测试结果：
表1：本实施例与对照组中橡胶产品的性能测试结果
分析上述数据发现：本发明提供的橡胶产品的拉伸强度和断裂伸长率更高，材料的机械强度和韧性更加优秀，耐磨性也更加优秀，此外，在热老化试验和臭氧老化试验中，本发明提供的橡产品的性能稳定性均好于对照组，材料的拉伸强度和断裂伸长率变化幅度更小；因此可以证明本发明提供的橡胶材料，具有更高的耐热性能和抗老化性能。
2、对本实施例和对照组中的橡胶产品的耐油性能和耐腐蚀性能进行测试；其中，耐油性能通过油浸试验的吸油率进行测试，耐腐蚀性能通过盐雾试验后测试橡胶材料的拉伸强度变化率和断裂伸长率变化率来进行衡量；相关测试结果如下：
表2：本实施例与对照组材料的耐油和耐腐蚀性能测试结果
分析以上试验数据发现，本发明提供的橡胶材料，耐油性非常突出，在油浸试验中材料的吸油率更低，溶胀程度更轻，因此材料在油性环境中的性能损失更小；而盐雾试验的结果表明，本发明提供的橡胶材料还具有更好的耐腐蚀性能，该橡胶材料的在腐蚀性环境下也可以保持较高的强度，稳定性更好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。