一种粘结性高的记忆橡胶及其制备方法、应用与流程

1.本技术涉及橡胶领域，尤其是涉及一种粘结性高的记忆橡胶及其制备方法、应用。


背景技术：

2.燃气管道通过连接管和阀门连接形成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体装置，通过燃气管道输送实现对居民生活的日常供气，城镇的供气系统通常采用铺设各种燃气管道进行煤气输送，从而形成完成的煤气输送系统。
3.现有的燃气管一般由钢管制成，温度变化会引起管道的膨胀或收缩，若气候寒冷，燃气管道会出现收缩，此时的燃气管道表面较脆，容易出现破裂的情况导致煤气漏气，需要更换燃气管道；为此，燃气公司通常在燃气管道上套设保护套，从而对燃气管道进行保护。
4.现有的保护套一般为记忆橡胶，记忆橡胶具有较佳的弹性，可以一定程度阻挡燃气管道收缩，但记忆橡胶粘性较差，需要通过胶带等辅助工具将橡胶套固定在管道上，且胶带容易出现老化使橡胶与燃气管道分离，导致橡胶的固定效果不佳，燃气管道容易受环境影响；因此需要粘结性较佳的橡胶套设在燃气管道上，实现对燃气管道保护。


技术实现要素：

5.为了提高橡胶的粘结性，本技术提供一种粘结性高的记忆橡胶及其制备方法、应用。
6.第一方面，本技术提供一种粘结性高的记忆橡胶，采用如下的技术方案：一种粘结性高的记忆橡胶，由包含如下重量份数的原料制成：橡胶：20-40份；聚碳酸酯：10-20份；抗氧化剂：1-2份；增粘剂：5-8份；硬脂酸：1-5份；硫磺：1-5份。
7.通过采用上述技术方案，使用橡胶与聚碳酸酯混合，加入抗氧化剂可以有效减慢记忆橡胶老化分解过程，延长记忆橡胶的使用寿命，增粘剂可以提高记忆橡胶的粘性，加入硬脂酸和硫磺，与橡胶发生化学反应，使橡胶由线型结构的大分子交联成立体网状结构的大分子，使记忆橡胶具有较高的弹性；本技术在橡胶与聚碳酸酯的配合下，能够提高记忆橡胶的粘合性，使记忆橡胶套设在管道上时与管道紧密贴合，从而使管道不易出现收缩破裂的情况。
8.优选的，所述橡胶为改性天然橡胶，所述改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将30-40重量份天然橡胶、5-10重量份三元乙丙橡胶和10-20重量份丁基橡胶加入到50-70重量份丙烯酸丁酯中，加热搅拌，得到搅拌物；s2：将10-20重量份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，加热搅拌，得到混合物；
s3：将步骤s2中得到混合物加入到50-70重量份丙烯酸丁酯中，并加入1-5重量份硅烷偶联剂搅拌，洗涤、过滤、烘干后得到所述改性天然橡胶。
9.通过采用上述技术方案，天然橡胶常温下具有较高的弹性，本技术通过三元乙丙橡胶和丁基橡胶对天然橡胶进行改性，制得高弹性的改性天然橡胶；在制备改性天然橡胶的过程中加入铜合金和硅烷偶联剂，硅烷偶联剂使铜合金可以分散在搅拌物内，进而提高改性天然橡胶的硬度，铜具有导电性，将含有改性天然橡胶的记忆橡胶设置在管道上时，若管道出现收缩会使记忆橡胶出现形变，通过对记忆橡胶通微弱的电流，可以提高记忆橡胶的温度，使记忆橡胶恢复形变，进而避免管道收缩出现破裂。
10.优选的，所述铜合金为铜镍合金，所述铜镍合金由以下步骤制备而成：将10-15重量份的镍粉与60-80重量份的铜粉在氮气保护下煅烧后冷却，再加入70-100份水进行搅拌，然后加入5-10份乙酸进行搅拌，洗涤、过滤、烘干，得到所述铜镍合金。
11.通过采用上述技术方案，使用铜粉和镍粉制备铜镍合金，铜与镍之间可以无限固溶，铜镍合金的延展性好，在制备改性天然橡胶时加入铜镍合金可以使铜镍合金分散剂在组分内，更好的附着在改性天然橡胶上，从而增强改性天然橡胶的强度，当制备出的记忆橡胶套设在管道上时，可以对管道起到保护作用。
12.优选的，所述镍粉与所述铜粉煅烧时的煅烧温度为1100-1500℃。
13.通过采用上述技术方案，镍粉与铜粉在1100-1500的温度煅烧时，可以显著提高制备出铜镍合金的强度，从而使含有铜镍合金的改性天然橡胶的硬度更高。
14.优选的，所述橡胶与所述聚碳酸酯的质量比为(2.3-2.8)：1。
15.通过采用上述技术方案，当橡胶和聚碳酸酯的质量比在(2.3-2.8)：1时，可以制备出弹性高的记忆橡胶，橡胶与聚碳酸酯在特定的重量配比范围内制备的记忆橡胶弹性和粘合强度更高，当记忆橡胶套设在管道上时，对管道起支撑作用，使管道不易出现收缩，进而更好的保护管道不易破裂。
16.优选的，所述天然橡胶、所述三元乙丙橡胶与所述丁基橡胶的质量比为(5.2-5.8):1：(2.4-2.8)。
17.通过采用上述技术方案，天然橡胶、三元乙丙橡胶和丁基橡胶在特定的重量比下，天然橡胶、三元乙丙橡胶和丁基橡胶形成网状的纤维结构，使制备出含有改性天然橡胶的记忆橡胶具有较优的弹性，记忆橡胶设置在管道的内侧壁可以更好的支撑管道，从而当管道收缩时记忆橡胶可以减少管道的收缩程度。
18.优选的，所述抗氧化剂包括抗氧剂dltp和抗氧剂1010中的一种，更优的，所述抗氧化剂为抗氧剂dltp；所述增粘剂包括聚乙烯、松香甘油酯和萜烯树脂中的一种，更优的，所述增粘剂为聚乙烯。
19.通过采用上述技术方案，使用抗氧剂dltp为抗氧化剂，可以使记忆橡胶在加工或使用的过程中抑制老化分解，聚乙烯为增粘剂，可以使橡胶和聚碳酸酯通过表面扩散湿润粘接表面，提高记忆橡胶的粘接性。
20.第二方面，本技术提供一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，采用如下的技术方案：一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：s1.按比例将橡胶、聚碳酸酯混合均匀并搅拌，得到混合料；
s2.将抗氧化剂和增粘剂投入混合料中搅拌均匀，挤出成型得到挤出物；s3.采用硫黄和硬脂酸对所述挤出物进行硫化，冷却，得到记忆橡胶。
21.通过采用上述技术方案，使用改性天然橡胶与聚碳酸酯混合后再依次加入抗氧化剂和增粘剂，能让抗氧化剂和增粘剂更好的分散到混合料中，再通过硫磺和硬脂酸对挤出物进行硫化反应，从而使记忆橡胶具有良好的耐磨性和弹性。
22.第三方面，本技术提供一种粘结性高的记忆橡胶的应用，采用如下的技术方案，一种粘结性高的记忆橡胶的应用，包括输气管和记忆橡胶，所述输气管包括第一输气管和第二输气管，所述第二输气管的内径比所述第一输气管的内径小，所述第一输气管套设在所述第二输气管上，所述记忆橡胶固定连接在所述第一输气管与所述第二输气管之间，所述第一输气管的内侧壁与所述第二输气管的外侧壁分别与所述记忆橡胶的相对两侧相抵接。
23.通过采用上述技术方案，当输气管内缩时，记忆橡胶设置在第一输气管的内侧壁，记忆橡胶对第一输气管起支撑作用，减少第一输气管冷缩的程度；当向记忆橡胶通入微弱电流时，使记忆橡胶恢复形变，从而使第一输气管恢复原样，避免输气管因温度较低收缩后出现炸裂。
24.优选的，所述记忆橡胶制成网状套结构。
25.通过采用上述技术方案，记忆橡胶为网状套，使记忆橡胶套设在第二输气管使可以更好地包裹第二输气管，同时网状结构可以有效保护记忆橡胶，提高记忆橡胶的耐磨性。
26.综上所述，本技术具有以下有益效果：1.使用橡胶与聚碳酸酯混合，加入抗氧化剂可以防止制备或使用记忆橡胶的过程中老化分解，增粘剂可以提高记忆橡胶的粘性，加入硬脂酸和硫磺，与橡胶发生化学反应，使橡胶由线型结构的大分子交联成立体网状结构的大分子，使记忆橡胶具有较高的弹性；本技术在橡胶与聚碳酸酯的配合下，能够提高记忆橡胶的粘合性，使记忆橡胶套设在管道上时与管道紧密贴合，从而使管道不易出现收缩破裂的情况；2.使用改性天然橡胶与聚碳酸酯混合后再依次加入抗氧化剂和增粘剂，能让抗氧化剂和增粘剂更好的分散到混合料中，再通过硫磺和硬脂酸对挤出物进行硫化反应，从而使记忆橡胶具有良好的耐磨性和弹性；3.记忆橡胶制成网状套结构，使记忆橡胶套设在第二输气管使可以更好地包裹第二输气管，同时网状结构可以有效保护记忆橡胶，提高记忆橡胶的耐磨性。
附图说明
27.图1是本技术实施例的整体结构示意图。
28.附图标记说明：1、输气管；11、第一输气管；12、第二输气管；2、记忆橡胶。
具体实施方式
29.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。
30.本技术所涉及的原料均采用市售原料，其中部分原料的来源信息详见表1。
31.表1
实施例1一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将20份橡胶、10份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1份抗氧剂1010和5份萜烯树脂投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将1份硫黄和1份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶。
32.实施例2一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：
将20份橡胶、10份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1份抗氧剂dltp和5份松香甘油酯投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将1份硫黄和1份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶；其中，橡胶为改性天然橡胶，改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将30份天然橡胶、5份三元乙丙橡胶和10份丁基橡胶加入到50份丙烯酸丁酯中，在温度为50℃，转速为30r/min的条件下加热搅拌2h，得到搅拌物；s2：将10份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，在温度为60℃，转速为50r/min的条件下加热搅拌2h，得到混合物；s3：将步骤s2中得到混合物加入到50份丙烯酸丁酯中，并加入1份硅烷偶联剂，在温度为30℃，转速为40r/min的条件下搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃下烘干6h后得到改性天然橡胶。
33.实施例3一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将20份橡胶、10份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1份抗氧剂1010和5份聚乙烯投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将1份硫黄和1份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶；其中，橡胶为改性天然橡胶，改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将30份天然橡胶、5份三元乙丙橡胶和10份丁基橡胶加入到50份丙烯酸丁酯中，在温度为50℃，转速为30r/min的条件下加热搅拌2h，得到搅拌物；s2：将10份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，在温度为60℃，转速为50r/min的条件下加热搅拌2h，得到混合物；s3：将步骤s2中得到混合物加入到50份丙烯酸丁酯中，并加入1份硅烷偶联剂，在温度为30℃，转速为40r/min的条件下搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃下烘干6h后得到改性天然橡胶；其中铜合金为铜镍合金，铜镍合金由以下步骤制备而成：将重量份为10份的镍粉与60份的铜粉在氮气保护下在温度为1100℃下煅烧2h后冷却至室温，再加入70份水在转速为60r/min下搅拌30min，然后加入5份乙酸搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃的条件下烘干，得到铜镍合金。
34.实施例4一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将40份橡胶、20份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将2份抗氧剂dltp和8份聚乙烯投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将5份硫黄和5份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶；其中，橡胶为改性天然橡胶，改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将40份天然橡胶、10份三元乙丙橡胶和20份丁基橡胶加入到70份丙烯酸丁酯中，在温度为50℃，转速为30r/min的条件下加热搅拌2h，得到搅拌物；s2：将20份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，在温度为60℃，转速为50r/min
的条件下加热搅拌2h，得到混合物；s3：将步骤s2中得到混合物加入到70份丙烯酸丁酯中，并加入1份硅烷偶联剂，在温度为30℃，转速为40r/min的条件下搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃下烘干6h后得到改性天然橡胶；其中铜合金为铜镍合金，铜镍合金由以下步骤制备而成：将重量份为15份的镍粉与80份的铜粉在氮气保护下在温度为1100℃下煅烧2h后冷却至室温，再加入100份水在转速为60r/min下搅拌30min，然后加入10份乙酸搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃的条件下烘干，得到铜镍合金。
35.实施例5一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将37.5份橡胶、15份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1.5份抗氧剂dltp和7.5份聚乙烯投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将5份硫黄和5份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶；其中，橡胶为改性天然橡胶，改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将32.4份天然橡胶、6份三元乙丙橡胶和15份丁基橡胶加入到60份丙烯酸丁酯中，在温度为50℃，转速为30r/min的条件下加热搅拌2h，得到搅拌物；s2：将15份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，在温度为60℃，转速为50r/min的条件下加热搅拌2h，得到混合物；s3：将步骤s2中得到混合物加入到60份丙烯酸丁酯中，并加入1份硅烷偶联剂，在温度为30℃，转速为40r/min的条件下搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃下烘干6h后得到改性天然橡胶；其中铜合金为铜镍合金，铜镍合金由以下步骤制备而成：将重量份为12.5份的镍粉与70份的铜粉在氮气保护下在温度为1300℃下煅烧2h后冷却至室温，再加入85份水在转速为60r/min下搅拌30min，然后加入7.5份乙酸搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃的条件下烘干，得到铜镍合金。
36.实施例6一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将30份橡胶、10份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1.5份抗氧剂dltp和7.5份聚乙烯投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将5份硫黄和5份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶；其中，橡胶为改性天然橡胶，改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将32.4份天然橡胶、6份三元乙丙橡胶和15份丁基橡胶加入到60份丙烯酸丁酯中，在温度为50℃，转速为30r/min的条件下加热搅拌2h，得到搅拌物；s2：将15份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，在温度为60℃，转速为50r/min的条件下加热搅拌2h，得到混合物；s3：将步骤s2中得到混合物加入到60份丙烯酸丁酯中，并加入1份硅烷偶联剂，在温度为30℃，转速为40r/min的条件下搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃下烘干6h后得到改性天然橡胶；其中铜合金为铜镍合金，铜镍合金由以下步骤制备而成：将重量份为12.5份的镍粉与70份的铜粉在氮气保护下在温度为1500℃下煅烧2h
后冷却至室温，再加入85份水在转速为60r/min下搅拌30min，然后加入7.5份乙酸搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃的条件下烘干，得到铜镍合金。
37.实施例7一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将37.5份橡胶、15份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1.5份抗氧剂dltp和7.5份聚乙烯投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将5份硫黄和5份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶；其中，橡胶为改性天然橡胶，改性天然橡胶由以下步骤制备而成：s1：将30份天然橡胶、6份三元乙丙橡胶和12份丁基橡胶加入到60份丙烯酸丁酯中，在温度为50℃，转速为30r/min的条件下加热搅拌2h，得到搅拌物；s2：将15份铜合金与步骤s1中的搅拌物混合均匀，在温度为60℃，转速为50r/min的条件下加热搅拌2h，得到混合物；s3：将步骤s2中得到混合物加入到60份丙烯酸丁酯中，并加入1份硅烷偶联剂，在温度为30℃，转速为40r/min的条件下搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃下烘干6h后得到改性天然橡胶；其中铜合金为铜镍合金，铜镍合金由以下步骤制备而成：将重量份为12.5份的镍粉与70份的铜粉在氮气保护下在温度为1300℃下煅烧2h后冷却至室温，再加入85份水在转速为60r/min下搅拌30min，然后加入7.5份乙酸搅拌30min，过滤洗涤，在温度为80℃的条件下烘干，得到铜镍合金。
38.实施例8一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将20份天然橡胶、10份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1份抗氧剂1010和5份松香投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将1份硫黄和1份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶。
39.实施例9一种粘结性高的记忆橡胶的制备方法，包括以下步骤：将20份合成橡胶、10份聚碳酸酯投入卧式搅拌机，在转速为40r/min的速度下搅拌1h，得到混合料；将1份抗氧剂1010和5份松香投入卧式搅拌机内在转速为60r/min的速度下搅拌1h，通过挤出机挤出成型得到挤出物；将1份硫黄和1份硬脂酸与挤出物投入橡胶注压成型机进行硫化，冷却2h，得到记忆橡胶。
40.应用例应用例1-9一种粘结性高的记忆橡胶的应用，分别将实施例1-9的记忆橡胶2制成网状套结构，包覆在输气管1上，具体的，参照图1，记忆橡胶2安装在输气管1内，输气管1包括第一输气管11和第二输气管12，第一输气管11与第二输气管12固定连接，记忆橡胶2位于第一输气管11和第二输气管12之间，记忆橡胶2为网状套，记忆橡胶2套设在第二输气管12上，记忆橡胶2远离第二输气管12的一侧与第一输气管11的内侧壁相抵接，第一输气管11的内径比第二输气管12的内径大；第二输气管12的内侧壁均设有记忆橡胶2。
41.对比例1与应用例1的不同之处在于，将聚碳酸酯替换成等量的橡胶。
42.对比例2一种粘结性高的记忆橡胶的应用，输气管1上不套设记忆橡胶2。
43.性能检测试验粘结性测试：将应用例1-9和对比例1-2中制得的记忆橡胶粘合在长为60mm，宽为25mm，厚度为1.5mm的板材上；橡胶的厚度为6mm；根据gb/t7760-2003《硫化橡胶或热塑性橡胶与硬质板材粘合强度的测定》，测试橡胶与板材的粘合强度(n/mm)，测试结果如表2所示。
44.管道开裂测试：将应用例1-9和对比例1-2中制得的记忆橡胶粘合在输气管上，将输气管放置在培养箱内，调节培养箱内温度为-20℃，放置3天后，对记忆橡胶通入0.06a电流，观察管道是否开裂和检测各应用例和对比例的回弹读数，并计算回弹率(％)表2根据表2中的应用例1-9和对比例1-2的数据对比可知，对比例1中没有使用聚碳酸酯，在橡胶中添加增粘剂，但制备出来的记忆橡胶粘合度较低，对记忆橡胶通电后不能对管道起到支撑作用，管道出现开裂；对比例2中管道没有套设记忆橡胶，因此管道因温度较低导致管道收缩而开裂。
45.根据表2中的实施例2-4的数据对比可知，本技术通过三元乙丙橡胶和丁基橡胶对天然橡胶进行改性，同时将铜镍合金加入到改性天然橡胶的组分中，制得的改性天然橡胶与聚碳酸酯共同配合得到弹性较强，粘合强度高的记忆橡胶，记忆橡胶套设在管道上没有出现开裂。
46.根据表2中的实施例5-6的数据对比可知，实施例6中橡胶与聚碳酸酯的质量比为3:1，不在特定的质量比范围内，实施例6中制备的记忆橡胶的粘合强度和回弹率比实施例5低，实施例5中的橡胶与聚碳酸酯的质量比为2.5:1，在(2.3-2.8)：1的配比范围内，可以提
高记忆橡胶的粘合程度，使记忆橡胶可以更好的与输气管连接，使输气管不易出现开裂。
47.根据表2中的实施例5和实施例7的数据对比可知，实施例7中天然橡胶、三元乙丙橡胶和丁基橡胶的重量比在(5.2-5.8):1：(2.4-2.8)的特定配比下除了可以使记忆橡胶具有较优的弹性；实施例7的天然橡胶、三元乙丙橡胶和丁基橡胶的重量比不在特定配比范围内，因此记忆橡胶的回弹性较低。
48.根据表2中的应用例2与应用例8-9的数据对比可知，应用例8中的橡胶为天然橡胶，应用例9中的橡胶为合成橡胶，使用天然橡胶和合成橡胶均有一定的弹性，但是粘合程度不高；由此可得，使用改性天然橡胶制备的记忆橡胶的回弹率和粘合强度较佳。
49.本技术实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。