一種油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料。
【背景技術(shù)】
[0002]天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物。天然橡膠的生膠具有強度高、易于硫化等優(yōu)異的綜合性能，所得的橡膠制品彈性優(yōu)良，強度高，伸長率大，蠕變小。隨著人們對橡膠制品性能要求的提高，目前天然橡膠的耐油性以及耐老化性還無法滿足很多實際的要求，需要進行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料，其強度高，耐油性和耐老化性能好，用其制作的電纜材料綜合性能好，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出了一種油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠70-85份、環(huán)氧樹脂5-13份、環(huán)氧化天然橡膠5-12份、液體橡膠3_8份、聚醚型聚氨酯3-9份、改性納米微晶纖維素15-30份、粉煤灰15-25份、滑石粉5-10份、硬脂酸3-5份、改性納米氧化鋅4-7份、氧化鎂1-2.3份、硫磺1.8-3份、N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺0.3-0.8份、促進劑1-3份、2，4- 二硝基苯肼3-4.5份、防老劑3_6份、硬脂酸鈰1_2.5份、酚醛樹脂5-13份、硼?；?.1-0.4份。
[0005]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠76-80份、環(huán)氧樹脂9-11份、環(huán)氧化天然橡膠8-10份、液體橡膠6-6.7份、聚醚型聚氨酯6-7.2份、改性納米微晶纖維素20-26份、粉煤灰18-22份、滑石粉8-8.7份、硬脂酸4.3-4.8份、改性納米氧化鋅5.3-6.3份、氧化鎂1.7-2.0份、硫磺2.2-2.7份、N, N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺0.5-0.68份、促進劑1.7-2.3份、2，4- 二硝基苯肼3.8-4.2份、防老劑4.3-5.2份、硬脂酸鈰1.7-2.1份、酚醛樹脂8-10份、硼?；?.22-0.34份。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠78份、環(huán)氧樹脂10份、環(huán)氧化天然橡膠9份、液體橡膠6.3份、聚醚型聚氨酯6.8份、改性納米微晶纖維素23份、粉煤灰19份、滑石粉8.4份、硬脂酸4.5份、改性納米氧化鋅6份、氧化鎂1.8份、硫磺2.3份、N，N’-間苯撐雙馬來酰亞胺0.59份、促進劑2.1份、2，4- 二硝基苯肼4份、防老劑4.7份、硬脂酸鈰2份、酚醛樹脂8.6份、硼?；?.26份。
[0007]優(yōu)選地，所述改性納米微晶纖維素的改性劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ_(2，
3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ -巰丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷、甲基丙烯酸鋅、硬脂酸中的一種或者多種的組合；所述改性納米微晶纖維素的平均粒徑為30-55nm。
[0008]優(yōu)選地，所述改性納米氧化鋅的改性劑為二甲基二乙氧基硅烷。
[0009]優(yōu)選地，所述液體橡膠按照以下工藝進行制備:按重量份將X份甲基丙烯酸丁酯、(1-1.5)X份丙烯酸異辛酯、(0.5-0.9)X份丙烯酸縮水甘油酯混合后加入(2-4)X份正丁醇，攪拌均勻后加入(0.01-0.05)X份過氧化苯甲酰，通入氮氣后升溫至105-120°C，反應(yīng)1.5-2.5h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾得到所述液體橡膠。
[0010]優(yōu)選地，所述液體橡膠按照以下工藝進行制備:按重量份將X份甲基丙烯酸丁酯、(1.2-1.35) X份丙烯酸異辛酯、(0.7-0.8) X份丙烯酸縮水甘油酯混合后加入(2.5-3.5) X份正丁醇，攪拌均勻后加入(0.03-0.04)X份過氧化苯甲酰，通入氮氣后升溫至110-116°C，反應(yīng)1.9-2.2h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾得到所述液體橡膠。
[0011]優(yōu)選地，所述液體橡膠按照以下工藝進行制備:按重量份將X份甲基丙烯酸丁酯、
1.3X份丙烯酸異辛酯、0.75X份丙烯酸縮水甘油酯混合后加入3X份正丁醇，攪拌均勻后加入0.03X份過氧化苯甲酰，通入氮氣后升溫至115°C，反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾得到所述液體橡膠。
[0012]優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑D、防老劑H、防老劑WSP、防老劑MB、防老劑4010、防老劑SP中的一種或者多種的組合。
[0013]本發(fā)明中，環(huán)氧樹脂具有較高的電氣、耐熱性能，添加到電纜材料中可以改善電纜的耐熱性，但是環(huán)氧樹脂的加入導(dǎo)致電纜材料的韌性降低，加入液體橡膠和聚醚型聚氨酯作為增韌劑，在保證環(huán)氧樹脂高的耐熱性的同時，提高了電纜材料的韌性；環(huán)氧化天然橡膠的耐油性好，加入到電纜材料中，在2，4-二硝基苯肼的調(diào)節(jié)下，環(huán)氧化天然橡膠中的環(huán)氧基可以開環(huán)，與納米微晶纖維素表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，增加了納米微晶纖維素與橡膠基體間的相互作用，使納米微晶纖維素很好的分散在橡膠中，與粉煤灰、滑石粉配合，提高了電纜材料的強度、耐熱性和耐老化性；硬脂酸鈰加入到電纜材料中，與防老劑配合進一步提高了電纜材料的耐老化性；硼?；捈尤氲诫娎|材料中提高了電纜材料的黏著性。本發(fā)明中所述油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料中，各原料按照上述比例配合使用，使其優(yōu)勢互補，得到的油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料強度高，耐油性和老化性好，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0015]在具體實施例中，本發(fā)明所述油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料，其原料中，天然橡膠的重量份可以為 75.3,76,76.8,78,78.9、80、81、82.3,83,83.4,84,84.5 份，環(huán)氧樹脂的重量份可以為 5.3、6、6.7、7、7.4、8、8.3、9、9.4,10,10.3、11、11.5,12,12.6 份，環(huán)氧化天然橡膠的重量份可以為5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.3,10,10.5、11、11.6份，液體橡膠的重量份可以為3.2、4、4.5、5、5.6、6、6.2、7、7.3,7.8份，聚醚型聚氨酯的重量份可以為 3.4,3.8、4、4.3,4.7、5、5.3,5.8、6、6.3,6.7、7、7.4、8、8.3,8.7 份，改性納米微晶纖維素的重量份可以為 15.6,16,16.7,17,17.4,18,18.3,19,19.4,20,20.3,21,21.6、22、22.3,23,23.5,24,24.6,25,25.3,26,26.8、27、28、29.4 份，粉煤灰的重量份可以為 15.6、16,16.3、18、19、19.4,20,20.3,21,21.6,22,22.4,23,23.5,24,24.6 份，滑石粉的重量份可以為 5.3,5.8、6、6.4、7、7.3、8、8.4、9、9.3,9.7 份，硬脂酸的重量份可以為 3.2,3.7、4、4.3、4.6份，改性納米氧化鋅的重量份可以為4.2,4.8、5、5.3,5.7、6、6.3,6.8份，氧化鎂的重量份可以為1.Ul.2,1.35,1.6,1.68,1.8,1.94,2,2.1,2.2,2.23份，硫磺的重量份可以為1.86,1.9、2、2.3,2.7,2.9份，N, N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺的重量份可以為0.35,0.40、
0.46,0.5,0.53,0.6,0.67,0.7,0.74,0.78 份，促進劑的重量份可以為 1.2,1.3,1.45,1.6、
1.67,1.8,1.83,1.9、2、2.2,2.3,2.45,2.6,2.68,2.8,2.9,2.94 份，2，4- 二硝基苯肼的重量份可以為3.3,3.4,3.7、4、4.2,4.35,4.4,4.43份，防老劑的重量份可以為3.2,3.8、4,4.3,4.7,5.3,5.7 份，硬脂酸鈰的重量份可以為 1.2,1.5,1.56,1.7,1.86,1.9、2、2.3、
2.34,2.4,2.46 份，酚醛樹脂的重量份可以為 5.3,5.7、6、6.4、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.5、12、12.3 份，硼酰化鈷的重量份可以為 0.13,0.2,0.26,0.3,0.34,0.38 份。
[0016]實施例1
[0017]本發(fā)明所述油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠70份、環(huán)氧樹脂13份、環(huán)氧化天然橡膠12份、液體橡膠3份、聚醚型聚氨酯3份、改性納米微晶纖維素15份、粉煤灰25份、滑石粉5份、硬脂酸5份、改性納米氧化鋅4份、氧化鎂2.3份、硫磺1.8份、N, N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺0.8份、促進劑3份、2，4- 二硝基苯肼3份、防老劑6份、硬脂酸鈰I份、酚醛樹脂5份、硼?；?.4份。
[0018]對本發(fā)明油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料進行性能檢測，其拉伸強度為39MPa，斷裂伸長率為575% ;經(jīng)100°C X 24h的熱空氣老化后，拉伸強度保持率為93.4%，斷裂伸長率保持率為92.6% ;經(jīng)IRM902油90°C X70h處理后，拉伸強度保持率為96.3%，斷裂伸長率保持率為94.2%。
[0019]實施例2
[0020]本發(fā)明所述油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠85份、環(huán)氧樹脂5份、環(huán)氧化天然橡膠5份、液體橡膠8份、聚醚型聚氨酯9份、改性納米微晶纖維素30份、粉煤灰15份、滑石粉10份、硬脂酸3份、改性納米氧化鋅7份、氧化鎂I份、硫磺3份、N, N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺0.8份、促進劑I份、2，4- 二硝基苯肼
4.5份、防老劑3份、硬脂酸鈰2.5份、酚醛樹脂13份、硼?；?.1份；
[0021]其中，所述改性納米微晶纖維素的改性劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷；所述改性納米微晶纖維素的平均粒徑為30nm ;所述改性納米氧化鋅的改性劑為二甲基二乙氧基硅烷；所述防老劑為防老劑D ；
[0022]所述液體橡膠按照以下工藝進行制備:按重量份將3份的甲基丙烯酸丁酯、3份的丙烯酸異辛酯、2.7份的丙烯酸縮水甘油酯混合后加入12份正丁醇，攪拌均勻后加入0.03份過氧化苯甲酰，通入氮氣后升溫至105°C，反應(yīng)2.5h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾得到所述液體橡膠。
[0023]對本發(fā)明油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料進行性能檢測，其拉伸強度為41MPa，斷裂伸長率為612% ;經(jīng)100°C X 24h的熱空氣老化后，拉伸強度保持率為92.3%，斷裂伸長率保持率為95.4% ;經(jīng)IRM902油90°C X70h處理后，拉伸強度保持率為97.2%，斷裂伸長率保持率為93.6%。
[0024]實施例3
[0025]本發(fā)明所述油井專用耐油耐老化天然橡膠電纜料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠76份、環(huán)氧樹脂11份、環(huán)氧化天然橡膠10份、液體橡膠6.7份、聚醚型聚氨酯6份、改性納米微晶纖維素26份、粉煤灰18份、滑石粉8.7份、硬脂酸4.3份、改性納米氧化鋅6.3份、氧化鎂1.7份、硫磺2.7份、N, N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺0.5份、促進劑2.3份、2，4- 二硝基苯肼3.8份、防老劑5.2份、硬脂酸鈰1.7份、酚醛樹脂10份、硼?；?.22份；
[0026]其中，所述改性納米微晶纖維素的改性劑為甲基丙烯酸鋅；所述改性納米微晶纖維素的平均粒徑為55nm ;所述防老劑為防老劑H、防老劑WSP按1:3重量份之比的組合；
[0027]所述液體橡膠按照以下工藝進行制備:按重量份將4份的甲基丙烯酸丁酯、6份的丙烯酸異辛酯、2份的丙烯酸縮水甘油酯混合后加入8份