本發(fā)明屬于高分子化合物，尤其涉及耐高溫耐油的橡膠、制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在油田行業(yè)中常采用丁腈橡膠作為開采螺桿泵定子上的內(nèi)襯膠，由于其本身具有的耐高溫耐油性能被廣泛應(yīng)用，但是隨著石油資源的減少，對(duì)石化資源的缺口越來(lái)越大，需要不斷更新開采技術(shù)，應(yīng)對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的開采環(huán)境，石化行業(yè)的開采環(huán)境面臨的高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕性條件使得丁腈橡膠的使用壽命縮短，使用3-6個(gè)月就需要更換，影響開采效率，增加成本；現(xiàn)在逐步用氟橡膠代替丁腈橡膠，但是氟橡膠的成本較高限制了其應(yīng)用范圍。

2、中國(guó)發(fā)明專利cn201410226491.1公開了一種高性能螺桿泵定子橡膠組合物，以丁腈橡膠和聚氨酯為主體材料，以有機(jī)過(guò)氧化物硫化體系和硫磺硫化體系并用為硫化體系，以硬質(zhì)炭黑為增強(qiáng)填料，以rd/mb為防老體系，該組合物在柴油環(huán)境中具有較好的耐油性、耐疲勞性和粘合性能，但是僅能適應(yīng)70℃的環(huán)境，對(duì)于高溫環(huán)境的應(yīng)用性能不佳；中國(guó)發(fā)明專利cn201410491348.5公開了一種低門尼高耐油性橡膠、制備方法及在螺桿泵定子上的應(yīng)用，采用氫化丁腈橡膠作為主體材料，加入硬脂酸、氧化鋅改性，使其具有優(yōu)良的門尼粘度，加工性能好，能夠較好的滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求，但是其耐高溫性能和力學(xué)性能具有一定程度的下降，影響橡膠的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

2、耐高溫耐油的橡膠，以重量份計(jì)包括高分子主體材料100份，硫化劑1-5份，補(bǔ)強(qiáng)劑50-90份，增塑劑1-10份，防老劑1-5份，硬脂酸1-3份。

3、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子主體材料為高分子樹脂和高分子橡膠材料的組合，所述高分子樹脂和高分子橡膠材料的重量比為(1-5)：(0.5-0.8)。

4、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子樹脂和高分子橡膠材料的重量比為(2-4)：(0.6-0.7)。

5、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子樹脂和高分子橡膠材料的重量比為3：0.65。

6、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子樹脂選自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯中的一種或至少兩種的組合。

7、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子樹脂為聚氯乙烯。

8、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子橡膠材料選自丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、氟橡膠、三元乙丙橡膠、乙烯醋酸乙烯橡膠、環(huán)氧天然橡膠中的一種或至少兩種的組合。

9、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述高分子橡膠材料為氫化丁腈橡膠。

10、申請(qǐng)人在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，氫化丁腈橡膠和聚氯乙烯采用(1-5)：(0.5-0.8)的重量比，可以使定子內(nèi)襯膠維持良好的抗沖擊性能和拉伸強(qiáng)度，猜測(cè)可能的原因是：氫化丁腈橡膠與聚氯乙烯之間在cl原子與h之間形成氫鍵，使得氫化丁腈橡膠與pvc分子間作用力增強(qiáng)，優(yōu)選的重量比下使得氫化丁腈橡膠與pvc能夠達(dá)到近似完全共混的狀態(tài)，呈現(xiàn)均聚物的性質(zhì)，減少主體材料之間的空隙，提高力學(xué)性能。

11、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述氫化丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-45％，門尼粘度為60-65，殘余雙鍵質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9％。

12、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述氫化丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42-44％，門尼粘度為61-64，殘余雙鍵質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9％。

13、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述氫化丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43％，門尼粘度為63，殘余雙鍵質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9％。

14、申請(qǐng)人在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，采用丙烯腈含量為40-45％的氫化丁腈橡膠與pvc組合作為主體材料，可以提高內(nèi)襯膠的耐高溫，耐油性能，延長(zhǎng)定子內(nèi)襯膠的使用壽命，猜測(cè)可能的原因是：殘余雙鍵含量小于0.9％的氫化丁腈橡膠使丁腈橡膠分子鏈上絕大多數(shù)的碳碳雙鍵達(dá)到飽和，使其具有優(yōu)異的耐熱耐老化性能。申請(qǐng)人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，采用丙烯腈含量為43％的氫化丁腈橡膠與pvc組合，具有良好的相容效果，相容性較高，改善定子內(nèi)襯膠的抗沖擊性能，丙烯腈含量為43％的氫化丁腈橡膠分子鏈柔軟，且分子鏈中含有的-cn鍵還可以改善定子內(nèi)襯膠的耐油性，使其在長(zhǎng)時(shí)間的高溫高油環(huán)境中工作不易發(fā)生變性，延長(zhǎng)定子內(nèi)襯膠的使用壽命。

15、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述聚氯乙烯選自通用型聚氯乙烯、高聚合度聚氯乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯中的一種或幾種的組合，所述聚氯乙烯的粘度為125-135ml/g。

16、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述聚氯乙烯選自通用型聚氯乙烯、高聚合度聚氯乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯中的一種或幾種的組合，所述聚氯乙烯的粘度為133ml/g。

17、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述硫化劑選自硫磺或過(guò)氧化物硫化劑中的一種或幾種的組合，所述過(guò)氧化物硫化劑選自過(guò)氧化二異丙苯、二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酰叔丁酯、過(guò)氧化甲乙酮中的一種或幾種的組合。

18、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述硫化劑為硫磺和二叔丁基過(guò)氧化物的組合。

19、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述硫磺和二叔丁基過(guò)氧化物的重量比為(2-5)：1。

20、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述硫磺和二叔丁基過(guò)氧化物的重量比為3：1。

21、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述補(bǔ)強(qiáng)劑為改性填料，所述填料選自炭黑、納米氧化鋅、氧化鎂、二氧化硅、硅粉中的一種或幾種的組合。

22、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述補(bǔ)強(qiáng)劑為炭黑和改性納米氧化鎂。

23、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述炭黑和改性納米氧化鎂的重量比為1：(0.3-0.8)。

24、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述炭黑和改性納米氧化鎂的重量比為1：0.5。

25、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述改性納米氧化鎂的制備方法，包括以下步驟：

26、將異丙醇和水混合，加入醋酸，然后加入硅烷偶聯(lián)劑配成溶液，邊加邊攪拌小時(shí)，至溶液成清澈透明狀。將納米氧化鎂浸泡到該溶液中，充分?jǐn)嚢?，使得硅烷偶?lián)劑能夠接觸到納米氧化鎂表面，然后120℃烘干即可。

27、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述填料的粒徑為15-50nm。

28、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述納米氧化鎂的粒徑為20nm，所述炭黑的粒徑為25nm。

29、采用粒徑為25nm的炭黑和改性納米氧化鎂協(xié)同作用，可以增加高分子主體材料的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度，改善定子內(nèi)襯膠的硬度和力學(xué)性能，原因可能是，采用的炭黑結(jié)構(gòu)度較大，分散性好，包容高分子主體材料的量較大，可以改善體系的整體結(jié)構(gòu)密度。申請(qǐng)人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，通過(guò)炭黑和改性納米氧化鎂協(xié)同作用可以避免加工過(guò)程中膠料的短時(shí)間焦燒，能夠滿足良好的加工效果。

30、所述增塑劑為鄰苯二甲酸甲辛酯，所述防老劑為防老劑ippd。

31、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了耐高溫耐油的橡膠的制備方法，包括以下步驟：

32、將高分子主體材料和硫化劑投入密煉機(jī)中混煉均勻，密煉機(jī)的輥距為0.5-1mm；

33、加入補(bǔ)強(qiáng)劑，增塑劑和防老劑，混煉均勻；

34、加入硬脂酸，混煉10-15min；

35、從密煉機(jī)中流出，進(jìn)入開煉機(jī)打包打卷，出片。

36、所述橡膠能用于螺桿泵定子內(nèi)襯膠。

37、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

38、(1)本發(fā)明耐高溫耐油的橡膠采用丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-45％，門尼粘度為63，殘余雙鍵質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9％的氫化丁腈橡膠作為主體材料，制備的內(nèi)襯膠具有較高的熔點(diǎn)，在螺桿泵的使用過(guò)程中可以承受較高的溫度，并且具有耐高溫，耐油的效果；

39、(2)本發(fā)明耐高溫耐油的橡膠，采用氫化丁腈橡膠與聚氯乙烯協(xié)同作用，可以使定子內(nèi)襯膠實(shí)現(xiàn)良好的抗沖擊性能和拉伸強(qiáng)度，能夠適應(yīng)復(fù)雜的開采環(huán)境；

40、(3)本發(fā)明耐高溫耐油的橡膠，采用硫磺和過(guò)氧化物硫化劑共同作為硫化體系，可以降低硫化溫度，在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)硫化效果，減少能源消耗；

41、(4)本發(fā)明耐高溫耐油的橡膠通過(guò)引入納米氧化鎂和炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑，可以使定子內(nèi)襯膠達(dá)到合適的硬度，并且在低溫環(huán)境中不易發(fā)脆，具有良好的耐低溫性能；

42、(5)本發(fā)明耐高溫耐油的橡膠引入硅烷偶聯(lián)劑改性的納米氧化鎂，可以改善填料與高分子主體材料之間的相容性，避免空隙存在造成的力學(xué)性能下降。