一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶及用于螺杆泵定子，涉及一种丁腈橡胶及用于螺杆泵定子，制备丁腈橡胶的原料与质量份数如下：丁腈橡胶100份、N330高耐磨炭黑70份、改性纳米氧化锌3份、硬脂酸1份、4010NA防老剂1份、硫磺0.5份、促进剂DM 1.5份、促进剂TMTD 1.5份、促进剂MgO 0.15份、软化剂DOP 2份。纳米氧化锌改性：取6份KH550溶于去离子水（70份）‑无水乙醇（30份）溶液中，室温下超声分散后加入纳米氧化锌粉体（10份），边搅拌边加热至50℃，恒温15min后，过滤，用无水乙醇洗涤数次，将其置于80℃真空干燥箱中干燥后，得到目标产物。采用该制备方法生产的螺杆泵定子用丁腈橡胶耐油性好，耐摩擦磨损性能优异。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种丁腈橡胶及用于螺杆泵定子，特别是涉及一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶及用于螺杆泵定子。
技术介绍
目前我国大部分油田已经进入二采、三采阶段，稠油井频现，常规采油设备已经不能适应当前采油工况的要求，潜油螺杆泵尤其适合于该类高粘度稠油井的开采。由于起步较晚，加之技术仍不成熟，我国潜油螺杆泵的使用寿命较之国外还有很大差距。如何延长螺杆泵使役寿命，减少更新频率与成本，一直以来都是该工程领域中的研究热点。在通用橡胶中，丁腈橡胶(NBR)具有优异的耐油性，因而被广泛应用于油封、油箱、耐油胶辊、耐油胶板和螺杆泵橡胶衬里等。与其他非自补强性合成橡胶相同，需要在NBR中加入各种配合剂以提高、改善其使用性能。氧化锌(ZnO)在硫磺硫化体系中用作硫化活性剂，是橡胶工业中的重要配合剂之一，不但可以活化整个硫化体系，提高硫化胶的交联密度，还可改善硫化胶耐热老化性能。纳米氧化锌具有纳米材料的特殊属性，如表面效应，小尺寸效应等。氧化锌粒径的减小，使得氧化锌反应活性增强，可以实现与橡胶“分子”水平上的结合，但粒径的减小，也同时增大了氧化锌粒子的比表面能，使得纳米粉体团聚严重，为了更好的发挥出纳米材料的纳米效应，改善其在基体材料中的分散性，提高混炼效率，需要对其进行表面改性。使用纳米氧化锌改性橡胶的实例比较多，如一种多功能纳米ZnO增强橡胶（专利公开号为CN101891907A），采取的是用丙酮稀释后的表面活性剂处理纳米ZnO的方法；用于橡胶添加的纳米氧化锌复合母粒及其制备方法（专利公开号为CN1188459C）,采用的是在纳米氧化锌中加入不同功能复合组份，制得纳米氧化锌复合母粒的方法；纳米氧化锌/聚丙烯/聚乳酸复合纤维材料及其制备方法（专利公开号CN101407948B），采用的是等离子处理方法等，材料的使用性能均得到很好提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶及用于螺杆泵定子，本专利技术将改性纳米氧化锌加入丁腈橡胶，避免了纳米粒子由于表面能高引发团聚而导致失去纳米粒子性能。并用丁腈橡胶制作螺杆泵定子，使其具有优异的耐油、耐磨性，提高了材料的使用寿命与应用范围。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，所述改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，包括以下制备过程：首先，按质量份数比选取以下原料：丁腈橡胶100份、N330高耐磨炭黑70份、改性纳米氧化锌3份、硬脂酸1份、4010NA防老剂1份、硫磺0.5份、促进剂-二硫化苯并噻唑（DM）1.5份、促进剂-二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）1.5份、促进剂-氧化镁（MgO）0.15份、邻苯二甲酸二辛脂（DOP）2份；再将纳米氧化锌改性如下：取6份硅烷偶联剂γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶于去离子水（70）-无水乙醇（30）溶液中，室温下超声分散后加入纳米氧化锌粉体（10），边搅拌边加热至50℃，恒温15min后，过滤，用无水乙醇洗涤数次，将其置于80℃真空干燥箱中干燥后，得到目标产物；纳米氧化锌改性制丁腈橡胶：KH550、去离子水、无水乙醇、纳米氧化锌质量份数比为0.6:7:3:1；步骤如下：按上述比例份数称取物料备用；将开炼机辊距调整为0.5-1mm，称取丁腈橡胶投放薄通塑炼3分钟并包辊；将配合剂依次加入开炼机中混炼；割捣8-10次使配合剂混炼均匀后下片；将所得混炼胶放置24小时后，返炼3-5分钟，测定硫化时间tc90；按照所得tc90，将混炼胶在平板硫化机中硫化即可。所述的一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，所述配合剂依次加入开炼机中混炼的投料顺序为：丁腈橡胶→硫磺→硬脂酸→改性纳米氧化锌→防老剂4010NA→N330高耐磨炭黑→软化剂DOP→促进剂MgO→促进剂DM→促进剂TMTD。一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶用于螺杆泵定子，所述螺杆泵定子钢体外套内的定子，以橡胶为衬套浇铸在钢体外套内，定子通过内啮合围绕泵壳轴心线，呈行星转动的转子状构成；定子与钢套通过粘结剂固定在一起，定子内螺旋面与转子表面间啮合形成多个密封腔室，螺杆泵的定子衬套长度取为14-22个导程数。所述的一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶用于螺杆泵定子，所述螺杆泵的结构参数：泵的偏心距e、泵转子直径D、定子导程T按下列比值进行选取：,。所述的一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶用于螺杆泵定子，所述螺杆泵的初始过盈与螺杆直径的比值在0.008-0.012之间选取。本专利技术的优点与效果是：本专利技术丁腈橡胶加入改性纳米氧化锌，改善了纳米氧化锌粉体在橡胶基体中的分散性，有效提高硫化胶料的综合使役性能。一方面改进了丁腈橡胶的耐油溶胀老化性能，另一方面提高了丁腈橡胶的强度和硬度，使其耐磨损性能提高。本专利技术拓宽了螺杆泵用丁腈橡胶的应用范围。附图说明图1为螺杆泵转子主视图；图2为螺杆泵转子左视图；图3为螺杆泵定子主视图；图4为螺杆泵定子左视图；图5为螺杆泵动态示意主视图；图6为螺杆泵动态示意左视图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。图中：1-螺杆泵转子；2-螺杆泵定子；3-流体。本专利技术螺杆泵是由工作状态下不动的以橡胶为衬套并浇铸在钢体外套内、形成的定子及与定子通过内啮合，且围绕泵壳轴心线做行星转动的钢体转子构成。定子与钢套通过粘结剂固定在一起。定子内螺旋面与转子表面间啮合，形成多个密封腔室，被输送的介质在定子与转子啮合形成的密封腔室中，沿螺杆泵轴线方向做旋转位移，从螺杆泵吸入端向排出端移动。螺杆泵的结构参数（泵的偏心距e、泵转子直径D、定子导程T）按下列比值进行选取：,。螺杆泵的定子衬套长度取为14-22个导程数。螺杆泵的初始过盈与螺杆直径的比值在0.008-0.012之间选取。本专利技术所用的仪器设备包括：XK-150型开放式炼胶机，青岛亚东机械股份有限公司。M2000-A型橡胶无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司。XLB型平板硫化机，青岛亚东机械股份有限公司。LX-A型邵尔A型硬度计，上海自九量具有限公司。TH5000系列5000N电子万能试验机，江都市天璨试验机械厂。实施例1按质量份数比由以下原料组成：丁腈橡胶100份、高耐磨炭黑70份、改性纳米氧化锌1份、硬脂酸1份、4010NA防老剂1份、硫磺0.5份、DM1.5份、TMTD1.5份、MgO0.15份、DOP2份。一种螺杆泵定子用丁腈橡胶的研制，步骤如下：按上述比例份数称取物料备用；将开炼机辊距调整为0.5-1mm，称取丁腈橡胶投放薄通塑炼3分钟并包辊；将配合剂依次加入开炼机中混炼。投料顺序为：丁腈橡胶→硫磺→硬脂酸→改性纳米氧化锌→防老剂4010NA→N330高耐磨炭黑→软化剂DOP→促进剂MgO→促进剂DM→促进剂TMTD，割捣8-10次使配合剂混炼均匀后下片；将所得混炼胶放置24小时后，返炼3-5分钟，测定硫化时间tc90；按照所得tc90，将混炼胶在平板硫化机中硫化即可。将上述硫化样品进行筛选，选择表面光滑，无气泡的试样进行性能测试，主要经过：力学性能测试；硬度性能测试；耐油性能通过常温常压原油浸泡实验完成；磨损试验测试。本实施例所得螺杆泵定子用丁腈橡胶的力学性能测试结果见表1，硬度性能测试见表2，耐油溶胀测试结果见表3，磨损试验见表4。实施例2原料质量份数除改性纳米氧化锌用量为2份，其他与实施例1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，其特征在于，所述改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，包括以下制备过程：首先，按质量份数比选取以下原料：丁腈橡胶100份、N330高耐磨炭黑70份、改性纳米氧化锌3份、硬脂酸1份、4010NA防老剂1份、硫磺0.5份、促进剂‑二硫化苯并噻唑（DM）1.5份、促进剂‑二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）1.5份、促进剂‑氧化镁（MgO） 0.15份、邻苯二甲酸二辛脂（DOP）2份；再将纳米氧化锌改性如下：取6份硅烷偶联剂γ‑胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶于去离子水（70）‑无水乙醇（30）溶液中，室温下超声分散后加入纳米氧化锌粉体（10），边搅拌边加热至50℃，恒温15min后，过滤，用无水乙醇洗涤数次，将其置于80℃真空干燥箱中干燥后，得到目标产物；纳米氧化锌改性制丁腈橡胶：KH550、去离子水、无水乙醇、纳米氧化锌质量份数比为0.6:7:3:1；步骤如下：按上述比例份数称取物料备用；将开炼机辊距调整为0.5‑1mm，称取丁腈橡胶投放薄通塑炼3分钟并包辊；将配合剂依次加入开炼机中混炼；割捣8‑10次使配合剂混炼均匀后下片；将所得混炼胶放置24小时后，返炼3‑5分钟，测定硫化时间tc90；按照所得tc90，将混炼胶在平板硫化机中硫化即可。...
【技术特征摘要】
1.一种改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，其特征在于，所述改性纳米氧化锌制备丁腈橡胶，包括以下制备过程：首先，按质量份数比选取以下原料：丁腈橡胶100份、N330高耐磨炭黑70份、改性纳米氧化锌3份、硬脂酸1份、4010NA防老剂1份、硫磺0.5份、促进剂-二硫化苯并噻唑（DM）1.5份、促进剂-二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）1.5份、促进剂-氧化镁（MgO）0.15份、邻苯二甲酸二辛脂（DOP）2份；再将纳米氧化锌改性如下：取6份硅烷偶联剂γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)溶于去离子水（70）-无水乙醇（30）溶液中，室温下超声分散后加入纳米氧化锌粉体（10），边搅拌边加热至50℃，恒温15min后，过滤，用无水乙醇洗涤数次，将其置于80℃真空干燥箱中干燥后，得到目标产物；纳米氧化锌改性制丁腈橡胶：KH550、去离子水、无水乙醇、纳米氧化锌质量份数比为0.6:7:3:1；步骤如下：按上述比例份数称取物料备用；将开炼机辊距调整为0.5-1mm，称取丁腈橡胶投放薄通塑炼3分钟并包辊；将配合剂依次加入开炼机中混炼；割捣8-10次使配合剂混炼均匀后下片；将所得混炼胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐黎明，冯颖，杨爽，王文亮，王畅，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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