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    膠管配方設計

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    膠管配方設計

    發布日期:2018-10-17 作者:凱福 點擊:

    膠管配方設計

        一、膠管各層的功用

        1.內膠層

        輸送介質的第一工作面,也是使用條件最苛刻的部位,要求如下。 對輸送介質有足夠的適應性。具有抗滲透、耐溶脹、耐腐蝕、耐磨損的特點,食品膠管要無毒、無味,高壓膠管要求一定壓力下不泄露,輸送泥漿要耐磨損等。 具有一建彈性、柔軟性、耐老化性。 氣密性強。 與其它部件硫化速度匹配,即與外膠相接近,但要慢于布層膠。 適于工藝加工性的要求,如半成品有足夠挺性,收縮性小,壓出、壓延表面光滑,易于成型。

        2.外膠層

        膠管的第二工作面,暴露于空氣中起著保護內層結構不受損傷的作用,具體

    要求如下。 具有優越的耐光、天候老化、機械老化。 抗撕裂、耐磨損,符合環境條件的要求。 硫速平穩,平坦性良好。 壓出、壓延表面光滑。

         3.中間膠

         多層骨架膠管會造成內、外膠層與骨架層脫層現象,中間膠是起到填充、粘合骨架與膠層的作用,使膠管成為一體,它也是內膠層的保護層。具體要求如下。 良好的粘合性能。 良好的彈性、柔軟性、耐曲撓性。 硫化速度應與各層匹配。要求硫化的滲透性強、初硫點慢,但正硫點應要稍快于內、外膠層。

         二、通用膠管的配方設計

         通用膠管如普通風壓管、水管、氧氣管、噴霧管等。配方的主要特點如下。

         1.膠種的選擇

         選用天然橡膠、丁苯橡膠為主體,外膠層也可摻用氯丁橡膠。為降低成本、改

    善工藝性能,外膠層可適當摻用再生膠。

         2.含膠率的確定

         內膠層含膠率在40~50%左右;外膠層在30~35%左有;中間膠在35%左右;膠漿膠

    40~45%

    左右。

         3.硫化體系選擇

         一般是采用常規硫化體系。內膠層硫黃用量2~2·5份,以噻唑類促進劑為主體的硫化促進劑。中間膠及帆布擦膠硫化速度稍快,硫黃用量2份左有,促進劑可用噻唑類與秋蘭姆類并用。外膠層硫化體系要根據膠種確定,如是天然橡膠基本同上;如是氯丁橡膠應以金屬氧化物硫化。

        4.補強體系選擇

        內、外膠層以高耐磨為主體,而擦膠、中間膠以通用型或半補強炭黑為主。

        5.增塑、軟化體系選擇

        常以松焦油、機油、重油為主體,可適當摻用三線油、六線油。如采用丁腈橡膠、氯丁橡膠必須使用合成樹脂類,如鄰苯二甲酸二丁酯等。中間膠、擦膠、膠漿膠應適當多加粘合型軟化劑,古馬龍、松香及RFRH直接粘合系。

        三、特種膠管的配方設計

        1.耐油膠管:

    (1)膠種的選擇  

    對耐油膠管選用橡膠的原則,應是與輸送油類的溶解度參數差距愈大愈好。通常情況下,多以丁腈橡膠為主,或與適量的氯丁橡膠并用,也采用與其他高分子聚合物并用,以獲得較好的耐油性能。氯醚橡膠是一種具有良好的耐老化耐油類耐溶劑的膠種,因此可用來制造要求更高的耐油膠管。

    (2)硫化體系:

    對采用丁腈橡膠配合的耐油膠管膠料,其硫化體系通常以低硫配合效果較好;在丁腈橡膠與氯丁橡膠并用的配方中,若氯丁的使用比例大于大于丁腈時,應根據氯丁橡膠的硫化系統配合為好。氯醚橡膠適用的硫化劑和活化劑有乙烯基硫脲(NA-22,二硫化嗎啡啉,紅鉛,二乙基二硫代氨基甲酸鋅(ZDC)等多種。

     (3)補強及填充劑:

    通常選用高耐磨爐黑,或與半補爐黑并用,用量一3050份為宜。外層膠配方中以半補爐黑為主,用量也適當減少。一般情況下,當補強劑的補強性能越大,其硫化膠抗溶脹性能愈優,耐油性能也有提高。因此,在耐油膠管的膠料配方中,在不影響其性能的前提下,補強劑和填充劑的用量在一定范圍內科適當增加。

    (4)軟化劑:

     在耐油膠管的膠料中,使用的軟化劑品種應考慮不溶于被輸送介質及無加速橡膠老化的作用。在滿足工藝要求的情況下,其用量盡可能的減少。
    在丁腈及氯丁橡膠的配合中,通常以酯類增塑劑的效果較好,對采用無芯法生產的膠管或定型性要求較高的膠料,可選用適量的固體軟化劑。

    2.耐酸堿膠管

    (1)膠種的選擇 

     可采用丁苯橡膠,氯丁橡膠,可與適量的適量的天然橡膠并用可改善壓延,壓出及成型工藝性能。對輸送腐蝕性較強的耐濃酸堿膠管,可選用丁基橡膠或氯磺化聚乙烯等特種橡膠配合。丁基橡膠除了能夠耐較強的無機酸之外,對一般的有機酸也有較好的抗耐作用。氯磺化聚乙烯對很多化學藥劑具有很好的抵抗能力,其中包括鹽酸 、硝酸 、硫酸等強酸和氫氧鈉 、氫氧化鉀等強堿液。

    (2)硫化體系:

     對于丁苯橡膠,天然橡膠 等通用橡膠配合的膠料,一般可選用低硫(磺)配合為宜,促進劑以噻唑類或次磺酰胺類效果較好。氯磺化聚乙烯選用金屬氧化物 有機酸和其他促進劑為硫化體系。常用的促進劑有M,DM,以及乙烯基硫脲和二硫代氨基甲酸鹽等。后者是金屬氧化物交聯系統不可缺少的促進劑。配有氧化鎂的硫化膠,耐水性較差(尤其是在高溫下),因此不可適用于用于耐稀酸堿的溶液的膠料中。但對70%的硝酸,以及發煙硝酸和發煙硫酸等,含有氧化鎂的比氧化鉛膠料的抗耐性更好。

    3)補強劑及填充劑:

    常用的補強劑以半補強爐黑或者高耐磨爐黑;填充劑的使用應注意選擇一些在使用條件下能保持惰性的品種,如硫酸鋇,陶土粉,滑石粉等,在保證所需物理性能的前提下,適當增加填充劑的用量也可提高耐酸堿的性能。4)軟化劑: 酯類軟化劑應該盡量少用或不用。選擇在酸或堿液中不被水解和抽出,或在在硫化過程中自身進行交聯的較為理想。

    3.液壓膠管

    這類膠管主要指鋼絲編織或鋼絲纏繞結構的高壓膠管,由于其使用的條件比較苛刻,對內膠層的膠料,除了具有耐相應的液壓介質外,還應具有較高的定伸應力和硬度,以及較低的壓縮應力松弛和永久變形等性能。

    (1)膠種選擇:

    內層膠大量使用的還是以丁腈橡膠為主,或與某些高性能的合成樹脂并用;對一些輸送特殊介質(如;磷酸酯液壓油,高溫蒸汽等)的高壓膠管,其內層膠可選用乙丙橡膠,丁基橡膠或其他特種橡膠。

    (2)硫化體系: 

    可根據選用的膠種而定,若以丁腈橡膠配合時,其配方設計可類似于耐油膠管,通常也可采用硫磺和促進劑體系。若配用適量的氧化鎂可獲得較好的耐熱性能和抗壓縮性能。

    (3)補強劑和填充劑:

     一般情況下,可配用高耐磨爐黑,通用爐黑或者兩者并用,若配用大量的噴霧碳黑,可獲得更為滿意的綜合機械性能和壓出性能。壓出的管坯表面光澤性好,可提高膠料的密實性和定型性。

    (4)軟化劑: 

    與耐油膠管基本類似,但軟化劑的用量不宜太多。在丁腈橡膠和氯丁橡膠的的配合中,增塑劑的品種以酯類效果好,其中以脂肪二元酸酯類(如癸二酸二辛酯等)的增塑效果及低溫性比苯二甲酸酯類(如鄰苯二甲酸二丁酯等)更好。在中膠配方中,也有采用防老劑BLE或間甲白體系,以提高膠層與鋼絲骨架的結合強度。

    4.耐熱膠管

    1)種的選擇  

    輸送溫度在150度蒸汽或過熱水的膠管,選擇丁苯  或氯丁橡膠,若與適量的天然橡膠并用,可改善膠料的壓延壓出工藝性能,適當用一些再生膠,有利于提高產品的使用性能。乙丙橡膠和丁基橡膠為最佳的選擇,乙丙橡膠在150度以上的工作條件下仍具有優異的耐熱性能。可采用丁苯橡膠,氯丁橡膠,可與適量的適量的天然橡膠并用可改善壓延,壓出及成型工藝性能。

    2)硫化體系

    對于丁苯橡膠,天然橡膠等,一般以無硫(磺)或低硫配合為宜;若采用過氧化物交聯時,可獲得若穩定性更好的交聯結構。若用樹脂硫化的丁基橡膠其耐熱性更優異,但硫化時間較長,且樹脂需用量較大。經過鹵化的丁基橡膠,用過氧化物活化體系硫化可獲得很好的耐熱性能。

    3)補強劑及填充劑:

    常用半補強爐黑或者高耐磨爐黑為宜,也可采用中粒子熱裂法碳黑或快壓出爐黑。若采用吸水性較小的淺色無機填充劑,其耐熱性能可優于碳黑。

    4)軟化劑:

     一般用石油系高沸點操作油和聚酯類增塑劑較為理想。

    5.耐磨膠管

    1)膠種的選擇:

     一般順丁橡膠,天然橡膠,丁苯橡膠及異戊橡膠都可選用。其中并用比單用效果好。若以順丁橡膠或丁苯橡膠并用時,雖然能得到良好的耐磨性能,但工藝性能比較差,而順丁橡膠(或丁苯橡膠)與天然橡膠并用時,可獲得滿意的綜合效果。聚氨酯橡膠也是也是一種耐磨性優異的膠種,對于要求更高的耐磨膠管可以選用。

    2)硫化體系:

    一般可以采用硫磺,促進劑配合,若以順丁橡膠和天然橡膠的配比為70:30時,硫磺的用量以1.2:1.4份較為適宜,促進劑以噻唑類(促進劑MDM)或次磺酰胺(促進劑CZ,NOBS)效果較好。聚氨酯橡膠硫化體系可以選用過氧化物及二異氰酸酯配合。

    3)補強劑及填充劑:

     用細粒子高結構的耐磨爐黑效果較好,特別是在順丁橡膠用量大的情況下,使用可提高定伸應力和耐磨性,而且壓出效果也比較好,表面光滑而且管坯外形穩定性也較好。

    6.耐寒膠管

    1)膠管選擇:

     一般配以玻璃化溫度低和結晶性傾向小的膠鐘為宜。如天然橡膠,順丁橡膠,丁基橡膠,硅橡膠;對于兼有一定耐油性的耐寒膠管,可選用丙烯腈含量較低的丁腈橡膠,也可將天然橡膠(或順丁橡膠)與少量的氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。

    2)硫化體系:

    一般可以采用硫磺,促進劑配合,而不采用無硫(磺)或過氧化物交聯。此外對于這類膠料的硫化程度,宜高不宜低。

    3)補強劑及填充劑:

    炭黑以軟質半補強爐黑或噴霧炭黑為宜;填充劑可適量選用淺色細粒子填料(如活性碳酸鈣)用量不宜多。

    4)軟化劑:

     用相溶性好,揮發性小,凝固點低低于橡膠玻璃化溫度的軟化劑,在丁腈橡膠或氯丁橡膠配合中,以酯類增塑劑(鄰苯二甲酸二丁酯及癸二酸二辛酯)的低溫效果較好。

    7.電絕緣膠管

    1)膠管選擇:

    選非極性橡膠,例如天然橡膠,丁基橡膠,乙丙橡膠,硅橡膠都可用。選用的橡膠應注意潔凈,防止混入禁書雜質。在膠料的配合中含膠率應適當提高。

    2)硫化體系:

    以低硫(磺)配合為宜,其中促進劑以噻唑類(如M,DM)的絕緣效果較好。

    3)補強劑及填充劑:

    在黑色膠管中,以選用低結構的炭黑為宜,用量不宜過多;填充劑配用陶土粉,滑石粉,云母粉以及碳酸鈣等,都有較好的耐電性能。 若不使用炭黑,選用上速無機填料制成的淺色膠管,可獲得更為理想的電絕緣效果。

    8.導電膠管

    與電絕緣膠管相反,膠料選用極性較大的膠鐘,(丁腈橡膠,氯丁橡膠)效果較好,填充劑以乙炔炭黑或專用的導電炭黑,并配入適量的金屬氧化物(如氧化鎂,氧化鋅等)均可獲得較好的導電性能。


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    關鍵詞:TAIC,膠管,硫化劑

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