CN102660058A - 一种承压燃气调压器橡胶膜片合成材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种承压燃气调压器橡胶膜片材料及其制备方法，该承压燃气调压器橡胶膜片材料的原料组成及按重量份配比如下：丁腈橡胶70-90份；氯化聚乙烯30-10份；增塑剂10-30份；白炭黑30-50份；硫化剂和硫化促进剂6-10份以及其它加工助剂。本发明选择丁腈橡胶和氯化聚乙烯橡胶为主体，同时避免使用酸填料物质和矿物油类软化剂，在硫化体系方面采用低硫高促、过氧化物等系列，在增强一定弹性的基础上保证抗溶性，用本发明方法组合物制得的橡胶膜片，胶料混合过程的能耗低，压出物尺寸稳定性好，胶料表面质量好，在确保加工性能的前提下，提高了橡胶膜片的性能，延长了橡胶膜片的使用寿命。

Description

一种承压燃气调压器橡胶膜片合成材料及其制备方法

技术领域

 本发明涉及一种橡胶膜片材料及其制备方法。

背景技术

在燃气输送过程中，作为控制燃气压力的燃气调压器，要求具有较好的稳压性及灵敏性，目前国内燃气调压器橡胶膜片适用于工作压力0.2MPa以下的燃气调压器产品，橡胶主材为丁腈橡胶，丁腈橡胶具有优良的耐油性,其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性，但是丁晴橡胶耐臭氧性能不佳，不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，性能受丙烯腈含量影响，随着丙烯腈含量增加，弹性、耐寒性降低，随着燃气事业的发展，城镇燃气调压器工作压力已经达到4.0MPa，现有橡胶膜片不能满足高压调压器的需求，此外，传统的橡胶弹性膜片，胶料混合过程的能耗大、成本高、压出物尺寸稳定性不好，物理机械性能、热稳定性、耐久性以及使用寿命都有提高的必要和空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种承压燃气调压器橡胶膜片材料及其制备方法，要解决现有橡胶膜片不能满足高压燃气调压器的技术问题；并解决提高橡胶膜片的性能、延长橡胶膜片使用寿命、降低成本的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种承压燃气调压器橡胶膜片合成材料，其材料的原料组成及重量份配比如下：

丁腈橡胶                         70-90份；

氯化聚乙烯                     10-30份；

增塑剂                             10-30份；

白炭黑                             30-50份；

硫化剂和硫化促进剂        6-10份。

所述合成材料的原料组成及重量份配比中有0-4份的硬脂酸和2-7份的氧化锌作为活化剂。

所述合成材料的原料组成及重量份配比中有10-30份的填充剂，填充剂是轻质碳酸钙或陶土。

所述合成材料的原料组成及重量份配比中有3-8份的防老剂，防老剂是防老剂RD、防老剂4020NA或者石蜡。

所述硫化剂为0-4份的硫磺，硫化促进剂为1-4份的橡胶促进剂。

一种所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料的制备方法：

步骤一，第一段混炼：加入丁腈橡胶及氯化聚乙烯，在50-80℃下压陀混炼0.5-1min，再加入增塑剂、活化剂、防老剂及填充剂，压陀混炼1-2min，然后加入白炭黑压陀混炼2-4min，提陀1-2min排胶，排胶温度150-170℃，得到混炼胶；

步骤二，第二段混炼：加入第一段的混炼胶和硫化剂及硫化促进剂，薄通六次下片，在平板硫化机上的硫化条件为175℃×25min。

一种应用所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料和制备方法的承压燃气调压器橡胶膜片，所述膜片包括中间的增强尼龙帘子布核心层以及由粘胶剂层粘附在核心层上下两侧的合成橡胶层，所述增强尼龙帘子布核心层的经线与纬线相互交织且呈斜纹布于上下两层合成橡胶层之间。

所述增强尼龙帘子布的经线和纬线交织的夹角为30-60度。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明克服了传统橡胶膜片不能满足高压燃气调压器的缺点，解决了提高橡胶膜片性能的技术问题。

本发明中大部分生胶选择丁腈橡胶，因其是耐油、耐老化性能较好的合成橡胶，可以满足燃气调压器上的橡胶膜片组合物的使用要求，同时加入氯化聚乙烯，氯化聚乙烯为饱和高分子材料，与丁腈橡胶具有良好的相容性，同时，氯化聚乙烯无毒无味、不含重金属及多环芳烃PAHS，符合环保要求；有优异的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱、化学药品性能以及耐油性能，尤其是耐ASTM 1号油、ASTM 2号油性能极佳，与丁腈橡胶NBR相当；韧性良好，在-30℃仍有柔韧性；氯化聚乙烯中含有氯元素，具有极佳的阻燃性能，且有燃烧防滴下特性；氯化聚乙烯具有高填充性能，能够提高补强剂和填充剂的用量，在保证制品性能不下降的前提下，有利于降低生产成本；加入氯化聚乙烯后，能够提高橡胶膜片的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱以及化学药品性能，提高橡胶膜片使用寿命；氯化聚乙烯的加工性能好，与丁腈橡胶并用后可以有效改善胶料的加工性能，改善成品的外观及性能。本发明中的白炭黑的作用可以保证胶料有足够的强力、模量。

由于对胶料必须满足克服气体及液体溶剂的侵蚀，同时和增强织物粘合效果要好，选择丁腈橡胶和氯化聚乙烯橡胶为主体，同时避免使用酸填料物质和矿物油类软化剂，在硫化体系方面采用低硫高促、过氧化物等系列，在增强一定弹性的基础上保证抗溶剂好，本发明通过胶体的选择、配合剂的选择、硫化工艺的配合，橡胶膜片应用环境的条件，优化了橡胶配方，用本发明方法组合物制得的燃气调压器上的橡胶弹性膜片，胶料混合过程的能耗低，压出物尺寸稳定性好，胶料表面质量好，与常用的燃气调压器上的橡胶膜片相比，在确保加工性能的前提下，不但可提高燃气调压器上的橡胶膜片的物理机械性能，其压缩永久变形小及耐溶剂性好，生热较低，热稳定性较好，可以提高燃气调压器上的橡胶膜片的耐久性、延长橡胶膜片使用寿命。

本发明的承压燃气调压器橡胶膜片克服了传统橡胶膜片不能满足高压燃气调压器要求的缺点，解决了提高橡胶膜片性能、延长橡胶膜片使用寿命的技术问题。它灵敏度好，同时有很好的耐溶剂性，内部纤维按一定的倾斜角度排列，这种骨架结构分散了一定的应力，从而提高了抗压能力，通过增强橡胶膜片内部骨架结构，在一定气体压差下，不小于4MPa,橡胶膜片的变形量与气体压差匹配的同时，优化橡胶膜片内部骨架材料，选择高强度、高韧性尼龙帘子布为基体，延长膜片使用寿命。该高压调压器控制膜片，在一定气体压差下，通过橡胶膜片产生形变，在一定结构的阀门型腔内，利用橡胶的弹性变形驱动调压器执行机构，从而控制气体压力。

附图说明

图1是本发明的橡胶膜片的结构示意图。

图2是本发明的橡胶膜片俯视状态的结构示意图。

附图标记：1-增强尼龙帘子布核心层、2-合成橡胶层、3-粘胶剂层。

具体实施方式

实施例参见下表：下面通过通用膜片配方和实施例配方对本发明进行详细说明：

橡胶膜片通用配方与本发明实施例配方

注：丁腈橡胶：国产；氯化聚乙烯：国产；其它常规试剂可市购。

其中白炭黑为补强剂；硬脂酸和氧化锌为活化剂；DOP为通用型增塑剂；轻质碳酸钙为填充剂；石蜡也是防老剂之一，其主要作用是提高耐臭氧能力，防老化； CZ和TT是硫化促进剂；硫磺S为硫化剂。

上述各实施例配方的制备工艺如下：

（1）第一段混炼：加入丁腈橡胶及氯化聚乙烯50-80℃下压陀混炼0.5-1min，再加入氧化锌、硬脂酸、DOP、轻质碳酸钙、防老剂这些小料压陀混炼1-2min，然后加入白炭黑压陀混炼2-4min，提陀1-2min排胶，排胶温度150-170℃，得到混炼胶；；

（2）第二段混炼：加入一段混炼胶和硫磺及硫化促进剂，薄通6次下片，混炼胶在平板硫化机上的硫化条件为175℃×25min。

从各实施例得到的测试数据如下表：

从以上实施例和对比例可以看出，实施例配方与通用配方相比：胶料混炼过程的电流较小，这样混炼功率就小，可以达到节能降耗的目的；胶料表面光滑平整，外观更好，部件加工过程无变形；门尼粘度略小，门尼焦烧时间相当，说明加工工艺较好，可以使胶料有较好加工安全性；物理机械性能中均较优或相当，说明有较好的物理机械性能；耐溶剂质量变化率小，说明耐溶剂性能好，可以提高橡胶膜片的使用寿命，按照本发明中所述的配方制备的橡胶膜片可满足高压燃气调压器上的橡胶膜片的要求。

一种应用所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料和制备方法制得的承压燃气调压器橡胶膜片，参见图1、图2所示，这种高压燃气调压器橡胶膜片，所述膜片包括中间的增强尼龙帘子布核心层1以及由粘胶剂层3粘附在核心层1上下两侧的合成橡胶层2，所述增强尼龙帘子布核心层1的经线与纬线相互交织且呈斜纹布于上下两层合成橡胶层2之间，所述增强尼龙帘子布的经线和纬线交织的夹角为60度，所述粘胶剂层3位于核心层1与合成橡胶层2两者之间，其本身的厚度可以很小甚至最终形成的橡胶在膜片中完全融入其它层中，该橡胶膜片为圆环形，外周边均匀分布若干圆孔，其中图2中所示的剖面部分显示了内部各层的分布以及核心层1增强尼龙帘子布的内部经纬线的排布，增强尼龙帘子布的经线和纬线交织的夹角为30-60度。

Claims (8)

1.一种承压燃气调压器橡胶膜片合成材料，其特征在于其材料的原料组成及重量份配比如下：丁腈橡胶                70-90份；

氯化聚乙烯                 10-30份；

增塑剂                       10-30份；

白炭黑                       30-50份；

硫化剂和硫化促进剂       6-10份。

2.根据权利要求1所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料，其特征在于：所述合成材料的原料组成及重量份配比中有0-4份的硬脂酸和2-7份的氧化锌作为活化剂。

3.根据权利要求1或2所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料，其特征在于：所述合成材料的原料组成及重量份配比中有10-30份的填充剂，填充剂是轻质碳酸钙或陶土。

4.根据权利要求3所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料，其特征在于：所述合成材料的原料组成及重量份配比中有3-8份的防老剂，防老剂是防老剂RD、防老剂4020NA或者石蜡。

5.根据权利要求1或4所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料，其特征在于：所述硫化剂为0-4份的硫磺，硫化促进剂为1-4份的橡胶促进剂。

6.一种如权利要求5所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料的制备方法，其特征在于：

步骤一，第一段混炼：加入丁腈橡胶及氯化聚乙烯，在50-80℃下压陀混炼0.5-1min，再加入增塑剂、活化剂、防老剂及填充剂，压陀混炼1-2min，然后加入白炭黑压陀混炼2-4min，提陀1-2min排胶，排胶温度150-170℃，得到混炼胶；

步骤二，第二段混炼：加入第一段的混炼胶和硫化剂及硫化促进剂，薄通六次下片，在平板硫化机上的硫化条件为175℃×25min。

7.一种承压燃气调压器橡胶膜片，应用权利要求1-6所述的承压燃气调压器橡胶膜片合成材料和制备方法，其特征在于：所述膜片包括中间的增强尼龙帘子布核心层（1）以及由粘胶剂层（3）粘附在增强尼龙帘子核心层（1）上下两侧的合成橡胶层（2），所述增强尼龙帘子布核心层（1）的经线与纬线相互交织且呈斜纹布于上下两层合成橡胶层（2）之间。

8.根据权利要求7所述的高压燃气调压器橡胶膜片，其特征在于：所述增强尼龙帘子布的经线和纬线交织的夹角为30-60度。

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