CN103317814A - 带压封堵密封用皮碗的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带压封堵密封用皮碗的制备方法，属于橡胶工业管道密封制品领域。带压封堵密封用皮碗的制备方法，包括以下步骤：（1）准备基础层、增强层和密封层原料；（2）制备基础层；（3）制备密封层；（4）将基础层、增强层放入模具中，然后将密封层注入模具中；（5）进行硫化处理，最后出模。采用本发明技术获得的皮碗具有高耐磨、高强度、高密封性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种带压封堵密封用皮碗的制备方法，属于橡胶工业管道密封制品领域。
背景技术
皮碗主要用于管道的封隔密封，使管道形成若干个分开的密封空间。但是现有皮碗耐磨性、拉伸强度、硬度等指标已经不能满足工程上的实际需要，尤其是在长输管道带压开孔封堵作业中。带压开动封堵作业一般是在已投产的油、气管线上作业，施工风险高，不允许有任何闪失。皮碗作为关键部件，密封皮碗的性能、密封效果极大地影响着带压开孔封堵安全。因此，一种可以多次重复利用、有较高耐磨性、有较高强度的皮碗成为了现在技术研发的重点。
发明内容
本发明就是针对现有技术问题和工程实际的需要，提供一种高耐磨、高强度、高密封性的带压封堵密封用皮碗的制备方法。
本发明提供的技术方案是：
带压封堵密封用皮碗的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备基础层、增强层和密封层原料，基础层原料按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、补强剂80～100份、增塑剂5～10份、防老剂2～3份、交联剂3～5份、偶联剂0.5～1份，增强层原料为：经挂胶处理的锦纶帘子布，密封层原料按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、补强剂40～50份、增塑剂5～10份、防老剂2～3份、交联剂3～5份、偶联剂0.5～1份、芳纶浆粕10～15份；
（2）制备基础层：将偶联剂均匀混入补强剂中，然后与丁腈橡胶、增塑剂、防老剂、交联剂混合；
（3）制备密封层：将偶联剂均匀混入补强剂中，然后与丁腈橡胶、增塑剂、防老剂、交联剂、芳纶浆粕混合；
（4）将基础层、增强层依次放入模具中，然后将密封层注入模具中，模具温度为100℃；
（5）进行硫化处理，硫化温度保持在150℃，加压10Mpa，硫化时间1～1.5小时，最后出模。
具体的，在步骤（2）中将防老剂、丁腈橡胶先与重量1/3的混有偶联剂的补强剂混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂的补强剂混入，最后混入交联剂。
具体的，在步骤（3）中将防老剂、丁腈橡胶、芳纶浆粕先与重量1/3的混有偶联剂的补强剂混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂的补强剂混入，最后混入交联剂。
具体的，在将密封层注入模具前，对密封层进行1小时80℃的保温。
具体的，基础层和密封层原料中补强剂选用粒径为30～50纳米的二氧化硅。
具体的，基础层和密封层原料中交联剂选用邻苯二甲酸二仲辛酯。
具体的，基础层和密封层原料中增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯。
具体的，基础层和密封层原料中防老剂选用2-巯基苯并咪唑或防老剂4010。
具体的，基础层和密封层原料中偶联剂选用KH550或KH570。
本发明所述皮碗由基础层、增强层和密封层构成。基础层采用高硬度丁腈橡胶复合材料，起到支撑作用；增强层由锦纶帘子布构成，主要作用是增加整体抗拉强度；密封层采用高耐磨的丁腈橡胶复合材料，起到密封作用。
采用原为改性分散技术，对精细纳米二氧化硅粒子进行偶联改性，并均匀填充到丁腈橡胶中，获得了高硬度、高强度的丁腈橡胶复合材料。
选用挂胶的锦纶帘子布，使锦纶帘子布容易与橡胶硫化粘合，充分利用锦纶帘子布强度高、耐冲击、耐疲劳性能好的优点，保证所述皮碗在使用中不破坏。
采用耐高温的芳纶浆粕对弹性体丁腈橡胶进行补强的技术。芳纶浆粕表面的微纤结构使得芳纶浆粕表面积很大，因此与橡胶的潜在接触面较多，从而可能由于“机械”啮合作用而与橡胶具有很强的表面结合力。采用本发明技术获得的密封层丁腈橡胶复合材料，其常温下的拉伸强度达到35Mpa，扯断伸长率达到320%，邵氏硬度达到75～80。160℃下的拉伸强度和撕裂强度分别为13.6MPa和32.8KN/M。这样就充分保证了所述皮碗的密封性能。
由于采用级补强剂，同时采用芳纶浆粕进行增强，必然造成胶料的加工流动性能变差，因此本发明在将密封层注入模具前，对密封层进行1小时80℃的保温热处理。这样使得密封层变软，加工粘度下降，以保证胶料注压过程的顺利进行。该热处理既保证了焦烧安全期，又不会在热处理时发生早期交联现象。
注压模具温度保持在100℃，既利于注压过程的进行，又避免注压生热造成的焦烧。
硫化过程中，采用高压保压，保证了所述皮碗的致密性，进一步避免了熔接痕的形成。硫化采用了长时间硫化，在皮碗较厚的情况下，保证了硫化程度和硫化均匀性。
附图说明
图1是带压封堵密封用皮碗的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
带压封堵密封用皮碗的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备基础层、增强层和密封层原料，基础层原料按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、粒径为30～50纳米的二氧化硅80份、邻苯二甲酸二丁酯6份、2-巯基苯并咪唑2.3份、邻苯二甲酸二仲辛酯3.4份、0.7份的偶联剂KH570，增强层原料为：经挂胶处理的锦纶帘子布，密封层按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、粒径为30～50纳米的二氧化硅43份、邻苯二甲酸二丁酯6份、2-巯基苯并咪唑2.4份、邻苯二甲酸二仲辛酯3.7份、0.6份的偶联剂KH570、芳纶浆粕12份；
（2）制备基础层：将偶联剂KH570均匀混入粒径为30～50纳米的二氧化硅中，之后将2-巯基苯并咪唑、丁腈橡胶先与重量1/3的混有偶联剂KH570的粒径为30～50纳米的二氧化硅混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂KH570的粒径为30～50纳米的二氧化硅混入，最后混入邻苯二甲酸二仲辛酯；
（3）制备密封层：将偶联剂KH570均匀混入粒径为30～50纳米的二氧化硅中，之后将2-巯基苯并咪唑、丁腈橡胶、芳纶浆粕先与重量1/3的混有偶联剂KH570的粒径为30～50纳米的二氧化硅混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂KH570的粒径为30～50纳米的二氧化硅混入，最后混入邻苯二甲酸二仲辛酯；
（4）在将密封层注入模具前，对密封层进行1小时80℃的保温，然后将基础层、增强层放入模具中，之后将密封层注入模具中，模具温度为100℃；
（5）进行硫化处理，硫化温度保持在150℃，加压10Mpa，硫化时间1～1.5小时，最后出模。
带压封堵密封用皮碗结构示意图如图1所示，包括基础层1、增强层2和密封层3。
实施例2
带压封堵密封用皮碗的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备基础层、增强层和密封层原料，基础层原料按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、粒径为30～50纳米的二氧化硅85份、邻苯二甲酸二丁酯7份、2.4份的防老剂4010、邻苯二甲酸二仲辛酯3.4份、0.7份的偶联剂KH550，增强层原料按下列重量份数准备：经挂胶处理的锦纶帘子布，密封层原料为：丁腈橡胶100份、粒径为30～50纳米的二氧化硅45份、邻苯二甲酸二丁酯7份、2.4份的防老剂4010、邻苯二甲酸二仲辛酯3.7份、0.6份的偶联剂KH550、芳纶浆粕13份；
（2）制备基础层：将偶联剂均匀混入粒径为30～50纳米的二氧化硅中，之后将防老剂4010、丁腈橡胶先与重量1/3的混有偶联剂的粒径为30～50纳米的二氧化硅混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂的粒径为30～50纳米的二氧化硅混入，最后混入邻苯二甲酸二仲辛酯；
（3）制备密封层：将偶联剂均匀混入粒径为30～50纳米的二氧化硅中，之后将防老剂4010、丁腈橡胶、芳纶浆粕先与重量1/3的混有偶联剂的粒径为30～50纳米的二氧化硅混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂的粒径为30～50纳米的二氧化硅混入，最后混入邻苯二甲酸二仲辛酯；
（4）在将密封层注入模具前，对密封层进行1小时80℃的保温，然后将基础层、增强层放入模具中，之后将密封层注入模具中，模具温度为100℃；
（5）进行硫化处理，硫化温度保持在150℃，加压10Mpa，硫化时间1～1.5小时，最后出模。
实施例3～7步骤与上述实施例相同，具体原料成分表如表1所示，原料重量用量表如表2所示。
表1原料成分表
表2原料重量用量表
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）准备基础层、增强层和密封层原料，基础层原料按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、补强剂80～100份、增塑剂5～10份、防老剂2～3份、交联剂3～5份、偶联剂0.5～1份，增强层原料为：经挂胶处理的锦纶帘子布，密封层原料按下列重量份数准备：丁腈橡胶100份、补强剂40～50份、增塑剂5～10份、防老剂2～3份、交联剂3～5份、偶联剂0.5～1份、芳纶浆粕10～15份；
（2）制备基础层：将偶联剂均匀混入补强剂中，然后与丁腈橡胶、增塑剂、防老剂、交联剂混合；
（3）制备密封层：将偶联剂均匀混入补强剂中，然后与丁腈橡胶、增塑剂、防老剂、交联剂、芳纶浆粕混合；
（4）将基础层、增强层放入模具中，然后将密封层注入模具中，模具温度为100℃；
（5）进行硫化处理，硫化温度保持在150℃，加压10Mpa，硫化时间1～1.5小时，最后出模。
2.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中将防老剂、丁腈橡胶先与重量1/3的混有偶联剂的补强剂混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂的补强剂混入，最后混入交联剂。
3.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中将防老剂、丁腈橡胶、芳纶浆粕先与重量1/3的混有偶联剂的补强剂混合，然后再将增强剂和剩余重量的混有偶联剂的补强剂混入，最后混入交联剂。
4.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：在将密封层注入模具前，对密封层进行1小时80℃的保温。
5.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：基础层和密封层原料中补强剂选用粒径为30～50纳米的二氧化硅。
6.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：基础层和密封层原料中交联剂选用邻苯二甲酸二仲辛酯。
7.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：基础层和密封层原料中增塑剂选用邻苯二甲酸二丁酯。
8.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：基础层和密封层原料中防老剂选用2-巯基苯并咪唑或防老剂4010。
9.根据权利要求1所述带压封堵密封用皮碗的制备方法，其特征在于：基础层和密封层原料中偶联剂选用KH550或KH570。
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