CN103382270A - 一种防腐橡胶组合物以及防腐橡胶衬里 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防腐橡胶组合物，包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉20～80份，云母粉10～60份，偶联剂0.5～10份，沥青0.5～15份，古马隆树脂1～20份，硫黄30～60份，促进剂0.1～5份，染色剂1～20份。本发明还涉及一种防腐橡胶衬里。本发明所提供的防腐橡胶组合物制得的橡胶衬里在高真空度下可承受130℃的工作温度，并在高温条件下耐酸碱介质，适合用于粘胶生产线的十一级闪蒸装置。
Description
技术领域
本发明涉及化工防腐材料领域，具体涉及一种防腐橡胶组合物以及防腐橡胶衬里。
背景技术
20世纪80年代，国内引进了多条粘胶生产线，其中十一级闪蒸装置体现出了高效、节能及稳定性，给国内粘胶行业带来了新的技术突破。但进口设备价格高昂，成为限制国内粘胶业发展的瓶颈。因此，寻求十一级闪蒸装置的国产化成为当务之急。与之相配套的防腐橡胶衬里的开发也作为关键因素之一被提上日程。
十一级闪蒸装置中，防腐橡胶衬里的使用条件比较苛刻，需要满足以下要求：
（1）使用温度≤130℃；
（2）系统压力：真空度约为-900KPa；
（3）液相介质组成：粘胶酸浴母液，其中含硫酸140g/L，硫酸锌14g/L，硫酸钠380g/L，其余主要成份为水；
（4）气相介质组成：主要为含酸水蒸汽，酸性气体的主要成份为硫化氢及二氧化硫，另外还有少量的二硫化碳。
另外，装置运行一段时间后，还需要对系统进行碱洗，因此橡胶衬里还需要具备耐氢氧化钠水溶液的性能。
当时国内还没有能满足其使用要求的橡胶衬里产品，国内标准中对于橡胶衬里产品的要求也不能达到十一级闪蒸装置中对于橡胶衬里的要求。
目前国内现有的硬质橡胶生产具有成熟的施工技术及加工工艺。国内现有的509硬质橡胶在常温下具有较好的物理机械性能及耐介质性能，另外，其在常温下也具有良好的粘合性能及施工性能。但是，国内现有的硬质橡胶技术执行国内的相关技术标准，在常压下允许工作温度为0～85℃；如果在负压下操作，当真空度等于或小于0.08MPa时，最高工作温度为65℃；如果真空度大于0.08MPa且小于0.093MPa时，最高工作温度为40℃（HGJ32-90橡胶衬里化工设备）。就目前而言，国内标准对于硬质橡胶的高温耐介质性能不作特殊要求，对于衬里与钢基体的高温粘合性能也不作要求，因此，国内现有的硬质橡胶在高温耐介质和高温粘合性能上都不能满足十一级闪蒸装置中的使用要求。
发明内容
（一）要解决的技术问题
针对国内硬质橡胶在高温耐介质和高温粘合性方面的不足，急需开发一种适用于十一级闪蒸装置衬里的新型橡胶衬里材料，本发明的目的是提供一种防腐橡胶组合物。
本发明的另一目的是提供一种防腐橡胶衬里。
（二）技术方案
本发明提供的防腐橡胶组合物，包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉20～80份，云母粉10～60份，偶联剂0.5～10份，沥青0.5～15份，古马隆树脂1～20份，硫黄30～60份，促进剂0.1～5份，染色剂1～20份。
优选地，所述防腐橡胶组合物包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉35～55份，云母粉15～50份，偶联剂2～8份，沥青1～10份，古马隆树脂1～10份，硫黄35～55份，促进剂0.5～3份，染色剂5～20份。
上述技术方案所述的防腐橡胶组合物中，所述生胶为天然胶、丁苯胶、顺丁胶中的一种或多种。
上述技术方案所述的防腐橡胶组合物中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂A151或硅烷偶联剂KH550。
上述技术方案所述的防腐橡胶组合物中，所述促进剂为有机促进剂，优选促进剂CZ或胍类促进剂，所述胍类促进剂优选为促进剂D（促进剂DPG）。
上述技术方案所述的防腐橡胶组合物中，所述染色剂为黑色无机染色剂，优选炭黑。
本发明提供的防腐橡胶衬里，以上述技术方案中任一项所述的防腐橡胶组合物为原料，通过以下步骤制成：
（1）将所述防腐橡胶组合物的各组分混炼得混炼胶料，再将所得混炼胶料过滤后通过冷喂料压出成型制得防腐橡胶胶板；
（2）将步骤（1）所得胶板通过热烙法进行衬贴得衬胶；
（3）将步骤（2）所得衬胶进行硫化即得防腐橡胶衬里。
其中，步骤（1）所述防腐橡胶组合物中的生胶在混炼前先进行塑炼。
其中，步骤（1）所述的成型使用冷喂料压出机进行，其参数为：进料口温度为20～50℃，优选40℃；机筒温度为35～55℃，优选45℃；口型温度为45～65℃，优选50℃。
其中，所述步骤（3）中衬胶的硫化方法为恒压硫化罐硫化法。
本发明提供的防腐橡胶组合物具有以下优点：通过生胶和古马隆树脂的并用，使所得橡胶的强度与韧性取得了一个良好的平衡；通过加入片状填充剂云母粉，大幅度提高了所得橡胶在高温及常温下的抗渗透性；通过加入偶联剂，加强了生胶与滑石粉、云母粉等无机填料的结合，并有效提高了所得橡胶的耐热性。本发明提供的组合物通过以上改进措施，使所得防腐橡胶能满足高真空度下的耐高温性能及高温下的耐介质性能。
本发明所述的防腐橡胶衬里中，通过塑炼对生胶进行预加工，以保证后续添加的各配合组分在混炼及后续加工中的充分分散；在压出成型之前，对混炼胶料进行过滤以保证生产的胶板中无杂质；通过冷喂料压出成型法（以“L”型冷喂料压出机压出）进行防腐胶板的生产，以获得光滑致密、无气泡的橡胶胶板，消除了以开炼机出片及压延方式出片可能带来的胶板中易出现的气泡，并使胶板更加致密，有利于耐腐蚀性的提高，胶板的规格也可通过压出成型生产线进行控制。在衬里的施工方面，采用热烙法进行施工，可保证衬里层贴合紧密，并与基体有良好的粘合；在衬贴完成后，用恒压硫化罐硫化法进行橡胶衬里的硫化，以保证衬里层具有最好的硫化效果。
（三）有益效果。
本发明提供的防腐橡胶组合物通过特定的组分及用量，改善了现有硬质橡胶的性能，由所述组合物制得的防腐橡胶衬里，耐热性能良好，在酸液中实际使用温度可达110℃，在饱和蒸汽中实际使用温度可达130℃；在真空度达-900KPa的条件下可长期使用。所得防腐橡胶衬里同时具有良好的耐化学介质腐蚀性。此外，耐低温性也有一定的提高，达到了半硬质橡胶衬里的低温性能（-5℃），处于国内领先水平，达到了国外同类产品的先进水平。
本发明所提供的防腐橡胶衬里将高真空下的最高使用温度从40℃提高到了130℃，与国内同类产品相比，耐热性显著提高；与国外同类产品相比，实际使用温度也有一定的提高；同时兼有良好的韧性与耐低温性，降低了硬质橡胶衬里产品对于贮运的要求，提高了经济效益。
附图说明
图1是本发明所述防腐橡胶衬里的施工流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施方式提供的防腐橡胶组合物，包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉20～80份，云母粉10～60份，偶联剂0.5～10份，沥青0.5～15份，古马隆树脂1～20份，硫黄30～60份，促进剂0.1～5份，染色剂1～20份。
作为优选的实施方案，上述防腐橡胶组合物包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉35～55份，云母粉15～50份，偶联剂2～8份，沥青1～10份，古马隆树脂1～10份，硫黄35～55份，促进剂0.5～3份，染色剂5～20份。
作为优选的实施方案，所述生胶为天然胶、丁苯胶、顺丁胶中的一种或多种。
作为优选的实施方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂A151或硅烷偶联剂KH550。
作为优选的实施方案，所述促进剂为有机促进剂，优选促进剂CZ或胍类促进剂；其中，胍类促进剂优选为促进剂D（促进剂DPG）。
作为优选的实施方案，所述染色剂为黑色无机染色剂，优选炭黑。
本发明实施方式提供的防腐橡胶衬里的施工流程如图1所示。具体过程如下：首先将生胶按防腐橡胶领域的常规工艺进行塑炼，再将塑炼后的生胶和其余成分的配合剂（包括滑石粉、云母粉、偶联剂、沥青、古马隆树脂、硫黄、促进剂和染色剂）按实施例限定的用量进行称量并混合。将混合后的物料进行混炼得到混炼胶料，其中，混炼过程中的加工温度为90-100℃（密炼机排料温度）。将混炼后所得的混炼胶料进行过滤，除去其中含有的杂质，然后使用冷喂料压出机通过冷喂料压出成型制得防腐橡胶胶板，其中，冷喂料压出机的参数为：进料口温度为20～50℃、优选40℃，机筒温度为35～55℃、优选45℃，口型温度为45～65℃、优选50℃。将所得的橡胶胶板按防腐橡胶领域的常规工艺通过热烙法进行衬贴得衬胶。最后通过恒压硫化罐硫化法将所得衬胶进行硫化即得防腐橡胶衬里。
实施例所使用的生胶包括但不限于以下型号：天然胶标胶、丁苯胶SBR1500和顺丁胶BR9000；所使用的古马隆树脂为市售的石油系古马隆树脂，熔点为90℃左右；其余物料如无特殊说明均为常见市售产品。
实施例1
按照表1所示的组分和配比制备橡胶衬里，所得橡胶衬里的性能参数如表2所示：
表1实施例1的胶料各组分配比
表2实施例1的胶料性能参数
| 序号 | 测试项目 | 性能 |
| 1 | 门尼粘度ML(1+4,100) | 53 |
| 2 | 门尼焦烧（M5,110℃） | ≥25 |
| 3 | 硬度，D邵氏 | 80 |
| 4 | 横向抗折断强度，MPa | 75 |
| 5 | 冲击强度，J/m3×105 | 2.5 |
| 6 | 马丁耐热温度，℃ | 60 |
| 7 | 常温粘合强度，MPa | ≥10 |
| 8 | 120℃下粘合强度，MPa | 8.1 |
| 9 | 30％盐酸（常温×10天，重量变化率,％） | 0.5 |
| 10 | 60％硫酸（常温×10天，重量变化率,％） | －0.3 |
| 11 | 40％氢氧化钠（常温×10天，重量变化率,％） | 0.1 |
| 12 | 30％盐酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 7 |
| 13 | 60％硫酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 0.5 |
| 14 | 40％氢氧化钠（80℃×10天，重量变化率,％） | 0.1 |
实施例2
按照表3所示的组分和配比制备橡胶衬里，所得橡胶衬里的性能参数如表4所示：
表3实施例2的胶料各组分配比
表4实施例2的胶料性能参数
| 序号 | 测试项目 | 性能 |
| 1 | 门尼粘度ML(1+4,100) | 40 |
| 2 | 门尼焦烧（M5,110℃） | ≥22 |
| 3 | 硬度，D邵氏 | 70 |
| 4 | 横向抗折断强度，MPa | 70 |
| 5 | 冲击强度，J/m3×105 | 2.0 |
| 6 | 马丁耐热温度，℃ | 56 |
| 7 | 常温粘合强度，MPa | ≥6 |
| 8 | 120℃下粘合强度，MPa | 6.0 |
| 9 | 30％盐酸（常温×10天，重量变化率,％） | 2.0 |
| 10 | 60％硫酸（常温×10天，重量变化率,％） | 1.0 |
| 11 | 40％氢氧化钠（常温×10天，重量变化率,％） | 0.1 |
| 12 | 30％盐酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 10 |
| 13 | 60％硫酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 2.0 |
| 14 | 40％氢氧化钠（80℃×10天，重量变化率,％） | 0.5 |
实施例3
按照表5所示的组分和配比制备橡胶衬里，所得橡胶衬里的性能参数如表6所示：
表5实施例3的胶料各组分配比
表6实施例3的胶料性能参数
| 序号 | 测试项目 | 性能 |
| 1 | 门尼粘度ML(1+4,100) | 50 |
| 2 | 门尼焦烧（M5,110℃） | ≥20 |
| 3 | 硬度，D邵氏 | 75 |
| 4 | 横向抗折断强度，MPa | 70 |
| 5 | 冲击强度，J/m3×105 | 2.2 |
| 6 | 马丁耐热温度，℃ | 57 |
| 7 | 常温粘合强度，MPa | ≥8 |
| 8 | 120℃下粘合强度，MPa | 6.1 |
| 9 | 30％盐酸（常温×10天，重量变化率,％） | 0.8 |
| 10 | 60％硫酸（常温×10天，重量变化率,％） | －0.6 |
| 11 | 40％氢氧化钠（常温×10天，重量变化率,％） | 0.2 |
| 12 | 30％盐酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 30 |
| 13 | 60％硫酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 1.9 |
| 14 | 40％氢氧化钠（80℃×10天，重量变化率,％） | 0.2 |
对比例
按照表7所示的组分和配比（目前常用的硬质橡胶衬里胶料），所制得橡胶衬里的性能参数如表8所示：
表7对比例的胶料各组分配比
表8对比例的胶料性能参数
| 序号 | 测试项目 | 性能 |
| 1 | 硬度，D邵氏 | 80 |
| 2 | 横向抗折断强度，MPa | 68 |
| 3 | 冲击强度，J/m3×105 | 2.0 |
| 4 | 马丁耐热温度，℃ | 55 |
| 5 | 常温粘合强度，MPa | ≥6 |
| 6 | 120℃下粘合强度，MPa | 2.0 |
| 7 | 30％盐酸（常温×10天，重量变化率,％） | 3.0 |
| 8 | 60％硫酸（常温×10天，重量变化率,％） | 1.0 |
| 9 | 40％氢氧化钠（常温×10天，重量变化率,％） | 0.5 |
| 10 | 30％盐酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 35 |
| 11 | 60％硫酸（80℃×10天，重量变化率,％） | 4.0 |
| 12 | 40％氢氧化钠（80℃×10天，重量变化率,％） | 1.0 |
通过对比例与实施例的性能参数对比可知：本发明所提供的防腐橡胶衬里常温粘合强度高，120℃下粘合强度仍高于6MPa，耐热性能良好，同时具有良好的耐化学介质腐蚀性。
本发明所提供的防腐橡胶与国内同类产品相比，耐热性显著提高；同时兼有良好的韧性与耐化学介质腐蚀性，适合用于粘胶生产线的十一级闪蒸装置。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种防腐橡胶组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉20～80份，云母粉10～60份，偶联剂0.5～10份，沥青0.5～15份，古马隆树脂1～20份，硫黄30～60份，促进剂0.1～5份，染色剂1～20份。
2.根据权利要求1所述的防腐橡胶组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：生胶100份，滑石粉35～55份，云母粉15～50份，偶联剂2～8份，沥青1～10份，古马隆树脂1～10份，硫黄35～55份，促进剂0.5～3份，染色剂5～20份。
3.根据权利要求1或2所述的防腐橡胶组合物，其特征在于，所述生胶为天然胶、丁苯胶、顺丁胶中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的防腐橡胶组合物，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选硅烷偶联剂A151或硅烷偶联剂KH550。
5.根据权利要求1或2所述的防腐橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂为有机促进剂，优选促进剂CZ或胍类促进剂，所述胍类促进剂优选为促进剂D。
6.根据权利要求1或2所述的防腐橡胶组合物，其特征在于，所述染色剂为黑色无机染色剂，优选炭黑。
7.一种防腐橡胶衬里，其特征在于，以权利要求1～6中任一项所述防腐橡胶组合物为原料，通过以下步骤制成：
（1）将所述防腐橡胶组合物的各组分混炼得混炼胶料，再将所得混炼胶料过滤后通过冷喂料压出成型制得防腐橡胶胶板；
（2）将步骤（1）所得胶板通过热烙法进行衬贴得衬胶；
（3）将步骤（2）所得衬胶进行硫化即得防腐橡胶衬里。
8.根据权利要求7所述的防腐橡胶衬里，其特征在于，步骤（1）所述防腐橡胶组合物中的生胶在混炼前先进行塑炼。
9.根据权利要求7所述的防腐橡胶衬里，其特征在于，步骤（1）所述的成型使用冷喂料压出机进行，其参数为：进料口温度为20～50℃，优选40℃；机筒温度为35～55℃，优选45℃；口型温度为45～65℃，优选50℃。
10.根据权利要求7所述的防腐橡胶衬里，其特征在于，所述步骤（3）中衬胶的硫化方法为恒压硫化罐硫化法。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |