CN103419373B - 一种csm/nbr复合胶管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种CSM/NBR复合胶管的制备方法，包括以下步骤：S1、采用挤出机将NBR橡胶组合物连续挤出，得到符合所需内径、壁厚尺寸要求的NBR内胶管坯；S2、将该NBR内胶管坯转入装有CSM胶乳的涂覆装置中，在NBR内胶管坯管坯表面涂覆CSM胶乳，形成CMS胶乳层，冷却后裁段至所需尺寸，得到复合管管坯；S3、对S2的复合管管坯进行硫化成型，得到所述CSM/NBR复合胶管。本发明提供的CSM/NBR复合胶管的制备方法，对设备要求低，CSM通过涂覆形成，胶乳的粘度较低，不会粘于设备表面，从而大大提高CSM/NBR复合胶管的表面质量。
Description
技术领域
本发明属于胶管制备领域，尤其涉及一种CSM/NBR复合胶管的制备方法。
背景技术
目前CSM（氯磺化聚乙烯橡胶）/NBR（丁腈橡胶）复合胶管都是采用复合挤出机挤出生产，其中CSM层厚度为0.5mm-0.7mm，NBR层厚度2mm-5mm。一般是先采用小螺杆的挤出机挤出内胶NBR胶管，然后再通过大螺杆的外胶挤出机挤出CSM，从而使两种胶料复合。因此，现有的生产方法必需采用双机头的挤出线才能生产，对设备要求较高。另外由于CSM自身特性，其加工性能较差，易粘于设备表面，易受温度影响而造成挤出胶料出现破裂不连续的现象，使得挤出产品表面效果较差。
发明内容
本发明解决了现有技术中存在的CSM/NBR复合胶管的制备方法中存在的对设备要求高、且易粘于设备表面使得产品表面效果较差的技术问题。
本发明提供了一种CSM/NBR复合胶管的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用挤出机将NBR橡胶组合物连续挤出，得到符合所需内径、壁厚尺寸要求的NBR内胶管坯；
S2、将该NBR内胶管坯转入装有CSM胶乳的涂覆装置中，在NBR内胶管坯管坯表面涂覆CSM胶乳，形成CMS胶乳层，冷却后裁段至所需尺寸，得到复合管管坯；
S3、对S2的复合管管坯进行硫化成型，得到所述CSM/NBR复合胶管。
本发明提供的CSM/NBR复合胶管的制备方法，与传统方法相比，其把CSM的挤出改为涂覆，即先将CSM制备成胶乳，当NBR管胚被连续从单螺杆挤出机挤出后，然后通过涂覆装置将CSM胶乳均匀包裹于胶管上，得到复合胶管管坯，硫化后即可得到相同性能的CSM/NBR复合胶管；即本发明提供的制备方法无需采用双机头挤出机，对设备要求低，同时CSM通过涂覆形成，胶乳的粘度较低，不会粘于设备表面，从而大大提高CSM/NBR复合胶管的表面质量。
具体实施方式
本发明提供了一种CSM/NBR复合胶管的制备方法，包括以下步骤：
S1、采用挤出机将NBR橡胶组合物连续挤出，得到符合所需内径、壁厚尺寸要求的NBR内胶管坯；
S2、将该NBR内胶管坯转入装有CSM胶乳的涂覆装置中，在NBR内胶管坯表面涂覆CSM胶乳，形成CMS胶乳层，冷却后裁段至所需尺寸，得到复合管管坯；
S3、对S2的复合管管坯进行硫化成型，得到所述CSM/NBR复合胶管。
本发明提供的CSM/NBR复合胶管的制备方法，与传统方法相比，其把CSM的挤出改为涂覆，即先将CSM制备成胶乳，当NBR管胚被连续从单螺杆挤出机挤出后，然后通过涂覆装置将CSM胶乳均匀包裹于胶管上，得到复合胶管管坯，硫化后即可得到相同性能的CSM/NBR复合胶管；即本发明提供的制备方法无需采用双机头挤出机，对设备要求低，同时CSM通过涂覆形成，胶乳的粘度较低，不会粘于设备表面，从而大大提高CSM/NBR复合胶管的表面质量。
具体地，本发明中，所述NBR橡胶组合物为本领域技术人员挤出NBR胶管时公知的NBR橡胶组合物，本发明没有特殊规定。例如，所述NBR橡胶组合物中可含有以下组分：NBR/PVC共混胶100重量份，氧化锌3-8重量份，硬脂酸0.5-1.5重量份，石蜡1-4重量份，防老剂2.5-4.5重量份，炭黑65-85重量份，邻苯二甲酸二辛酯18-25重量份，磷酸三甲苯酯 15-20重量份，烷基酚醛树脂8-15重量份，促进剂1.1-2.8重量份，硫化剂0.5-1重量份。其中，所述NBR/PVC共混胶可以采用乳液共沉积法制备得到，也可直接通过机械共混制得，还可直接采用商购产品，例如可以采用JSR NV 72，但不局限于此。
所述NBR橡胶组合物的挤出工艺为本领域技术人员公知，此处不再赘述。优选情况下，挤出机的螺杆温度为45±3℃，喂料口温度为50±3℃，机筒温度为55±3℃，机头温度为60±3℃。
根据本发明的制备方法，步骤S2中，先将CSM橡胶组合物制备成胶乳，然后将CSM胶乳涂覆于NBR内胶管坯表面。其中，制备所述CSM胶乳的方法为：将CSM橡胶组合物分散于苯溶剂中，得到膏状混合物，然后加入硫化剂和促进剂，即得到所述CSM胶乳。
所述CSM橡胶组合物中含有以下组分：CSM 65-70重量份，NBR 25-35重量份，硬脂酸2-5重量份，陶土或高岭土50-70重量份，轻钙25-35重量份，邻苯二甲酸二辛脂10-20重量份，癸二酸二辛脂3-8重量份，钛白粉8-15重量份，氧化镁7-10重量份，PE蜡1-5重量份，莱茵蜡654 1-5重量份，防老剂1-3重量份。
所述CSM橡胶组合物中，CSM可直接采用商购产品，例如可以采用CSM40，但不局限于此。
CSM橡胶组合物中加入NBR，一方面可以满足CSM的耐油性能，同时还能提高CSM外胶管层与NBR内胶管层之间的附着力。CSM橡胶组合物中的NBR可直接采用商购产品，例如可以采用JSR N220，但不局限于此。
PE蜡和莱茵蜡的分子量不同，其中PE蜡能在短时间内喷出产品表面形成保护膜，而莱茵蜡（例如莱茵蜡654）分子量较大，其喷出速度较慢，用作长效物理防老剂。
本发明中，所述NBR橡胶组合物、CSM橡胶组合物中防老剂、促进剂为现有技术中常有的各种防老剂、促进剂，本发明没有特殊规定。例如，所述防老剂选自防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂NBC、防老剂4020中的至少一种。所述促进剂选自促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂DPTT、促进剂DM、促进剂NA-22中的至少一种。所述硫化剂为硫磺。
所述苯溶剂为含有甲苯与丙酮的混合溶剂。优选情况下，CSM组合物与苯溶剂的用量比为1：3-4。
本发明中个，涂覆CSM胶乳的步骤通过涂覆装置进行。优选情况下，涂覆的温度为60±3℃。本发明中，涂覆CSM胶乳的厚度可根据NBR内胶管坯的厚度进行适当选择。若NBR内胶管坯厚度较大时，则涂覆CSM胶乳的厚度也相应较大，反之亦然。优选情况下，NBR内胶管坯的厚度为2.5-3mm，涂覆CSM胶乳的厚度为0.2-0.3mm。
步骤S3中，所述硫化成型的步骤为将S2的复合管管坯穿在管芯上送入硫化罐中进行硫化。优选情况下，硫化温度为150±3℃，硫化时间为30±3min，硫化完成后即得到所述CSM/NBR复合胶管。
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（1）按如下配制NBR橡胶组合物和CSM橡胶组合物：
NBR橡胶组合物：NBR/PVC 共混胶（JSR NV 70）100重量份，氧化锌5重量份，硬脂酸1重量份，石蜡2重量份，防老剂 4010NA 2重量份，防老剂 RD 1重量份，炭黑N550 20重量份，炭黑N770 60重量份，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）20重量份，磷酸三甲苯酯20重量份，烷基酚醛树脂10重量份，N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）1.5重量份，二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）0.5重量份，硫磺 0.5重量份。
CSM橡胶组合物：CSM40 70重量份，JSRN220 30重量份，硬脂酸3重量份，陶土60重量份，轻钙32重量份，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）15重量份，癸二酸二辛酯（DOS）5重量份，钛白粉10重量份，氧化镁10重量份，PE蜡2.5重量份，莱茵蜡654 1.5重量份，防老剂NBC 1重量份，防老剂4020 1重量份。
将上述CSM橡胶组合物按质量为1:3溶解于苯溶剂（甲苯与丙酮质量比为7:3的混合溶剂）中，然后加入硫磺0.3重量份、促进剂DPTT 1.2重量份、促进剂DM 0.5重量份、促进剂CZ 0.5重量份和促进剂NA-22 1重量份，混合均匀后得到CSM胶乳。
（2）将步骤（1）的NBR橡胶组合物采用冷喂料挤出机挤出，温度设置为螺杆45℃，喂料口50℃，机筒55℃，机头60℃，挤出后得到厚度为2.5mm的NBR内胶管坯；然后采用涂覆装置在NBR内胶管坯表面涂覆CSM胶乳，涂覆温度为60℃，涂覆厚度为0.2mm，冷却后裁断得到复合管管坯；然后将该复合管管坯穿在管芯上送入硫化罐中，150℃下硫化30min，得到本实施例的CSM/NBR复合胶管S1。
实施例2
采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的CSM/NBR复合胶管S2，不同之处在于：
步骤（1）中，NBR橡胶组合物：NBR/PVC 共混胶（JSR NV 70）100重量份，氧化锌3重量份，硬脂酸0.5重量份，石蜡1重量份，防老剂 4010NA 2重量份，防老剂 RD 0.5重量份，炭黑N550 15重量份，炭黑N770 50重量份，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）18重量份，磷酸三甲苯酯15重量份，烷基酚醛树脂8重量份，N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）0.7重量份，二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）0.4重量份，硫磺 0.5重量份。
CSM橡胶组合物：CSM40 65重量份，JSRN220 25重量份，硬脂酸2重量份，陶土50重量份，轻钙25重量份，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）10重量份，癸二酸二辛酯（DOS）3重量份，钛白粉8重量份，氧化镁7重量份，PE蜡1重量份，莱茵蜡654 1量份，防老剂NBC 0.5重量份，防老剂4020 0.5重量份。
将上述CSM橡胶组合物按质量为1:3溶解于苯溶剂（甲苯与丙酮质量比为7:3的混合溶剂）中，然后加入硫磺0.4重量份、促进剂DPTT 1.4重量份、促进剂DM 0.6重量份、促进剂CZ 0.6重量份和促进剂NA-22 1.2重量份，混合均匀后得到CSM胶乳。
通过上述步骤，得到本实施例的CSM/NBR复合胶管S2。
实施例3
采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的CSM/NBR复合胶管S3，不同之处在于：
步骤（1）中，NBR橡胶组合物：NBR/PVC 共混胶（JSR NV 70）100重量份，氧化锌8重量份，硬脂酸1.5重量份，石蜡4重量份，防老剂 4010NA 3重量份，防老剂 RD 1.5重量份，炭黑N550 20重量份，炭黑N770 65重量份，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）25重量份，磷酸三甲苯酯20重量份，烷基酚醛树脂15重量份，N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺（促进剂CZ）2重量份，二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）0.8重量份，硫磺 1重量份。
CSM橡胶组合物：CSM40 75重量份，JSRN220 35重量份，硬脂酸5重量份，陶土70重量份，轻钙35重量份，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）20重量份，癸二酸二辛酯（DOS）8重量份，钛白粉15重量份，氧化镁10重量份，PE蜡5重量份，莱茵蜡654 5重量份，防老剂NBC 1.5重量份，防老剂4020 1.5重量份。
将上述CSM橡胶组合物按质量为1:3溶解于苯溶剂（甲苯与丙酮质量比为7:3的混合溶剂）中，然后加入硫磺0.5重量份、促进剂DPTT 1.5重量份、促进剂DM 1重量份、促进剂CZ 1重量份和促进剂NA-22 2重量份，混合均匀后得到CSM胶乳。
通过上述步骤，得到本实施例的CSM/NBR复合胶管S3。
实施例4
采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的CSM/NBR复合胶管S4，不同之处在于：
步骤（2）中，NBR内胶管坯厚度为3mm，CSM胶乳的涂覆厚度为0.3mm。
通过上述步骤，得到本实施例的CSM/NBR复合胶管S4。
对比例1
采用双螺杆挤出机，先通过小螺杆挤出NBR，形成内胶NBR胶管，然后在通过大螺杆挤出CSM，在内胶NBR胶管表面形成外胶CSM胶管，得到本对比例的CSM/NBR复合胶管DS1。
性能测试：
将各复合胶管S1-S4和DS1按照表1中的方法进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
。
从上表1的测试结果可以看出，采用本发明提供的制备方法制备得到的CSM/NBR复合胶管具有更好的综合性能，明显优于现有技术中中的双螺杆挤出方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种CSM/NBR复合胶管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用挤出机将NBR橡胶组合物连续挤出，得到符合所需内径、壁厚尺寸要求的NBR内胶管坯；
S2、将该NBR内胶管坯转入装有CSM胶乳的涂覆装置中，在NBR内胶管坯管坯表面涂覆CSM胶乳，形成CMS胶乳层，冷却后裁段至所需尺寸，得到复合管管坯；
S3、对S2的复合管管坯进行硫化成型，得到所述CSM/NBR复合胶管；
步骤S2中，制备所述CSM胶乳的方法为：将CSM橡胶组合物分散于苯溶剂中，得到膏状混合物，然后加入硫化剂和促进剂，即得到所述CSM胶乳；其中，所述CSM橡胶组合物中含有以下组分：CSM 65-70重量份，NBR 25-35重量份，硬脂酸2-5重量份，陶土或高岭土50-70重量份，轻钙25-35重量份，邻苯二甲酸二辛脂10-20重量份，癸二酸二辛脂3-8重量份，钛白粉8-15重量份，氧化镁7-10重量份，PE蜡1-5重量份，莱茵蜡1-5重量份，防老剂1-3重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述NBR橡胶组合物中含有以下组分：NBR/PVC共混胶100重量份，氧化锌3-8重量份，硬脂酸0.5-1.5重量份，石蜡1-4重量份，防老剂2.5-4.5重量份，炭黑65-85重量份，邻苯二甲酸二辛酯18-25重量份，磷酸三甲苯酯15-20重量份，烷基酚醛树脂8-15重量份，促进剂1.1-2.8重量份，硫化剂0.5-1重量份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，挤出机的螺杆温度为45±3℃，喂料口温度为50±3℃，机筒温度为55±3℃，机头温度为60±3℃。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述防老剂选自防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂NBC、防老剂4020中的至少一种；所述促进剂选自促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂DPTT、促进剂DM、促进剂NA-22中的至少一种；所述硫化剂为硫磺。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯溶剂为含有甲苯与丙酮的混合溶剂；CSM组合物与苯溶剂的质量比为1：3-4。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，涂覆CSM胶乳的温度为60±3℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，NBR内胶管坯的厚度为2.5-3mm，涂覆CSM胶乳的厚度为0.2-0.3mm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述硫化成型的步骤为：将S2的复合管管坯穿在管芯上送入硫化罐中，150±3℃下硫化30±3min，得到所述CSM/NBR复合胶管。
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