CN103483824A - 一种混炼胶组合物及使用其生产有机硅玻纤套管的工艺 - Google Patents
一种混炼胶组合物及使用其生产有机硅玻纤套管的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种混炼胶组合物及使用其生产有机硅玻纤套管的工艺。所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:甲基乙烯基硅橡胶5~65%;甲基苯基硅橡胶6~62%;白炭黑1~37%,其中,所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的1~5倍。通过挤出机将所述混炼胶组合物涂覆于玻纤套管上,然后进入烘道固化,得到有机硅玻纤套管成品。本发明通过合理的组分和含量选择,制成一种不含有机溶剂,绿色环保的用于有机硅玻纤套管的半固态混炼胶组合物。在使用时,玻纤套管通过挤出机将所述混炼胶组合物涂覆于管状玻璃纤维编织物的表面,一次成型,加工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及有机硅玻纤套管生产技术领域,尤其涉及一种混炼胶组合物及使用其生产有机硅玻纤套管的工艺。
背景技术
目前,玻璃纤维管的成型工艺是将玻璃纤维丝浸渍树脂后在光电热一体的高速聚合装置内固化,经牵引拉挤成型。由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称,具有质轻而硬,不导电,机械强度高,抗老化,耐高温,耐腐蚀等特点。玻璃纤维管以其独具的诸多优势在石油、电力、化工、造纸、城市给排水、工厂污水处理、海水淡化、煤气输送等行业取得了广泛的应用。
CN 102120884A公开了一种可涂覆于玻璃纤维编织套管或者玻璃纤维编织电线表面的有机硅组合物。该有机硅组合物具有下述重量份的组分:甲基乙烯基硅橡胶100~150份,甲基乙烯基混炼硅橡胶100~200份,甲基乙烯基硅油10~30份,甲基含氢硅油4~20份,抑制剂1~2份,溶剂700~800份。制备方法为:按照所述配方将甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基混炼硅橡胶以及溶剂加入到高速搅拌机中搅拌6h~8h,直至完全溶解;接着按照所述配方向高速搅拌机中加入甲基乙烯基硅油、甲基含氢硅油以及抑制剂,搅拌均匀即可。
现有用于玻纤套管的有机硅组合物多数为液态,在其制备过程中需要加入二甲苯等有机溶剂。在使用时,对人体和周围环境有较强的危害性,难以满足目前的环保要求。另外,现有的有机硅组合物在使用时,采用浸渍涂覆工艺,其操作较复杂,难以一次成型,加工效率低下。
发明内容
本发明的目的在于针对现有问题的不足,提出一种混炼胶组合物及使用其生产有机硅玻纤套管的工艺。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶 5~65%
甲基苯基硅橡胶 6~62%
白炭黑 1~37%
其中,所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的1~5倍。
本发明所述甲基乙烯基硅橡胶具有耐高低温性,可在-50~250℃下长期工作;具有防潮防水性,电绝缘性,耐老化,表面不粘性和憎水性,压缩变形小。
本发明所述甲基苯基硅橡胶的主要优点是玻璃化温度低,耐辐射性能好。可由二甲基有机硅单体和苯基有机硅单体经水解和共缩聚而成。
本发明所述白炭黑加入后,可以提高混炼胶的耐热性和绝缘性能。
本发明所述甲基乙烯基硅橡胶的质量百分含量可选择5.02~64.7%,8~61.5%,11.2~58.4%,15.6~53%,19.6~50.1%,23.7~43.3%,28~40%,32.4~37%,35.4%等,皆可用于实施本发明。
本发明所述甲基苯基硅橡胶的质量百分含量可选择6.03~61.8%,8.4~60%,10.2~53.6%,14.3~50%,16.7~42.5%,20.3~38.7%,24.4~34%,29.5%等,皆可用于实施本发明。
本发明所述白炭黑的质量百分含量可选择1.02~36.9%,3~33.4%,5.6~30.7%,9~26.7%,11.3~22.4%,15~20.1%,18.6%等,皆可用于实施本发明。
本发明所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的1~5倍,具体可选择1.1~4.86倍,1.4~4.3倍,2~4倍,2.4~3.5倍,3倍等,皆可用于实施本发明。
作为本发明的优选技术方案,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶 10~35%
甲基苯基硅橡胶 10~30%
白炭黑 5~25%
其中,所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的2~3倍。
本发明所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为3~10%,例如可选择3.02~9.6%,3.4~9%,4~8.1%,4.37~7.7%,4.9~7%,5.5~6.3%,6%等,粘度为500~10000Pa·S。
本发明所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为0.2~3%,例如可选择0.21~2.96%,0.4~2.6%,0.67~2.34%,0.86~2%,1.2~1.76%,1.5%等,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
本发明所述混炼胶组合物原料中还包括结构调节剂。
所述结构调节剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为2~6.2%,例如可选择2.01~6.18%,2.4~6%,2.8~5.4%,3.1~5%,3.7~4.8%,4.35%等,进一步优选3~5%,最优选3.4%。
所述结构调节剂选自羟基硅油或二甲基二乙氧基硅烷。
本发明所述混炼胶组合物原料中还包括抑制剂。
所述抑制剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为0.2~1.8%,例如可选择0.21~1.79%,0.3~1.62%,0.43~1.45%,0.7~1.3%,0.98~1.12%,1.04%等,进一步优选0.5~1%,最优选0.8%。
所述抑制剂选自1-乙炔基环己醇、2-甲基丁炔醇
本发明所述混炼胶组合物原料中还包括交联剂。
所述交联剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为0.2~7%,例如可选择0.21~6.89%,0.4~6.5%,0.53~6%,0.86~5%,1.4~4.2%,2~3.6%,2.3~3.1%,2.7%等,进一步优选0.5~5%,最优选3%。
所述交联剂选自(1)R-Si-R′,R=Me、Et、Ar,R′=OMe、OEt、Aco;(2)Si(OR′′4),R′′=Me、Et;(3)硅烷偶联剂或(4)含氢硅油齐聚物。
本发明所述混炼胶组合物原料中还包括催化剂。
所述催化剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为0.6~4%,例如可选择0.61~3.89%,0.8~3.64%,1.03~3.31%,1.4~3.09%,1.85~2.76%,2.33~2.52%,2.4%等,进一步优选1~3%,最优选1.5%。
所述催化剂选自氯铂酸或月桂酸二丁基锡。
作为本发明的优选技术方案,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
其中,所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的2~3倍。
作为本发明最优选的技术方案,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
本发明所述的“包括”,意指其除所述组分外,还可以包括其他组分,这些其他组分赋予所述组合物不同的特性。除此之外,本发明所述的“包括”,还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
本发明还提供一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)通过挤出机将所述混炼胶组合物涂覆于玻纤套管上,然后进入烘道固化,收卷得到有机硅玻纤套管成品。
步骤(2)所述挤出时,所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致。
所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度。在烘道入口,低温可以使混炼胶的固化度逐渐提高,避免由于温度突然升高,导致形状改变;在烘道出口,低温可以使玻纤套管的混炼胶层逐渐冷却,避免过快冷却造成很大的内应力,影响其性能。
所述温度梯度从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃。所述温度梯度以6m为段。
所述玻纤套管在烘道中的运行速度为2~7m/min,例如可选择2.02~6.96m/min,2.4~6.5m/min,2.87~6.23m/min,3.21~6.06m/min,3.68~5.49m/min,4~5.2m/min,4.7m/min等,进一步优选4~6m/min,最优选5m/min。
本发明所述的一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为2~7m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
与已有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过合理的原料和含量选择,制成一种不含有机溶剂,绿色环保的用于有机硅玻纤套管的半固态混炼胶组合物。在使用时,玻纤套管通过挤出机将所述混炼胶组合物涂覆于管状玻璃纤维编织物的表面,一次成型,加工效率高。制成的有机硅玻纤套管具有良好的耐高温性能,表面光滑度也很高。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为4%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为1%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S.
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为5m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
实施例2
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为6%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为1.3%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为2.5m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
实施例3
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为7%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为3%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为7m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
实施例4
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为10%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为0.2%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为2m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
实施例5
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为3%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为0.2%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为6m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
实施例6
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为10%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为3%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为4m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
实施例7
一种用于有机硅玻纤套管的混炼胶组合物,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为7%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为2%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
一种使用如上所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,所述工艺具体包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)将所述混炼胶通过挤出机的环形中空挤出口,直接覆盖在内部传动中轴运送的玻纤套管上,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
(3)将涂覆有混炼胶的玻纤套管进入烘道固化;所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;所述温度梯度以6m为段,从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;所述玻纤套管在烘道中的运行速度为5m/min;最后收卷得到有机硅玻纤套管成品。
申请人声明,所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上,将上述实施例某组分的具体含量点值,与发明内容部分的技术方案相组合,从而产生的新的数值范围,也是本发明的记载范围之一,本申请为使说明书简明,不再罗列这些数值范围。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的生产步骤,但本发明并不局限于上述生产步骤,即不意味着本发明必须依赖上述生产步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种混炼胶组合物,其特征在于,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶 5~65%
甲基苯基硅橡胶 6~62%
白炭黑 1~37%
其中,所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的1~5倍。
2.如权利要求1所述的混炼胶组合物,其特征在于,所述混炼胶组合物按质量百分含量主要由以下原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶 10~35%
甲基苯基硅橡胶 10~30%
白炭黑 5~25%
其中,所述甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基硅橡胶的质量百分含量之和是白炭黑的质量百分含量的2~3倍。
3.如权利要求1或2所述的混炼胶组合物,其特征在于,所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为3~10%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S;
优选地,所述甲基苯基硅橡胶的苯基含量为0.2~3%,粘度为1.0×106~5.0×106Pa·S。
4.如权利要求1-3之一所述的混炼胶组合物,其特征在于,所述混炼胶组合物原料中还包括结构调节剂;
优选地,所述结构调节剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为2~6.2%,进一步优选3~5%,最优选3.4%。
5.如权利要求1-4之一所述的混炼胶组合物,其特征在于,所述混炼胶组 合物原料中还包括抑制剂;
优选地,所述抑制剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为0.2~1.8%,进一步优选0.5~1%,最优选0.8%。
6.如权利要求1-5之一所述的混炼胶组合物,其特征在于,所述混炼胶组合物原料中还包括交联剂;
优选地,所述交联剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为0.2~7%,进一步优选0.5~5%,最优选3%。
7.如权利要求1-6之一所述的混炼胶组合物,其特征在于,所述混炼胶组合物原料中还包括催化剂;
优选地,所述催化剂在混炼胶组合物原料中的质量百分含量为0.6~4%,进一步优选1~3%,最优选1.5%。
9.一种使用如权利要求1-8之一所述混炼胶组合物生产有机硅玻纤套管的工艺,其特征在于,所述工艺包括以下步骤:
(1)按配方量将所述各种原料加入捏合机中,搅拌均匀,得到混炼胶组合物;
(2)通过挤出机将所述混炼胶组合物涂覆于玻纤套管上,然后进入烘道固化,收卷得到有机硅玻纤套管成品。
10.如权利要求9所述的工艺,其特征在于,步骤(2)所述挤出时,保持所述混炼胶组合物的挤出速度与玻纤套管的运行速度一致;
优选地,所述烘道中采用两端低中间高的温度梯度;
优选地,所述温度梯度从烘道入口至出口依次为:60~90℃,90~120℃,120~150℃,150~120℃;
优选地,所述温度梯度以6m为段;
优选地,所述玻纤套管在烘道中的运行速度为2~7m/min,进一步优选4~6m/min,最优选5m/min。
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