CN104100783A - 一种超高压钢丝缠绕复合材料软管 - Google Patents

一种超高压钢丝缠绕复合材料软管 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，内胶管的内胶由以下原料制备而成：丁腈橡胶，高苯乙烯橡胶，溶聚丁苯橡胶；硫磺S，硫化剂DTDM，硫化促进剂CZ，促进剂D，纳米氧化锌，硬脂酸，防焦剂CTP，流动排气剂SC617；综合防老剂4020，防老剂BLE，微晶蜡，炭黑，纳米二氧化硅，粘合剂RC和粘合剂RC-23，增粘树脂SP1068，癸二酸二辛酯，聚烯烃；中胶层和外胶层的材料均不同。胶管能承受高达50-300Mpa的压力超高压钢丝缠绕复合材料软管，是满足工程机械和是石油钻探所需要的超高压液压胶管。

Description

一种超高压钢丝缠绕复合材料软管
技术领域
本发明涉及一种橡胶软管，具体地说涉及一种能承受高达50-300Mpa的压力超高压钢丝缠绕软管，还涉及这种胶管的制备方法。
背景技术
在石油钻探所需要的液压胶管，其需要很高的压力，而且胶管内胶层与石油还不能相溶。目前钻探石油所用的钢丝缠绕胶管，其耐高压能力差，寿命短。国内钢丝缠绕液压橡胶软管的耐压强度普遍偏低，在些单位也开发了超高压钢丝缠绕复合材料软管，但是由于对软管用内、中、外胶料性能、增强钢丝性能等，没有进行认真的研究、细致的分析，并制定出相应的技术指标，同时也没有对软管生产各流程的工敢参数进行严格规范，导致超高压钢丝缠绕复合材料软管的工作压力根本达不到超高压的水平。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述不足提供一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，该软胶管能承受高达50-300Mpa的压力，能满足工程机械和石油钻探所需要的超高压条件。
本发明的目的可通过以下措施来实现：
一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，
内胶管的内胶由以重量份的原料制备而成：丁腈橡胶85-95份，高苯乙烯橡胶3-7份，溶聚丁苯橡胶3-7份；硫磺 S 0.5-1.5份，硫化剂DTDM1.5-2.5份，硫化促进剂 CZ0.5-1.5份，促进剂D 0.5-1.5份，纳米氧化锌2.5-3.5份，硬脂酸0.5-1.5份，防焦剂CTP 0.3-0.7份，流动排气剂SC617：1-2份；综合防老剂 4020 1.5-2.5份，防老剂BLE2.5-3.5份，微晶蜡0.3-0.7份，炭黑90-100份，纳米二氧化硅2-4份，粘合剂 RC5-9份和粘合剂RC-23：0.5-1.5份，增粘树脂 SP1068：3.5-4.5份，癸二酸二辛酯4-6份，聚烯烃4-6份；
中胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：丁腈橡胶55-65份，丁苯橡胶35-45份，氧化锌4-6份，硬脂酸0.5-1.5份，防老剂BLE2.5-3.5份，古马龙树脂4.5-5.5份，白炭黑13-17份，炭黑45-50份，轻钙35-45份，葵二酸二丁酯15-25份，铁红 8-12份，偶联剂硅69：1.5-2.5份，抗疲劳剂pl600：4.5-5.5份，硫磺 S 1.5-2.5份，硫化促进剂 CZ 0.5-1.0份, 粘合剂 RC 8-12份；
外胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：橡塑合金NV7030：55-65份，丁苯橡胶 35-45份，氧化镁 5-7份，氧化锌3-5份，硬脂酸0.6-1.2份，防老剂BLE：2.5-3.5份，古马龙树脂7-9份，炭黑N660 65-75份，白炭黑8-12份，纳米硅酸盐45-55份，葵二酸二丁酯18-22份，硫磺 S 1.5-2.5份，硫化促进剂 CZ：1.2-1.8份， 防焦剂CTP：0.2-0.5份，防老剂 4010NA 1.8-2.2份，微晶蜡1.8-2.2份，抗臭氧剂CTU 1.8-2.2份。
上述超高压钢丝缠绕复合材料软管，
内胶管的内胶由以重量份的原料制备而成：丁腈橡胶90份，高苯乙烯橡胶5份，溶聚丁苯橡胶5份；硫磺 S 1份，硫化剂DTDM2份，硫化促进剂 CZ 1份，促进剂D 1份，纳米氧化锌3份，硬脂酸1份，防焦剂CTP 0.5份，流动排气剂SC617 ：1.5份；综合防老剂 4020：2份，防老剂BLE3份，微晶蜡0.5份，炭黑95份，纳米二氧化硅3份，粘合剂 RC 7份和粘合剂RC-23：1份，增粘树脂 SP1068：4份，癸二酸二辛酯5份，聚烯烃5份；
中胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：丁腈橡胶60份，丁苯橡胶40份，氧化锌5份，硬脂酸1.0份，防老剂BLE3份，古马龙树脂5份，白炭黑15份，炭黑50份，轻钙40份，葵二酸二丁酯20份，铁红 10份，偶联剂硅69：2份，抗疲劳剂pl600：5份，硫磺 S 2份，硫化促进剂 CZ0.8份, 粘合剂 RC 10份；
外胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：橡塑合金NV7030：60份，丁苯橡胶 40份，氧化镁 6份，氧化锌4份，硬脂酸1.0份，防老剂BLE 3份，古马龙树脂8份，炭黑N660 70份，白炭黑10份，纳米硅酸盐50份，葵二酸二丁酯20份，硫磺 S 2份，硫化促进剂 CZ1.5份， 防焦剂CTP0.3份，防老剂 4010NA 2份，微晶蜡2份，抗臭氧剂CTU 2份。
采用上述技术方案，本发明有以下优点：胶管能承受高达50-300Mpa的压力超高压钢丝缠绕复合材料软管，是满足工程机械和是石油钻探所需要的超高压液压胶管。
内胶管用丁腈和溶聚丁苯及高丙乙烯并用，再其中添加纳米级的材料，提高了内胶管的抗压能力和提高胶管的脉冲寿命，由于中胶层在橡胶中增加抗疲劳剂，提高胶管的脉冲寿命，而且无机与有机粘和体系并用，提高钢丝的粘接强度。外胶层采用橡塑合金与丁苯胶并用于钢丝层外胶，利用物理与化学防老剂并用，纳米级填料硅酸盐，使得外胶层抗疲劳性。
具体实施方式
实施例1：一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，
内胶管的内胶由以原料制备而成：丁腈橡胶85kg，高苯乙烯橡胶3kg，溶聚丁苯橡胶3kg；硫磺 S 0.5kg，硫化剂DTDM1.5kg，硫化促进剂 CZ0.5kg，促进剂D 0.5kg，纳米氧化锌2.5kg，硬脂酸0.5kg，防焦剂CTP 0.3kg份，流动排气剂SC617：1kg；综合防老剂 4020 1.5kg，防老剂BLE2.5kg，微晶蜡0.3kg，炭黑90kg，纳米二氧化硅2kg，粘合剂 RC5kg和粘合剂RC-23：0.5kg，增粘树脂 SP1068：3.5kg，癸二酸二辛酯4kg，聚烯烃4kg；
中胶层的材料由以下原料制备而成：丁腈橡胶55kg，丁苯橡胶35kg，氧化锌4kg，硬脂酸0.5kg，防老剂BLE2.5kg，古马龙树脂4.5kg，白炭黑13kg，炭黑45kg，轻钙35kg，葵二酸二丁酯15kg，铁红 8kg，偶联剂硅69：1.5kg，抗疲劳剂pl600：4.5kg，硫磺 S 1.5kg，硫化促进剂 CZ 0.5kg, 粘合剂 RC 8kg；
外胶层的材料由以下原料制备而成：橡塑合金NV7030：55kg，丁苯橡胶 35kg，氧化镁 5kg，氧化锌3kg，硬脂酸0.6kg，防老剂BLE：2.5kg份，古马龙树脂7kg，炭黑N660 65kg，白炭黑8kg，纳米硅酸盐45kg，葵二酸二丁酯18kg，硫磺 S 1.5kg，硫化促进剂 CZ：1.2kg， 防焦剂CTP：0.2kg，防老剂 4010NA 1.8kg，微晶蜡1.8kg，抗臭氧剂CTU 1.8kg。
实施例2：一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，
内胶管的内胶由以原料制备而成：丁腈橡胶86kg，高苯乙烯橡胶3.5kg，溶聚丁苯橡胶3.5kg；硫磺 S 0.8kg，硫化剂DTDM1.6kg，硫化促进剂 CZ0.6kg，促进剂D 0.6kg，纳米氧化锌2.6kg，硬脂酸0.6kg，防焦剂CTP 0.4kg，流动排气剂SC617：1.2kg；综合防老剂 4020 1.6kg，防老剂BLE2.6kg，微晶蜡0.4kg，炭黑92kg，纳米二氧化硅2.5kg，粘合剂 RC6kg和粘合剂RC-23：0.6kg，增粘树脂 SP1068：3.6kg，癸二酸二辛酯4.5kg，聚烯烃4.5kg；
中胶层的材料由以下原料制备而成：丁腈橡胶56kg，丁苯橡胶3.7kg，氧化锌4-6kg，硬脂酸0.7kg，防老剂BLE2.7kg，古马龙树脂4.7kg，白炭黑15kg，炭黑48kg，轻钙37kg，葵二酸二丁酯17kg，铁红 9kg，偶联剂硅69：1.6kg，抗疲劳剂pl600：4.6kg，硫磺 S 1.6kg，硫化促进剂 CZ0.6kg, 粘合剂 RC 9kg；
外胶层的材料由以下原料制备而成：橡塑合金NV7030：57kg，丁苯橡胶 37kg，氧化镁 5.5kg，氧化锌3.5kg，硬脂酸0.7kg，防老剂BLE：2.7kg，古马龙树脂7.5kg，炭黑N660 68kg，白炭黑9kg，纳米硅酸盐47kg，葵二酸二丁酯19kg，硫磺 S 1.7kg，硫化促进剂 CZ：1.3kg， 防焦剂CTP：0.3kg，防老剂 4010NA 1.9kg，微晶蜡1.9kg，抗臭氧剂CTU1.9kg。
实施例3：一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，
内胶管的内胶由以原料制备而成：丁腈橡胶90kg，高苯乙烯橡胶5kg，溶聚丁苯橡胶5kg；硫磺 S 1kg，硫化剂DTDM2kg，硫化促进剂 CZ 1kg，促进剂D 1kg，纳米氧化锌3kg，硬脂酸1kg，防焦剂CTP 0.5kg，流动排气剂SC617 ：1.5kg；综合防老剂 4020：2kg，防老剂BLE3kg，微晶蜡0.5kg，炭黑95kg，纳米二氧化硅3kg，粘合剂 RC 7kg和粘合剂RC-23：1kg，增粘树脂 SP1068：4kg，癸二酸二辛酯5kg，聚烯烃5kg；
中胶层的材料由以下原料制备而成：丁腈橡胶60kg，丁苯橡胶40kg，氧化锌5kg，硬脂酸1.0kg，防老剂BLE3kg，古马龙树脂5kg，白炭黑15kg，炭黑50kg，轻钙40kg，葵二酸二丁酯20kg，铁红 10kg，偶联剂硅69：2kg，抗疲劳剂pl600：5kg，硫磺 S 2kg，硫化促进剂 CZ0.8kg, 粘合剂 RC 10kg；
外胶层的材料由以下原料制备而成：橡塑合金NV7030：60kg，丁苯橡胶 40kg，氧化镁 6kg，氧化锌4kg，硬脂酸1.0kg，防老剂BLE 3kg，古马龙树脂8kg，炭黑N660 70kg，白炭黑10kg，纳米硅酸盐50kg，葵二酸二丁酯20kg，硫磺 S 2kg，硫化促进剂 CZ1.5kg， 防焦剂CTP0.3kg，防老剂 4010NA 2kg，微晶蜡2kg，抗臭氧剂CTU 2kg。
实施例4：
一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，
内胶管的内胶由以原料制备而成：丁腈橡胶85-95kg，高苯乙烯橡胶3-7kg，溶聚丁苯橡胶3-7kg；硫磺 S1.3kg，硫化剂DTDM2.3kg，硫化促进剂 CZ1.3kg，促进剂D 0.5-1.5kg，纳米氧化锌3.0kg，硬脂酸1.3kg，防焦剂CTP 0.6kg，流动排气剂SC617：1.8kg；综合防老剂 4020 2.3kg，防老剂BLE3.2kg，微晶蜡0.6kg，炭黑95kg，纳米二氧化硅3.5kg，粘合剂 RC8kg和粘合剂RC-23：1.3kg，增粘树脂 SP1068：4.2kg，癸二酸二辛酯5.5kg，聚烯烃5.5kg；
中胶层的材料由以下原料制备而成：丁腈橡胶63kg，丁苯橡胶43kg，氧化锌5.5kg，硬脂酸1.3kg，防老剂BLE3.2kg，古马龙树脂5.2kg，白炭黑15kg，炭黑48kg，轻钙42kg，葵二酸二丁酯23kg，铁红11kg，偶联剂硅69：2.2kg，抗疲劳剂pl600：5.2kg，硫磺 S 2.2kg，硫化促进剂 CZ0.8kg, 粘合剂 RC 11kg；
外胶层的材料由以下原料制备而成：橡塑合金NV7030：63kg，丁苯橡胶 43kg，氧化镁 6kg，氧化锌4.5kg，硬脂酸1.1kg，防老剂BLE：3.3kg，古马龙树脂8.5kg，炭黑N660 73kg，白炭黑11kg，纳米硅酸盐53kg，葵二酸二丁酯21kg，硫磺 S 2.3kg，硫化促进剂 CZ：1.7kg， 防焦剂CTP：0.4kg，防老剂 4010NA 2.1kg，微晶蜡2.1kg，抗臭氧剂CTU 2.1kg。
实施例5：一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，
内胶管的内胶由以原料制备而成：丁腈橡胶95kg，高苯乙烯橡胶7kg，溶聚丁苯橡胶7kg；硫磺 S1.5kg，硫化剂DTDM2.5kg，硫化促进剂 CZ1.5kg，促进剂D 1.5kg，纳米氧化锌3.5kg，硬脂酸1.5kg，防焦剂CTP0.7kg，流动排气剂SC617：2kg；综合防老剂 4020：2.5kg，防老剂BLE3.5kg，微晶蜡0.7kg，炭黑100kg，纳米二氧化硅4kg，粘合剂 RC9kg和粘合剂RC-23：1.5kg，增粘树脂 SP1068：4.5kg，癸二酸二辛酯6kg，聚烯烃6kg；
中胶层的材料由以下原料制备而成：丁腈橡胶65kg，丁苯橡胶45kg，氧化锌6kg，硬脂酸1.5kg，防老剂BLE3.5kg，古马龙树脂5.5kg，白炭黑17kg，炭黑50kg，轻钙45kg，葵二酸二丁酯25kg，铁红12kg，偶联剂硅69：2.5kg，抗疲劳剂pl600： 5.5kg，硫磺 S2.5kg，硫化促进剂 CZ1.0kg, 粘合剂 RC 12kg；
外胶层的材料由以下原料制备而成：橡塑合金NV7030： 65kg，丁苯橡胶 45kg，氧化镁7kg，氧化锌3-5kg，硬脂酸1.2kg，防老剂BLE： 3.5kg，古马龙树脂7-9kg，炭黑N660 65-75kg，白炭黑8-12kg，纳米硅酸盐55kg，葵二酸二丁酯22kg，硫磺 S2.5kg，硫化促进剂 CZ：1.8kg， 防焦剂CTP0.5kg，防老剂 4010NA 2.2kg，微晶蜡2.2kg，抗臭氧剂CTU 2.2kg。
本发明中各商品具体信息如下：
内胶管的内胶硫化剂DTDM（上海行州化工有限公司），硫化促进剂 CZ（河北中原化工有限公司），流动排气剂SC617 （东莞鑫豪鞋材原料有限公司）；综合防老剂 4020 (佳友橡塑科技有限公司），防老剂BLE（河南省开仑化工有限责任公司），粘合剂 RC(枣庄三兴新材料有限公司)和粘合剂RC-23（镇江迈特化工新材料有限责任公司），增粘树脂 SP1068 (广州市天江秀橡胶贸易有限公司)；
中胶层防老剂BLE （河南省开仑化工有限责任公司），抗疲劳剂pl600 （台州市黄岩东海化工有限公司），硫化促进剂 CZ （河北中原化工有限公司）0.8份；
外胶层橡塑合金NV7030（衡水建胜化工橡胶有限公司），防老剂BLE（河南省开仑化工有限责任公司），硫化促进剂 CZ（河北中原化工有限公司）， 防焦剂CTP（上海成锦化工有限公司）。
本发明骨架层是橡胶软管内用增强镀铜钢丝，以增加强度，钢丝采用符合如下标准的：
各规格镀铜钢丝的性能

Claims (2)

1.  一种超高压钢丝缠绕复合材料软管，包括内胶管、内胶管外的骨架层和与骨架层为一体中胶层以及中胶层外面的外胶层，其特征在于：
内胶管的内胶由以重量份的原料制备而成：丁腈橡胶85-95份，高苯乙烯橡胶3-7份，溶聚丁苯橡胶3-7份；硫磺 S 0.5-1.5份，硫化剂DTDM1.5-2.5份，硫化促进剂 CZ0.5-1.5份，促进剂D 0.5-1.5份，纳米氧化锌2.5-3.5份，硬脂酸0.5-1.5份，防焦剂CTP 0.3-0.7份，流动排气剂SC617：1-2份；综合防老剂 4020 1.5-2.5份，防老剂BLE2.5-3.5份，微晶蜡0.3-0.7份，炭黑90-100份，纳米二氧化硅2-4份，粘合剂 RC5-9份和粘合剂RC-23：0.5-1.5份，增粘树脂 SP1068：3.5-4.5份，癸二酸二辛酯4-6份，聚烯烃4-6份；
中胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：丁腈橡胶55-65份，丁苯橡胶35-45份，氧化锌4-6份，硬脂酸0.5-1.5份，防老剂BLE2.5-3.5份，古马龙树脂4.5-5.5份，白炭黑13-17份，炭黑45-50份，轻钙35-45份，葵二酸二丁酯15-25份，铁红 8-12份，偶联剂硅69：1.5-2.5份，抗疲劳剂pl600：4.5-5.5份，硫磺 S 1.5-2.5份，硫化促进剂 CZ 0.5-1.0份, 粘合剂 RC 8-12份；
外胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：橡塑合金NV7030：55-65份，丁苯橡胶 35-45份，氧化镁 5-7份，氧化锌3-5份，硬脂酸0.6-1.2份，防老剂BLE：2.5-3.5份，古马龙树脂7-9份，炭黑N660 65-75份，白炭黑8-12份，纳米硅酸盐45-55份，葵二酸二丁酯18-22份，硫磺 S 1.5-2.5份，硫化促进剂 CZ：1.2-1.8份，防焦剂CTP：0.2-0.5份，防老剂 4010NA 1.8-2.2份，微晶蜡1.8-2.2份，抗臭氧剂CTU 1.8-2.2份。
2.根据权利要求1所述的超高压钢丝缠绕复合材料软管，其特征在于：
内胶管的内胶由以重量份的原料制备而成：丁腈橡胶90份，高苯乙烯橡胶5份，溶聚丁苯橡胶5份；硫磺 S 1份，硫化剂DTDM2份，硫化促进剂 CZ 1份，促进剂D 1份，纳米氧化锌3份，硬脂酸1份，防焦剂CTP 0.5份，流动排气剂SC617 ：1.5份；综合防老剂 4020：2份，防老剂BLE3份，微晶蜡0.5份，炭黑95份，纳米二氧化硅3份，粘合剂 RC 7份和粘合剂RC-23：1份，增粘树脂 SP1068：4份，癸二酸二辛酯5份，聚烯烃5份；
中胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：丁腈橡胶60份，丁苯橡胶40份，氧化锌5份，硬脂酸1.0份，防老剂BLE3份，古马龙树脂5份，白炭黑15份，炭黑50份，轻钙40份，葵二酸二丁酯20份，铁红 10份，偶联剂硅69：2份，抗疲劳剂pl600：5份，硫磺 S 2份，硫化促进剂 CZ0.8份, 粘合剂 RC 10份；
外胶层的材料由以下重量份的原料制备而成：橡塑合金NV7030：60份，丁苯橡胶 40份，氧化镁 6份，氧化锌4份，硬脂酸1.0份，防老剂BLE 3份，古马龙树脂8份，炭黑N660 70份，白炭黑10份，纳米硅酸盐50份，葵二酸二丁酯20份，硫磺 S 2份，硫化促进剂 CZ1.5份， 防焦剂CTP0.3份，防老剂 4010NA 2份，微晶蜡2份，抗臭氧剂CTU 2份。
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