CN105889659B - 一种液压软管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于胶管技术领域，涉及一种液压软管及其制备方法，液压软管包括内胶层、钢丝层、中胶层和外胶层，内胶层的内胶胶片由重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N41，溶聚丁苯橡胶；硫磺，交联剂，促进剂和防焦剂；活性剂；粘合剂；补强剂；填充剂；防老剂；增塑剂；加工助剂；中胶层的中胶胶片由重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N41，溶聚丁苯橡胶；硫磺，促进剂；活性剂；粘合剂；补强剂；填充剂；防老剂；增塑剂；加工助剂；外胶层的外胶胶片由重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N41，橡塑合金；硫磺、交联剂和促进剂；活性剂；粘合剂；补强剂；填充剂；防老剂；增塑剂；加工助剂。该液压软管可在‑45～+150℃条件下使用。

Description

一种液压软管及其制备方法

技术领域

本发明属于胶管技术领域，涉及一种液压软管及其制备方法，该液压软管可输送具有一定压力和温度的液体。

背景技术

钢丝编织或缠绕液压软管主要应用于矿井液压支架、油田开采，适宜于工程建筑、起重运输、冶金锻压、矿山设备、船舶、注塑机械、农业机械、各种机床以及各工业部门机械化、自动化液压系统中输送具有一定压力和温度的石油基及水基液体等。目前，国内钢丝编织缠绕管执行GB/T3683-2011和GB/T10544-2003标准，其使用温度为-40～+100℃，不再满足-40℃以下和100℃以上的环境，由于钢丝编织或缠绕胶管的适用温度范围的扩大，为此需要研制一种在更宽温度范围内使用的钢丝编织或缠绕胶管。因此能在-45～+150℃条件下使用的钢丝编织或缠绕液压软管，其应用前景会非常广泛。

目前制备耐温型液压软管，已是近年来的热点发展方向之一。如《耐温型液压橡胶软管》(中国专利CN103982715)，虽然制备方法简单，但只考虑了内胶的耐温性能，并未考虑内胶耐疲劳、脉冲性能，良好的与金属接头装配扣压密封的性能，也没有考虑中胶的粘合性和外胶的耐老化性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，制备一种可在-45～+150℃条件下使用的液压软管，并提供其内胶层、中胶层和外胶层的胶片原料组成和胶片制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种液压软管，其管体架结构主要由内胶层(1)、钢丝层(2、4)和外胶层(5)组成,钢丝层(2、4)之间为中胶层(3)，各胶层的胶片由原胶、硫化体系、活性剂、粘合剂、补强剂、填充剂、防老剂、增塑剂、加工助剂制备而成，其中

内胶层(1)的内胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和溶聚丁苯橡胶即SSBR；硫化体系包括硫磺、交联剂DCP即过氧化二异丙苯、促进剂CZ即N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺和防焦剂CTP即N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺；活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC；补强剂为炭黑N330和炭黑N660；填充剂为氟化钙；防老剂包括液体BLE和防老剂RD即2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸；

中胶层(3)的中胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和溶聚丁苯橡胶；硫化体系包括硫磺和促进剂CZ；活性剂为纳米氧化锌；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC；补强剂为炭黑N660和炭黑N550；填充剂为海泡石；防老剂为液体BLE；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸和石油树脂；

外胶层(5)的外胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和橡塑合金即NV7073；硫化体系包括硫磺、交联剂DCP和促进剂CZ；活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC；补强剂为炭黑N660；填充剂为氟化钙；防老剂包括液体BLE、防老剂4010NA即N-异丙基-N′-苯基对苯二胺、抗臭氧剂CTU和微晶蜡；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸。

内胶胶片原料以重量份计为：原胶100，硫化体系3.5-6，纳米氧化锌6，高活性氧化镁3，粘合剂6.5-11，补强剂70，氟化钙30，癸二辛酯15，硬脂酸1；其中原胶中丁腈橡胶N41为90，溶聚丁苯橡胶10，硫化体系中硫磺1，交联剂DCP0.5，促进剂CZ1.5，防焦剂CTP0.5，粘合剂RC5.5，粘合剂RC-23为1，补强剂炭黑N660为50，补强剂炭黑N330为20。

中胶胶片原料以重量份计为：原胶100，硫化体系4.5-5，纳米氧化锌6，粘合剂6.5-11，补强剂50，海泡石30，防老剂5，葵二辛酯25，硬脂酸1，石油树脂8；其中原胶中丁腈橡胶N41为70，溶聚丁苯橡胶30，硫化体系中硫磺3.5，促进剂CZ为1，粘合剂RC为1，粘合剂RC-23为8，补强剂炭黑N660为25，补强剂炭黑N550为25。

外胶胶片原料以重量份计为：原胶100，硫化体系3.5，纳米氧化锌8，高活性氧化镁4，粘合剂6.5-11，补强剂70，氟化钙30，防老剂11，葵二辛酯20，硬脂酸1；其中，原胶中丁腈橡胶N41为60，橡塑合金40，硫化体系中硫磺1，交联剂DCP0.5，促进剂CZ1.5，粘合剂RC0.5，粘合剂RC-23为7,补强剂炭黑N660为70。

内胶层的胶片制备方法包括以下步骤：

a、将原胶投入捏炼机，捏合3min；

b、将活性剂、促进剂、防老剂和防焦剂投入捏炼机，捏合1min；

c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min；

d、排出温度升至120℃±5℃，即得母胶排出；

e、下片或拉条，经捏炼机捏炼后的母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm,前辊温30±5℃，后辊40±5℃，压合2min，进行拉条；

f、过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作；

g、过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温,降温幅度在20-45℃；

h、母炼胶胶条投入开炼机内，压合2min后加入硫磺、促进剂、加工助剂，混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，下片胶片长宽厚1200mm×800mm×6mm；

i、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200：1，放置3-5min，温度降至40℃以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。

中胶层和外胶层的胶片制备方法包括以下步骤：

a、将原胶投入捏炼机，捏合3min；

b、将活性剂、促进剂、防老剂投入，捏合1min；

c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min；

d、排出温度升至105℃±5℃，即得母胶排出；

e、出片，母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm,压合2分钟至均匀，加入硫磺、促进剂，待胶料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，胶片长宽厚1200mm×800mm×6mm；

f、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200：1，放置冷却槽内3-5min，温度降至40℃以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该发明能有效减少在高温下内外胶料老化，造成裂纹现象，

2、该发明能改善在低温下内外胶料由弹性态变为玻璃态，造成管体不能变形或受冲击后出现裂纹现象；

3、该发明制备方法简单，适合于工业生产。

附图说明

图1是本发明的截面示意图。其中：1、内胶层；2和4、钢丝层；3、中胶层；5、外胶层。

图2是本发明的剖视图。其中：1、内胶层；2和4、钢丝层；3、中胶层；5、外胶层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，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、液压软管内胶层的内胶胶片原料组成为：原胶100，硫化体系3.5-6，防焦剂CTP0.5，纳米氧化锌6，高活性氧化镁3，粘合剂6.5-11，补强剂70，氟化钙30，癸二辛酯15，硬脂酸1。通过实验来确定可获得最佳性能内胶胶片的原料组成。

2、首先，利用正交表进行设计，确定的四因素三水平见表1。

表1四因素三水平

3、接着，根据这9个内胶胶片原料组分进行实验，其中制备内胶层胶片的生产设备包括捏炼机、Φ150过滤机、24吋开炼机，具体的方法步骤包括：

a、将原胶投入捏炼机，捏合3min；

b、将活性剂、促进剂、防老剂和防焦剂投入捏炼机，捏合1min；

c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min；

d、排出温度升至120℃±5℃，即得母胶排出；

e、下片或拉条，经捏炼机捏炼后的母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm,前辊温30±5℃，后辊40±5℃，压合2min，进行拉条；

f、过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作；

g、过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温,降温幅度在20-45℃；

h、母炼胶胶条投入开炼机内，压合2min后加入硫磺、促进剂、加工助剂，混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，下片胶片长宽厚1200mm×800mm×6mm；

i、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200：1，放置3-5min，温度降至40℃以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。

4、检测实验结果，并对极差进行评价，见表2。

表2试验结果

注：T—拉伸强度(MPa)，E—扯断伸长率(％)，H—硬度，M—100％定伸强度(MPa)，N—粘结强度(MPa)，Tb—脆性温度，sx—150℃*24h扯断伸长系数。

5、结果判定：

(1)由极差(M)看出，硫化体系对胶料100％定伸影响最大。

(2)由试验数据看出：3号试验综合试验性能最好,即丁腈橡胶N41为90，溶聚丁苯橡胶10，硫磺1，交联剂DCP0.5，促进剂CZ1.5，粘合剂RC5.5，粘合剂RC-23为1，补强剂N660为50，补强剂N330为20。

实施例2

1、液压软管中胶层的中胶胶片原料组成为：原胶100，硫化体系4.5-5，纳米氧化锌6，粘合剂6.5-11，补强剂50，海泡石30，防老剂5，癸二辛酯15，硬脂酸1，石油树脂8。通过实验来确定可获得最佳性能中胶胶片的原料组成。

2、首先，利用正交表进行设计，确定的四因素三水平见表3。

表3四因素三水平

3、接着，根据这9个中胶胶片原料组分进行实验，其中制备中胶层胶片的生产设备包括捏炼机、Φ150过滤机、24吋开炼机，

具体的方法步骤包括：

a、将原胶投入捏炼机，捏合3min；

b、将活性剂、促进剂、防老剂投入，捏合1min；

c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min；

d、排出温度升至105℃±5℃，即得母胶排出；

e、出片，母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm,压合2分钟至均匀，加入硫磺、促进剂，待胶料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，胶片长宽厚1200mm×800mm×6mm；

f、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200：1，放置冷却槽内3-5min，温度降至40℃以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。

4、检测实验结果，并对极差进行评价，见表4。

表4试验结果

5、结果判定：

(1)由极差(N)看出，粘合剂对胶料粘结强度(H抽出)影响最大。

(2)由试验数据看出：3号试验配方综合试验性能最好，即丁腈橡胶N41为70，溶聚丁苯橡胶30，硫化体系中硫磺3.5，促进剂CZ1，粘合剂RC1，粘合剂RC-23为8，补强剂N660为25，补强剂N550为25。

实施例3

1、液压软管外胶层的外胶胶片原料组成为：原胶100，硫化体系3.5，纳米氧化锌8，高活性氧化镁4，粘合剂6.5-11，补强剂70，氟化钙30，防老剂11，癸二辛酯20，硬脂酸1。通过实验来确定可获得最佳性能外胶胶片的原料组成。

2、首先，利用正交表进行设计，确定的四因素三水平见表5。

表5四因素三水平

3、接着，根据这9个外胶胶片原料组分进行实验，制备外胶层胶片的实验设备和方法步骤与实施例2中制备中胶层胶片的实验设备和方法一致，检测实验结果，并对极差进行评价，见表6。

表6试验结果

4、结果判定：

(1)由极差(N)看出，粘合剂对胶料粘结强度(H抽出)的影响最大。

(2)由试验数据看出：3号试验的综合试验性能最好，即丁腈橡胶N41为60，橡塑合金40，硫磺1，交联剂DCP0.5，促进剂CZ1.5，粘合剂RC0.5，粘合剂RC-23为7,补强剂炭黑N660为70。

Claims (8)

1.一种液压软管，其管体架结构主要由内胶层(1)、钢丝层(2、4)和外胶层(5)组成,钢丝层(2、4)之间为中胶层(3)，各胶层的胶片由原胶、硫化体系、活性剂、粘合剂、补强剂、填充剂、防老剂、增塑剂、加工助剂制备而成，其特征在于，其中

内胶层(1)的内胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和溶聚丁苯橡胶；硫化体系包括硫磺、交联剂DCP、促进剂CZ，防焦剂CTP；活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC；补强剂为炭黑N330和炭黑N660；填充剂为氟化钙；防老剂包括液体BLE和防老剂RD；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸；

内胶胶片原料具体加入量以重量份计为：原胶100，硫化体系3.5-6，纳米氧化锌6，高活性氧化镁3，粘合剂6.5-11，补强剂70，氟化钙30，癸二辛酯15，硬脂酸1；其中原胶中丁腈橡胶N41为90，溶聚丁苯橡胶10，硫化体系中硫磺1，交联剂DCP0.5，促进剂CZ1.5，防焦剂CTP0.5，粘合剂RC5.5，粘合剂RC-23为1，补强剂炭黑N660为50，补强剂炭黑N330为20；

中胶层(3)的中胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和溶聚丁苯橡胶；硫化体系包括硫磺和促进剂CZ；活性剂为纳米氧化锌；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC；补强剂为炭黑N660和炭黑N550；填充剂为海泡石；防老剂为液体BLE；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸和石油树脂；

外胶层(5)的外胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和橡塑合金；硫化体系包括硫磺、交联剂DCP和促进剂CZ；活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC；补强剂为炭黑N660；填充剂为氟化钙；防老剂包括液体BLE、防老剂4010NA、抗臭氧剂CTU和微晶蜡；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸。

2.根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，所述的液压软管可在-45～+150℃条件下使用。

3.根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，中胶胶片原料以重量份计为：原胶100，硫化体系4.5-5，纳米氧化锌6，粘合剂6.5-11，补强剂50，海泡石30，防老剂5，葵二辛酯25，硬脂酸1，石油树脂8；其中原胶中丁腈橡胶N41为70，溶聚丁苯橡胶30，硫化体系中硫磺3.5，促进剂CZ为1，粘合剂RC为1，粘合剂RC-23为8，补强剂炭黑N660为25，补强剂炭黑N550为25。

4.根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，外胶胶片原料以重量份计为：原胶100，硫化体系3.5，纳米氧化锌8，高活性氧化镁4，粘合剂6.5-11，补强剂70，氟化钙30，防老剂11，葵二辛酯20，硬脂酸1；其中，原胶中丁腈橡胶N41为60，橡塑合金40，硫化体系中硫磺1，交联剂DCP0.5，促进剂CZ1.5，粘合剂RC0.5，粘合剂RC-23为7,补强剂炭黑N660为70。

5.根据权利要求1－4中任一权利要求所述的液压软管，其中内胶层的胶片制备方法包括以下步骤：

a、将原胶投入捏炼机，捏合3min；

b、将活性剂、促进剂、防老剂、防焦剂投入捏炼机，捏合1min；

c、加入补强剂、填充剂和增塑剂，捏合5min；

d、排胶，即得到母胶；

e、下片或拉条，经捏炼机捏炼后的母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm,前辊温30±5℃，后辊40±5℃，压合2min，进行拉条；

f、过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作；

g、过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温，降温幅度在20-45℃；

h、母炼胶胶条投入开炼机内，压合2min后加入硫磺、促进剂、加工助剂，待原料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，下片胶片长宽厚1200mm×800mm×6mm；

i、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，放置3-5min，温度降至40℃以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。

6.根据权利要求5所述的液压软管内胶层的内胶胶片制备方法，其特征在于，步骤d中母胶的排出温度为120℃±5℃。

7.根据权利要求1－4中任一权利要求所述的液压软管，其中中胶层和外胶层的胶片制备方法包括以下步骤：

a、将原胶投入捏炼机，捏合3min；

b、将活性剂、促进剂、防老剂投入捏炼机，捏合1min；

c、加入补强剂、填充剂和增塑剂，捏合5min；

d、排胶，即得到母胶；

e、出片，母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm,压合2min至均匀，加入硫磺、促进剂，待原料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，胶片长宽厚1200mm×800mm×6mm；

f、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，放置3-5min，温度降至40℃以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。

8.根据权利要求7所述的液压软管的中胶层和外胶层的胶片制备方法，其特征在于，步骤d中母胶的排出温度为105℃±5℃。