CN106467623B - 一种耐硫化氢钢丝增强液压软管内胶层及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐硫化氢钢丝增强软管内胶层及制备方法；采用下列重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N3305和氯磺化聚乙烯橡胶；硫化体系采用低硫高促体系硫磺、促进剂DTDM、促进剂CZ，防焦剂为CTP；活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；填充剂为；补强剂为N330和N660；粘合剂包括RC和RC‑23钴盐；防老剂包括445和BLE；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和聚烯烃，加工助剂包括硬脂酸；本发明针对腐蚀性介质硫化氢和软管的使用条件，选择最适宜软管生产的橡胶品种制成内胶层；在橡胶表面形成一个防渗透层，可阻止或降低硫化氢介质和橡胶的反应速度，实现耐硫化氢的目的。

Description

一种耐硫化氢钢丝增强液压软管内胶层及制备方法

技术领域

本发明属于胶管技术领域，涉及一种耐硫化氢钢丝液压软管及其制备方法，该液压软管内胶可耐原油中硫化氢的腐蚀。

背景技术

石油是当今社会的主要能源，是每一个国家的战略物资，也是中东一些国家的主要经济来源。随着人类生产、生活对石油的需求日益旺盛，石油的开采由陆地已延伸到近海、远海、深海。而开采出的原油输送却大相径庭。普通液压胶管只检测液压油性能，不能检测耐石油、天然气性能。天然气性能特别是不能检测橡胶腐蚀严重的硫化氢性能，所以不能满足当今深井石油的输送和高含量硫化氢石油的输送。对此，原油输送用钢丝增强软管的研制就显得十分重要，而该软管最关键的性能指标就是耐原油中硫化氢的腐蚀能力。

发明内容

本发明的目的在于；针对现有技术的上述缺陷，提供一种耐硫化氢的腐蚀能力的液压软管内胶层；本发明还提供一种内胶层的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一、一种耐硫化氢钢丝增强液压软管内胶层原料组成如下：

内胶层原料以重量份计为：丁腈橡胶3305*70，氯磺化聚乙烯*30纳米氧化锌6，硬脂酸0.5，高活性氧化镁4，防焦剂CTP0.5，硫磺1.5、促进剂DTDM3、促进剂CZ*2增粘树脂*8防老剂445*2防老剂BLE*3石蜡*1硼酰化钴*8粘合剂RC*8高耐磨炭黑N330*30通用炭黑N660*50硫酸钡*30邻苯二甲酸二丁脂*15、聚烯烃APAO*5。

二、耐硫化氢钢丝增强液压软管内胶层制备方法如下：

1、内胶层的胶片制备：

1.1、生产设备：捏炼机、Φ150过滤机、24吋开炼机。

1.2、生产工艺：

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左右；

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。

当橡胶制品和化学介质接触时，由于氧化作用常常引起橡胶和配合剂的分解，造成硫化胶的腐蚀或溶胀，化学介质大多以水溶液的状态出现。化学介质对橡胶的腐蚀造成橡胶分子断裂聚以及配合剂的分解、溶解、溶出等现象，都是化学介质水溶液键硫化氢不断渗透扩散的结果。为了满足软管内胶具有良好的耐硫化氢的性质，本发明针对腐蚀性介质硫化氢和软管的使用条件，选择最适宜软管生产的橡胶品种制成内胶层；在橡胶表面形成一个防渗透层，可阻止或降低硫化氢介质和橡胶的反应速度，实现耐硫化氢的目的。

具体实施方式

目前的橡胶种类对饱和硫化氢的橡胶，由优到略的次序为聚四氟乙烯橡胶→乙丙橡胶→丁基橡胶→氢化丁腈橡胶→氯磺化聚乙烯橡胶→氯磺化乙烯橡胶→氟橡胶→氯丁橡胶→聚硫橡胶→丁腈橡胶→丁苯橡胶→天然橡胶→顺丁橡胶→氟硅橡胶→硅橡胶→丙烯酸酯橡胶→氯醚橡胶，该软管内胶在考虑耐硫化氢考虑的耐硫化氢介质同时，还要具有较好的耐油性，而耐油性能橡胶的优劣次序为：聚四氟乙烯橡胶→氟橡胶→氢化丁腈橡胶→丁腈橡胶→氯磺化聚乙烯橡胶→聚硫橡胶→丙烯酸酯橡胶→氯醚橡胶→氯化聚乙烯橡胶→氯丁橡胶→氟硅橡胶→丁苯橡胶→天然橡胶→顺丁橡胶→乙丙橡胶→丁基橡胶→硅橡胶。

综合考虑该软管的生产工艺和生产成本(社会效益),内层生胶适宜选择的胶种丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶。

二、硫化体系：增加交联密度，提高硫化胶的弹性模量是提高硫化橡胶的耐化学介质的重要措施之一。为此，在考虑内胶的加工安全性的条件下，选用低硫高促体系，以保证胶料具有足够大的交联密度。

三、补强填充体系：耐化学腐蚀的胶料选用补强填充剂，应具有化学惰性，不易与化学介质反应，不被侵蚀，不含水溶性的电解杂质。如硫酸钡、炉法炭类炭黑。

四、增塑软化体系：耐化学腐蚀胶料应选用不会被其介质抽出，不易与其介质起化学反应的材料。对于硫化氢，应选用邻苯二甲酸二丁酯或聚烯氢。

实施例1

1、液压软管内胶层的内胶胶片原料组成以份数计：原胶100，纳米氧化锌6，硬脂酸1，高活性氧化镁3，防焦剂CTP0.5，硫化体系3.5-6，粘合剂6.5-11，补强剂80，硫酸钡30，增塑剂及软化剂18。其它助剂8-12，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，对其中9个试验进行实验，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)，M、饱和硫化氢中的体积变化(％)，n—150℃*24h扯断伸长系数(热老化抗张强度的变化)。

4、结果判定：

(1)由极差(M)看出，生胶体系对胶料耐硫化氢的体积变化影响最大。

(2)丁腈橡胶3305*70，氯磺化聚乙烯*30纳米氧化锌6，硬脂酸0.5，高活性氧化镁4，防焦剂CTP0.5，硫磺1.5、促进剂DTDM3、促进剂CZ*2增粘树脂*8防老剂445*2防老剂BLE*3石蜡*1硼酰化钴*8粘合剂RC*8高耐磨炭黑N330*30通用炭黑N660*50硫酸钡*30邻苯二甲酸二丁脂*15、聚烯烃APAO*5由此确定因素水平为：A3B1C2D3。

Claims (2)

1.一种耐硫化氢钢丝增强软管内胶层，其特征在于，内胶层的内胶胶片原料以重量份计为：丁腈橡胶3305 70，氯磺化聚乙烯 30，纳米氧化锌6，硬脂酸0.5，高活性氧化镁4，防焦剂CTP 0.5，硫磺1.5，促进剂DTDM3，促进剂CZ 2，增粘树脂 8，防老剂445 2、防老剂BLE 3、石蜡 1、硼酰化钴 8、粘合剂RC 8、高耐磨炭黑N330 30、通用炭黑N660 50、硫酸钡 30、邻苯二甲酸二丁酯 15、聚烯烃APAO 5；

上述耐硫化氢钢丝增强软管内胶层的制备方法，包括以下步骤：

A1、将上述原胶投入捏炼机，捏合3min；

A2、将活性剂、促进剂、防老剂、防焦剂投入捏炼机，捏合1min；

A3、加入补强剂、填充剂和增塑剂，捏合5min；

A4、排胶，即得到母胶；

A5、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；

A6、过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作；

A7、过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温，降温幅度在20-45℃；

A8、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；

A9、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。

2.根据权利要求1所述的耐硫化氢钢丝增强软管内胶层的制备方法，其特征在于，步骤A4中母胶的排出温度为120℃±5℃。