CN111205523B - 一种橡胶金属套管及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种橡胶金属套管及其制备工艺，包括橡胶管、金属管以及胶粘剂层，所述橡胶管包括以下重量份数的原料：顺丁橡胶70～80份、三元乙丙橡胶20～30份、古马隆7～10份、纳米氧化锌5～7份、填充剂10～20份、增塑剂3～5份、促进剂2～3份、硫磺2～3份、防老剂1～2份以及润滑剂0.5～1.5份；所述胶粘剂层包括以下重量份数的原料：环氧树脂4～6份、液态聚硫橡胶2～3份、硅烷偶联剂0.5～1份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯1.5～2.5份、甲基苯基硅树脂1～2份、聚四氟乙烯蜡粉0.1～0.3份、白炭黑0.2～0.5份以及二氧化钛0.3～0.5份。本发明通过胶粘剂层增大橡胶管与金属管之间的粘接强度，从而提高橡胶金属套管的粘合强度、延长其使用时长。

Description

一种橡胶金属套管及其制备工艺
技术领域
本发明涉及复合管道的技术领域，尤其是涉及一种橡胶金属套管及其制备工艺。
背景技术
橡胶和金属是两种不同性质的材料，将两者粘接可以制得具有不同构型和特性的复合件，这种复合体系在工业中有着广泛的用途、如汽车工业、机械制造工业、固体火箭发动机的柔性接头、桥梁的支撑缓冲垫等。由于金属管耐用、无毒、安全环保，且其耐腐蚀、耐久性都非常好，适用于流体输送，例如作为自来水、燃气、供暖等这些的输送管道，一般为了减少流体对金属管的冲击，一般在金属管外包裹珍珠棉、海绵等软质材料，吸收管内流体对金属管的冲击力。随着复合管道的兴起，在金属管外套设橡胶管制备出橡胶金属套管，由于橡胶质地柔软，能够吸收金属管内流体的震动，不仅可以减小流体对金属管道的破坏，还能够达到降低噪音的效果。
目前橡胶与金属大多是通过粘接的方式进行复合，粘接方法可根据粘接过程中橡胶的状态分为硫化粘接和非硫化粘接。硫化粘接是经过适当表面处理的金属直接与未硫化橡胶依次叠加后，同时置于硫化模具中，在加热加压中实现硫化化学反应与相应的界面反应，同时完成“共硫化”的方法。非硫化粘接是指将已硫化橡胶先经过表面处理后再与金属进行粘接的方法。
由于橡胶与金属之间存在化学结构和力学性能的差异，使得橡胶与金属之间的高强度粘接比较困难。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种橡胶金属套管，通过胶粘剂层增大橡胶管与金属管之间的粘接强度，从而提高橡胶金属套管的粘合强度、延长其使用时长；本发明的目的之二是提供一种橡胶金属套管的制备工艺，金属管、胶粘剂层、橡胶管可以同时挤出，具有制备工艺简单、金属与橡胶之间粘结强度高的效果。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种橡胶金属套管，包括橡胶管、设置在橡胶管内的金属管以及用于连接橡胶管和金属管的胶粘剂层，所述橡胶管包括以下重量份数的原料：顺丁橡胶70～80份、三元乙丙橡胶20～30份、古马隆7～10份、纳米氧化锌5～7份、填充剂10～20份、增塑剂3～5份、促进剂2～3份、硫磺2～3份、防老剂1～2份以及润滑剂0.5～1.5份；所述胶粘剂层包括以下重量份数的原料：环氧树脂4～6份、液态聚硫橡胶2～3份、硅烷偶联剂0.5～1份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯1.5～2.5份、甲基苯基硅树脂1～2份、聚四氟乙烯蜡粉0.1～0.3份、白炭黑0.2～0.5份以及二氧化钛0.3～0.5份。
通过采用上述技术方案，顺丁橡胶硫化后，耐寒性、耐磨性及弹性特别优异，且顺丁橡胶具有吸震作用，能够吸收金属管内流体产生的震动。三元乙丙橡胶是一种饱和橡胶，主链由饱和烃组成，侧链中引入有不饱和双键，分子内无极性取代基，分子间内聚能低，具有极高的化学稳定性。三元乙丙橡胶没有自补强性，力学性能偏弱，加入的填充剂吸附聚合物，使橡胶分子链端直接固定在填料粒子的附近或沿着填料表面定向或被填料聚集体滞留，从而能够增强三元乙丙橡胶的力学性能。
增塑剂分子插进到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链之间的应力，增加聚合物分子链的移动性，降低聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加。增塑剂通过降低分子间作用力，使得加入的其它组分更好的与生胶浸润并分散均匀，从而能够改善混炼工艺，并且能够提高橡胶的机械性能。
硫磺用于橡胶的硫化，由于顺丁橡胶和三元乙丙橡胶硫化速度不快，加入促进剂能够促进硫化作用、缩短硫化时间、减少硫化剂用量和提高橡胶的机械性能。防老剂能够抑制光或热的作用，延缓橡胶的老化，提高橡胶管的使用时长。加入填充剂、增塑剂会增大对设备和模具的摩擦，因此加入润滑剂，减少对设备、模具的损坏。
本发明的胶粘剂层，环氧树脂含有多种极性基团和活性高的环氧基，与有机物和无机物均有良好的相容性，能够粘接橡胶管与金属管，同时环氧固化物的内聚强度大，粘接强度高。液态聚硫橡胶的溶解度参数与环氧树脂相近，不需要任何溶剂就能与环氧树脂很好的相容，液态聚硫橡胶的硫醇端基和环氧树脂的环氧端基反应，生成含硫醚的嵌段共聚物，在环氧树脂的交联结构中，引入一部分柔性较好的链段，降低环氧树脂的本体模量，增加环氧树脂的韧性和粘接性能。加入白炭黑，利用白炭黑的补强、增稠和触变性能，可以防止胶粘剂产生沉淀或流挂现象，白炭黑在胶粘剂体系中均匀分散后，可以形成白炭黑聚集体网络，聚集体通过表面的硅羟基与聚合物形成氢键，使体系的流动性受到限制，体系的粘度增加，从而起到增稠作用，提高胶粘剂的粘接强度。
硅烷偶联剂同时具有两种不同的反应性基团，一侧的硅醇具有与无机材料进行反应的反应活性，能够与金属管化学结合或是吸附在金属管表面，从而提高与金属管之间的亲和性；另一侧的有机官能团可以与橡胶中的有机物进行反应，从而提高胶粘剂对金属管与橡胶管的粘接程度。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯与金属管界面之间产生交联结构，这种交联结构的胶层具有较高的内聚力，金属表面容易吸附水分，与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应生成脲，而脲类化合物与金属氢化物螯合形成酰脲，脲类化合物极性大且能生成牢固的氢键。另外，多亚甲基多苯基多异氰酸酯粘接橡胶时，多亚甲基多苯基多异氰酸酯能够渗入到橡胶内部，并且多亚甲基多苯基多异氰酸酯会发生自聚反应形成交联结构，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的交联结构与在高温下硫化橡胶交联结构的分子链之间会相互贯穿，从而形成互穿聚合物网状结构，提高橡胶管与金属管之间的粘接强度。甲基苯基硅树脂是以硅-氧-硅为主链，硅原子上连接有机官能团的交联型半无机高聚物，具有突出的耐候性，能够提高胶粘剂与金属管之间的粘接性。聚四氟乙烯蜡粉为白色粉末，颗粒较细，具有结晶度高、分散性好、易于与其它组分混合，能够均匀分布在环氧树脂中。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述填充剂至少包括炭黑、碳酸钙、陶土中的一种。
通过采用上述技术方案，炭黑和橡胶分子混炼时，橡胶分子链可以进行较强的分子热运动，进入炭黑粒子的吸引力界限以内，并被炭黑粒子表面吸附取向；另外在混炼时，橡胶分子断裂成自由基，与炭黑表面的活性中心发生结合作用，炭黑表面的含氧基团和自由基在硫化时，与橡胶分子发生交联作用形成化学结合，炭黑与橡胶分子构成一个整体网络，改变了硫化胶的结构，因而提高了硫化胶的物理机械性能。碳酸钙自身的硬度大，加入到橡胶中，能够均匀分散，提高橡胶的力学性能；同时碳酸钙的热稳定性好，可以使橡胶管的热膨胀系数、收缩率下降，提高橡胶管的尺寸稳定性。陶土具有良好的分散性和气密性，还具有优异的强度和耐磨性，加入到橡胶中，具有补强的作用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述增塑剂至少包括硬脂酸、环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛脂中的一种。
通过采用上述技术方案，硬脂酸与橡胶的相容性好，能够降低橡胶分子间的作用力，增加橡胶的塑性。环氧大豆油与顺丁橡胶、三元乙丙橡胶的相容性好且具有挥发性小、无毒的特点，环氧大豆油属于极性较弱的大分子增塑剂，在顺丁橡胶、三元乙丙橡胶温度升高时，环氧大豆油与顺丁橡胶、三元乙丙橡胶之间的溶胀作用使得三者形成一种固溶体，削弱了橡胶原料分子间的范德华力，从而提高橡胶的塑性。在顺丁橡胶温度升高时，邻苯二甲酸二辛脂插入到顺丁橡胶分子链间，邻苯二甲酸二辛脂的极性酯基与顺丁橡胶的极性基团相互作用，相容性好，不会排斥，从而使顺丁橡胶大分子间作用力减弱，塑性增加；另外邻苯二甲酸二辛脂的非极性烷基夹在顺丁橡胶分子链间，覆盖住顺丁橡胶的极性基团，也削弱了顺丁橡胶分子链间的作用力，增加顺丁橡胶分子链的移动性，降低顺丁橡胶分子链的结晶性，从而使橡胶整体的塑性增加。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述促进剂至少包括促进剂DM、促进剂TMTD中的一种。
通过采用上述技术方案，促进剂DM、促进剂TMTD能够促进硫化作用、缩短硫化时间、减少硫化剂用量和提高橡胶的机械性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防老剂为N-苯基-N，-环己基对苯二胺。
通过采用上述技术方案，N-苯基-N，-环己基对苯二胺对热、氧、臭氧、光等老化因素均有良好的防护作用，同时对高能辐射也有一定的防护作用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述润滑剂至少包括氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、滑石粉中的一种。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡作为润滑剂，其化学性质稳定，聚乙烯蜡与橡胶相容性好，能够改善熔融物的流动性，使得橡胶生产过程更易挤出。氧化聚乙烯蜡粘度低、软化点高、硬度高、热稳定性好、高温挥发性低，既有极优的外部润滑性，又有较强的内部润滑作用，氧化聚乙烯蜡含有羟基和羧基，与橡胶之间的相容性好。滑石粉的摩擦系数低，在摩擦界面上形成边界膜，以降低原料之间以及原料和设备之间接触表面的磨损和摩擦系数。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
通过采用上述技术方案，KH550或KH560对金属管、橡胶管均有反应性，能够提高胶粘剂对金属管和橡胶管的粘接效果。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种橡胶金属套管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通2～5次后，下片停放，晾胶10～20h，晾胶结束，继续返炼，薄通3～5次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20～30h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为170～200℃，硫化时间为10～20min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为130～150℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压5～10MPa,保压2～5h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
通过采用上述技术方案，橡胶管的各组分混炼均匀后硫化，胶粘剂层和橡胶管以及金属管同时挤出，传统的是将橡胶管生产出来，再将橡胶管套设在金属管外，再通过胶粘剂粘接，工艺繁琐且粘接强度不够，本发明的工艺简单，粘接强度高。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.多亚甲基多苯基多异氰酸酯与金属管界面之间产生交联结构，这种交联结构的胶层具有较高的内聚力，金属表面容易吸附水分，与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应生成脲，而脲类化合物与金属氢化物螯合形成酰脲，脲类化合物极性大且能生成牢固的氢键。另外，多亚甲基多苯基多异氰酸酯粘接橡胶时，多亚甲基多苯基多异氰酸酯能够渗入到橡胶内部，并且多亚甲基多苯基多异氰酸酯会发生自聚反应形成交联结构，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的交联结构与在高温下硫化橡胶交联结构的分子链之间会相互贯穿，从而形成互穿聚合物网状结构，提高橡胶管与金属管之间的粘接强度。甲基苯基硅树脂是以硅-氧-硅为主链，硅原子上连接有机官能团的交联型半无机高聚物，具有突出的耐候性，能够提高胶粘剂与金属管之间的粘接性。聚四氟乙烯蜡粉为白色粉末，颗粒较细，具有结晶度高、分散性好、易于与其它组分混合，能够均匀分布在环氧树脂中；
2.环氧树脂含有多种极性基团和活性高的环氧基，与有机物和无机物均有良好的相容性，能够粘接橡胶管与金属管，同时环氧固化物的内聚强度大，粘接强度高。液态聚硫橡胶的溶解度参数与环氧树脂相近，不需要任何溶剂就能与环氧树脂很好的相容，液态聚硫橡胶的硫醇端基和环氧树脂的环氧端基反应，生成含硫醚的嵌段共聚物，在环氧树脂的交联结构中，引入一部分柔性较好的链段，降低环氧树脂的本体模量，增加环氧树脂的韧性和粘接性能。加入白炭黑，利用白炭黑的补强、增稠和触变性能，可以防止胶粘剂产生沉淀或流挂现象，白炭黑在胶粘剂体系中均匀分散后，可以形成白炭黑聚集体网络，聚集体通过表面的硅羟基与聚合物形成氢键，使体系的流动性受到限制，体系的粘度增加，从而起到增稠作用，提高胶粘剂的粘接强度；
3.顺丁橡胶硫化后，耐寒性、耐磨性及弹性特别优异，且顺丁橡胶具有吸震作用，能够吸收金属管内流体产生的震动。三元乙丙橡胶是一种饱和橡胶，主链由饱和烃组成，侧链中引入有不饱和双键，分子内无极性取代基，分子间内聚能低，具有极高的化学稳定性。三元乙丙橡胶没有自补强性，力学性能偏弱，加入的填充剂吸附聚合物，使橡胶分子链端直接固定在填料粒子的附近或沿着填料表面定向或被填料聚集体滞留，从而能够增强三元乙丙橡胶的力学性能；
4.本发明制备橡胶金属套管的工艺简单、橡胶管与金属管之间的粘接强度高。
附图说明
图1是本发明橡胶金属套管的结构示意图；
图2是本发明橡胶金属套管的制备工艺流程图。
附图说明：1、橡胶管；2、金属管；3、胶粘剂层。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明，本发明的实施例与对比例中用到的金属管均由45钢制成，钢管直径10cm，壁厚0.3mm。
实施例1
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3的原料和各原料的重量如表1所示；
表1为实施例1的橡胶管、胶粘剂层的各原料及质量
Figure GDA0003290040880000061
该橡胶金属管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通2次后，下片停放，晾胶20h，晾胶结束，继续返炼，薄通3次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为30h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为170℃，硫化时间为20min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为130℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压5MPa,保压5h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
实施例2
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3的原料和各原料的重量如表2所示；
表2为实施例2的橡胶管、胶粘剂层的各原料及质量
Figure GDA0003290040880000071
该橡胶金属管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通5次后，下片停放，晾胶10h，晾胶结束，继续返炼，薄通5次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为150℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压10MPa,保压2h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
实施例3
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3的原料和各原料的重量如表3所示；
表3为实施例3的橡胶管、胶粘剂层的各原料及质量
Figure GDA0003290040880000081
该橡胶金属管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通4次后，下片停放，晾胶15h，晾胶结束，继续返炼，薄通4次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为25h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为180℃，硫化时间为18min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为140℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压8MPa,保压3h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
实施例4
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3的原料和各原料的重量如表4所示；
表4为实施例4的橡胶管、胶粘剂层的各原料及质量
Figure GDA0003290040880000091
该橡胶金属管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通3次后，下片停放，晾胶15h，晾胶结束，继续返炼，薄通5次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为190℃，硫化时间为20min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为135℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压7MPa,保压4h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
实施例5
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3的原料和各原料的重量如表5所示；
表5为实施例5的橡胶管、胶粘剂层的各原料及质量
Figure GDA0003290040880000101
该橡胶金属管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通3次后，下片停放，晾胶15h，晾胶结束，继续返炼，薄通4次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为25h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为185℃，硫化时间为15min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为145℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压10MPa,保压3h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
对比例1
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3与实施例5的区别在于不包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯，其它同实施例5。
对比例2
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3与实施例5的区别在于多亚甲基多苯基多异氰酸酯的质量为1kg，其它同实施例5。
对比例3
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3，橡胶管1的原料及各原料的重量，胶粘剂层3与实施例5的区别在于多亚甲基多苯基多异氰酸酯的质量为2.8kg，其它同实施例5。
对比例4
一种橡胶金属套管，包括橡胶管1、设置在橡胶管1内的金属管2以及用于连接橡胶管1和金属管2的胶粘剂层3。该橡胶金属套管的制备工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通3次后，下片停放，晾胶15h，晾胶结束，继续返炼，薄通4次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为25h；然后将制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为185℃，硫化时间为15min，通过螺杆挤出机挤出成型，通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶管；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理，然后将胶粘剂涂覆在金属管表面，再粘接步骤1制备的橡胶管。
性能检测粘合强度：参照GB/T11211-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶与金属粘合强度的测定》进行测试。
表1为实施例和对比例的粘合强度测试结果
Figure GDA0003290040880000121
根据粘合强度测试结果表明，实施例5的金属管与橡胶管之间的粘合效果最好，实施例5与对比例1相比，说明多亚甲基多苯基多异氰酸酯能够显著提高橡胶管与金属管的粘合强度。通过对比例2和对比例3说明，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的含量低，粘合强度低，含量增加，金属管与橡胶管的粘合强度不再继续增加，从经济角度考虑，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的加入量为2.2kg。对比例4采用传统的粘接工艺，操作较为繁琐，且粘合强度不高，本发明橡胶金属套管的制备工艺简单，橡胶管与金属管的粘合强度高。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种橡胶金属套管，包括橡胶管(1)、设置在橡胶管(1)内的金属管(2)以及用于连接橡胶管(1)和金属管(2)的胶粘剂层(3)，其特征在于：所述橡胶管(1)包括以下重量份数的原料：顺丁橡胶70～80份、三元乙丙橡胶20～30份、古马隆7～10份、纳米氧化锌5～7份、填充剂10～20份、增塑剂3～5份、促进剂2～3份、硫磺2～3份、防老剂1～2份以及润滑剂0.5～1.5份；所述胶粘剂层(3)包括以下重量份数的原料：环氧树脂4～6份、液态聚硫橡胶2～3份、硅烷偶联剂0.5～1份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯1.5～2.5份、甲基苯基硅树脂1～2份、聚四氟乙烯蜡粉0.1～0.3份、白炭黑0.2～0.5份以及二氧化钛0.3～0.5份；
具体包括如下步骤：
步骤1、按照配方量称取顺丁橡胶、三元乙丙橡胶混炼均匀；然后依次加入纳米氧化锌、增塑剂、古马隆、填充剂、硫磺、促进剂、防老剂以及润滑剂继续混炼均匀，薄通2～5次后，下片停放，晾胶10～20h，晾胶结束，继续返炼，薄通3～5次后，下片停放得到混炼胶，下片停放的时间为20～30h；
步骤2、称取环氧树脂、液态聚硫橡胶、甲基苯基硅树脂混合均匀，然后加入硅烷偶联剂继续搅拌，再加入干燥后的白炭黑、二氧化钛，最后加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯继续搅拌，即得到胶粘剂；
步骤3、金属管表面经过除油、打磨处理后放置到共挤模具的中心位置，然后将步骤1制得的混炼胶加入到双螺杆挤出机中，在螺杆挤出机中硫化，硫化温度为170～200℃，硫化时间为10～20min；步骤2制备的胶粘剂加入到单螺杆挤出机中，机筒温度为130～150℃，使得胶粘剂持续熔融塑化，然后双螺杆挤出机与单螺杆挤出机中的熔融塑化产物同步通过共挤模具，对共挤模具加压5～10MPa,保压2～5h，然后由共挤模具挤出成型；
步骤4、通过牵引方式冷却、定型、切割，制备出橡胶金属套管。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶金属套管，其特征在于：所述填充剂至少包括炭黑、碳酸钙、陶土中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶金属套管，其特征在于：所述增塑剂至少包括硬脂酸、环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛脂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种橡胶金属套管，其特征在于：所述促进剂至少包括促进剂DM、促进剂TMTD中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种橡胶金属套管，其特征在于：所述防老剂为N-苯基-N，-环己基对苯二胺。
6.根据权利要求1所述的一种橡胶金属套管，其特征在于：所述润滑剂至少包括氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、滑石粉中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种橡胶金属套管，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
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