CN115322456B - 一种高回弹的管道清洁球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高回弹的管道清洁球的制备方法，按重量份计，包括以下组分：天然橡胶15‑18份，顺丁橡胶45‑50份；轻质碳酸钙23‑25份；气相法白炭黑7‑9份；软化剂50‑55份；促进剂5‑7份，OBSH发泡剂6‑7份；硬脂酸锌，1.5‑2.5份；防老剂0.7‑0.9份，通过密炼、挤出、硫化和成型四个工艺步骤制得成品，本发明管道清洁球具有高回弹、耐磨性良好的性能。

Description

一种高回弹的管道清洁球及其制备方法
技术领域
本发明涉及管道清洁球领域，特别涉及一种高回弹的管道清洁球的制备方法。
背景技术
混凝土泵送管道的清洗是指在每次作业完后，用气和水把管道内残留的混凝土全部清洗出管外，如管道内壁残留石子、水泥浆等残留物，则会造成泵送压力升高、堵管、爆管等事故发生，因此，混凝土管道清洁是一项很重要的工作。在作业中常用管道清洁球辅助清洗，但现有的管道清洁球不仅造价成本高，而且韧性差、吸水后回弹能力差，因此造成损耗高并且清洗效果差等问题。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种高回弹的管道清洁球的制备方法，解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种高回弹的管道清洁球，按重量份计，包括以下组分：天然橡胶15-18份，顺丁橡胶45-50份；碳酸钙23-25份；白炭黑7-9份；软化剂50-55份；促进剂5-7份，OBSH发泡剂6-7份；硬脂酸锌，1.5-2.5份；防老剂0.7-0.9份。
进一步的，所述软化剂包括质量比为1：8-12的聚氯乙烯和二丁酯。
进一步的，所述促进剂包括质量比为1：1.5-2的DM和TE。
进一步的，所述防老剂包括质量比为1：0.4-0.6的RD和歧化松香酸钾皂。
进一步的，所述碳酸钙为轻质碳酸钙，所述白炭黑为气相法白炭黑。
进一步的，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将天然橡胶、顺丁橡胶、轻质碳酸钙和气相法白炭黑密炼5-7min，制得组分A；
(2)将组分A和软化剂、促进剂、硬脂酸锌混合，密炼15-20min，制得组分B；
(3)将组分B和OBSH发泡剂和防老剂密炼3-5min，制得组分C；
(4)将组分C挤出，制得挤出橡胶；
(5)将挤出橡胶进行硫化，硫化后的橡胶进行整型，制得成品。
进一步的，步骤(5)中，所述硫化分为两个阶段，第一阶段硫化温度为80-90℃，硫化时间为15-20min，硫化压力为12-15Mpa，第二阶段硫化温度为140-160℃，硫化时间为8-10min，硫化压力为7-10Mpa。
进一步的，步骤(1)中，所述密炼温度为75-80℃。
进一步的，步骤(2)中，所述密炼温度为80-85℃，步骤(3)中，所述密炼温度为70-75℃。
进一步的，步骤(4)中，所述挤出温度为95-100℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中原料科学配比，制得清洁球泡孔密度、大小合适，且泡孔结构为闭孔结构，因此回弹性能良好。通过天然橡胶、轻质碳酸钙、气相法白炭黑结合，能够增强天然橡胶的强度，提高成品的耐磨性能。
本发明中的密炼时间和密炼温度能提高原料的分散性，进一步提高气孔密度，合理的温度选择能够是橡胶氧化裂解，达到提高原料的可塑性的目的，合理的时间，有利原料进行后续的挤出、硫化反应工艺。
本发明的挤出温度能够调整组分C中凝胶粒子的数目以及尺寸，有利于组分C进行硫化处理，进一步提高橡胶材料的拉伸强度和耐磨性能。本发明中的硫化处理，分为两个阶段，通过调整温度、时间和压力这三个因素，促使橡胶内链状分子交联成网状分子，提高管道清洁球的回弹性、耐磨、抗压、防老化等性能。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
(1)称量以下组分：天然橡胶15份，顺丁橡胶45份；轻质碳酸钙23份；气相法白炭黑7份；软化剂50份，所述软化剂包括质量比为1：8的聚氯乙烯和二丁酯；促进剂5份，所述促进剂包括质量比为1：1.5的DM和TE，OBSH发泡剂6份；硬脂酸锌1.5份；防老剂0.7份，所述防老剂包括质量比为1：0.4的RD和歧化松香酸钾皂。
(2)将天然橡胶、顺丁橡胶、轻质碳酸钙和气相法白炭黑密炼5min，所述密炼温度为75℃，制得组分A；
(3)将组分A和软化剂、促进剂、硬脂酸锌混合，密炼15min，所述密炼温度为80℃，制得组分B；
(4)将组分B和OBSH发泡剂和防老剂密炼3min，所述密炼温度为70℃，制得组分C；
(5)将组分C挤出，所述挤出温度为95℃，制得挤出橡胶；
(6)将挤出橡胶进行硫化，所述硫化分为两个阶段，第一阶段硫化温度为80℃，硫化时间为15min，硫化压力为12Mpa，第二阶段硫化温度为140℃，硫化时间为8min，硫化压力为7Mpa，硫化后的橡胶进行整型，制得成品。
实施例2
(1)称量以下组分：天然橡胶18份，顺丁橡胶50份；轻质碳酸钙25份；气相法白炭黑9份；软化剂55份，所述软化剂包括质量比为1：12的聚氯乙烯和二丁酯；促进剂5份，所述促进剂包括质量比为1：2的DM和TE，OBSH发泡剂7份；硬脂酸锌2.5份；防老剂0.9份，所述防老剂包括质量比为1：0.6的RD和歧化松香酸钾皂。
(2)将天然橡胶、顺丁橡胶、轻质碳酸钙和气相法白炭黑密炼7min，所述密炼温度为80℃，制得组分A；
(3)将组分A和软化剂、促进剂、硬脂酸锌混合，密炼20min，所述密炼温度85℃，制得组分B；
(4)将组分B和OBSH发泡剂和防老剂密炼5min，所述密炼温度为75℃，制得组分C；
(5)将组分C挤出，所述挤出温度为100℃，制得挤出橡胶；
(6)将挤出橡胶进行硫化，所述硫化分为两个阶段，第一阶段硫化温度为90℃，硫化时间为20min，硫化压力为15Mpa，第二阶段硫化温度为160℃，硫化时间为10min，硫化压力为10Mpa，硫化后的橡胶进行整型，制得成品。
实施例3
(1)称量以下组分：天然橡胶16份，顺丁橡胶48份；轻质碳酸钙24份；气相法白炭黑8份；软化剂53份，所述软化剂包括质量比为1：10的聚氯乙烯和二丁酯；促进剂6份，所述促进剂包括质量比为1：1.7的DM和TE，OBSH发泡剂6.5份；硬脂酸锌2份；防老剂0.8份，所述防老剂包括质量比为1：0.5的RD和歧化松香酸钾皂。
(2)将天然橡胶、顺丁橡胶、轻质碳酸钙和气相法白炭黑密炼6min，所述密炼温度为80℃，制得组分A；
(3)将组分A和软化剂、促进剂、硬脂酸锌混合，密炼18min，所述密炼温度为83℃，制得组分B；
(4)将组分B和OBSH发泡剂和防老剂密炼4min，所述密炼温度为73℃，制得组分C；
(5)将组分C挤出，所述挤出温度为98℃，制得挤出橡胶；
(6)将挤出橡胶进行硫化，所述硫化分为两个阶段，第一阶段硫化温度为85℃，硫化时间为20min，硫化压力为13.5Mpa，第二阶段硫化温度为150℃，硫化时间为10min，硫化压力为9Mpa，硫化后的橡胶进行整型，制得成品。
试验例1
根据GB/T1681-91测试冲击回弹，测试回弹值(％)，分别测试为吸水前的回弹值和吸水后的回弹值。
名称 未吸水前回弹值(％) 吸水后回弹值(％)
实施例1 85.4 83.3
实施例2 84.7 81.9
实施例2 87.2 85.7
实验结果表明，本发明制得管道清洁球具有高回弹性能，由于本发明管道清洁球表面平整，内部结构为泡孔密度、大小合适，且泡孔结构为闭孔结构，因此回弹性能优良。
对比例1
在实施例3的基础上调整原料配比，具体为：称量以下组分：天然橡胶25份，顺丁橡胶40份；轻质碳酸钙30份；气相法白炭黑15份；软化剂53份，所述软化剂包括质量比为1：10的聚氯乙烯和二丁酯；促进剂6份，所述促进剂包括质量比为1：1.7的DM和TE，OBSH发泡剂6.5份；硬脂酸锌2份；防老剂0.8份，所述防老剂包括质量比为1：0.5的RD和歧化松香酸钾皂。
经过测试，管道清洁球回弹性能下降，由于调整了原料中的组分，导致在制备过程中原料未能充分分散，未能分散的聚集体成为核点，使用过程中受力不均，回弹性能明显下降。
对比例2
在实施例3的基础上调整制备方法，具体为：
(1)将天然橡胶、顺丁橡胶、轻质碳酸钙和气相法白炭黑密炼6min，所述密炼温度为70℃，制得组分A；
(2)将组分A和软化剂、促进剂、硬脂酸锌混合，密炼18min，所述密炼温度为70℃，制得组分B；
(3)将组分B和OBSH发泡剂和防老剂密炼4min，所述密炼温度为90℃，制得组分C；
(4)将组分C挤出，所述挤出温度为130℃，制得挤出橡胶；
(5)将挤出橡胶进行硫化，所述硫化分为两个阶段，第一阶段硫化温度为85℃，硫化时间为20min，硫化压力为13.5Mpa，硫化后的橡胶进行整型，制得成品。
经过测试，对比例2制得的管道清洁球回弹性能下降，耐磨性能下降。对比例2的制备方法减少混合原料中的挥发物逸出，导致管道清洁球内部结构分布不规律，橡胶内链状分子未能完全形成网状分不结构，导致性能明显下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高回弹的管道清洁球，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：天然橡胶15～18份，顺丁橡胶45-50份；碳酸钙23-25份；白炭黑7-9份；软化剂50-55份；促进剂5-7份，OBSH发泡剂6-7份；硬脂酸锌1.5-2.5份；防老剂0.7-0.9份；
高回弹的管道清洁球制备方法包括以下步骤：
(1)将天然橡胶、顺丁橡胶、轻质碳酸钙和气相法白炭黑密炼5-7min，密炼温度为75-80℃，制得组分A；
(2)将组分A和软化剂、促进剂、硬脂酸锌混合，密炼15-20min，密炼温度为80-85℃，制得组分B；
(3)将组分B和OBSH发泡剂和防老剂密炼3-5min，密炼温度为70-75℃，制得组分C；
(4)将组分C挤出，挤出温度为95-100℃，制得挤出橡胶；
(5)将挤出橡胶进行硫化，硫化后的橡胶进行整型，所述硫化分为两个阶段，第一阶段硫化温度为80-90℃，硫化时间为15-20min，硫化压力为12-15Mpa，第二阶段硫化温度为140-160℃，硫化时间为8-10min，硫化压力为7-10Mpa，制得成品。
2.如权利要求1所述的高回弹的管道清洁球，其特征在于，所述软化剂包括质量比为1：8-12的聚氯乙烯和二丁酯。
3.如权利要求1所述的高回弹的管道清洁球，其特征在于，所述促进剂包括质量比为1：1.5-2的DM和TE。
4.如权利要求1所述的高回弹的管道清洁球，其特征在于，所述防老剂包括质量比为1：0.4-0.6的RD和歧化松香酸钾皂。
5.如权利要求1所述的高回弹的管道清洁球，其特征在于，所述碳酸钙为轻质碳酸钙，所述白炭黑为气相法白炭黑。
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