專利名稱：一種含甲醛改性木質(zhì)素的鋼絲液壓編織膠管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡膠產(chǎn)品的制作方法的技術(shù)體領(lǐng)域，具體是一種膠管的制作方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鋼絲液壓膠管內(nèi)襯層補(bǔ)強(qiáng)材料主要為炭黑，存在問題如下
炭黑生產(chǎn)過程消耗大量不可再生資源——石油，存在能耗大，污染環(huán)境的弊病。由于炭黑主要原料石油，近年石油價(jià)格趨勢為逐漸上漲，一定程度提高炭黑生產(chǎn)成本，使膠管生產(chǎn)材料成本較高。未硫化管坯硬度不足，管胚在鋼絲編織過程中變形大，降低了成品尺寸穩(wěn)定性、均勻性，使膠管接頭裝配工作需要多次調(diào)整扣壓量，影響裝配效率。內(nèi)襯層耐老化性能、耐液體性能不高，膠管在使用過程中，受高溫流體老化、溶脹、 抽出作用，其內(nèi)襯層性能下降，從而降低膠管使用壽命。由于木質(zhì)素分散困難，木質(zhì)素仍未能在橡膠行業(yè)實(shí)際應(yīng)用。固然木質(zhì)素改性技術(shù)未能完全解決其聚集體粒徑粗大的問題，但沒有針對木質(zhì)素特點(diǎn)優(yōu)化的混煉工藝也是限制其分散性提高的重要因素，妨礙木質(zhì)素在橡膠行業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高甲醛改性木質(zhì)素在丁腈橡膠的分散性，改善木質(zhì)素補(bǔ)強(qiáng)丁腈橡膠的物理機(jī)械性能。減少炭黑用量，降低膠管生產(chǎn)材料成本并保護(hù)環(huán)境。提高膠管尺寸穩(wěn)定性及均勻性，延長膠管使用壽命。單獨(dú)使用炭黑作鋼絲液壓編織膠管內(nèi)襯層丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料，存在資源消耗多、 材料成本高、膠管尺寸不穩(wěn)定致膠管總成效率和頭扣接質(zhì)量較低、膠管使用壽命不長的問題。使用甲醛改性木質(zhì)素作為丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料，雖然木質(zhì)素經(jīng)甲醛改性后，聚集體粒子變小，部分羥基被屏蔽，在橡膠中分散性較原生木質(zhì)素有較大改善，但一般的混煉工藝仍未能使木質(zhì)素在橡膠中達(dá)到良好分散，使得混煉膠物理機(jī)械性能不理想，膠拉伸強(qiáng)度低，拉斷永久變形大。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種優(yōu)化的甲醛改性木質(zhì)素丁腈橡膠的混煉工藝， 另外以混煉工藝生產(chǎn)的混煉膠作為膠管為內(nèi)襯層生產(chǎn)高性能的鋼絲編織液壓膠管。其技術(shù)方案如下
膠料混煉工藝采用兩段混煉法，即密煉機(jī)混煉生產(chǎn)一段膠后，經(jīng)停放814小時(shí)后，在開煉機(jī)進(jìn)行二段加硫。密煉機(jī)一段混煉采用逆序混煉法及變速混煉。開煉機(jī)二段混煉時(shí)對膠料熱處理。使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內(nèi)襯層，經(jīng)編織鋼絲增強(qiáng)層、擠出外覆層、包覆定型、硫化，制造鋼絲液壓編織膠管。密煉機(jī)一段混煉在密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為4(Γ45轉(zhuǎn)/分鐘條件下，先投木質(zhì)素、填料、 炭黑、小料及1/2的軟化劑，壓上頂栓20s，投入生膠，當(dāng)膠料溫度升至95 105°C時(shí)，投入剩余軟化劑，降低密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速到3(Γ35轉(zhuǎn)/分鐘，直至混煉結(jié)束。
開煉機(jī)二段混煉二段混煉為在滾筒表面溫度95°C 105°C的開煉機(jī)上熱煉5 7分鐘，再加入促進(jìn)劑、硫化劑。密煉機(jī)一段混煉，采用逆序混煉法，有助于提高生膠潤濕木質(zhì)素的速率，改善木質(zhì)素在丁腈橡膠中分散并能減小木質(zhì)素聚集體尺寸。分次投入軟化劑可避免密煉機(jī)功率負(fù)荷過大，且減小膠料在密煉機(jī)內(nèi)漂移傾向而影響分散效果。采用變速混煉的方法，因起始階段溫度較低時(shí)，木質(zhì)素、炭黑在未被生膠潤濕，并在在轉(zhuǎn)子與生膠之間起隔離作用，而使得密煉機(jī)輸入低下，而在此階段采用較高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可使得輸入功率更高，提高混煉強(qiáng)度，而在混煉后期，因隨膠料粘度隨著溫度升高而下降， 密煉機(jī)對已經(jīng)混入聚合物中的木質(zhì)素的剪切分散作用會(huì)逐漸下降，故此時(shí)降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速， 可降低膠料升溫速率，保證混煉剪切力。在膠料溫度升至95°C 105°C時(shí)降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，因該溫度范圍為木質(zhì)素分子間作用力較弱的溫度區(qū)間，此時(shí)降低轉(zhuǎn)速可延長在該溫度區(qū)間的混煉時(shí)間，改善木質(zhì)素分散。開煉機(jī)二段混煉時(shí)，在95°C 105°C條件下進(jìn)行熱煉處理，是由于甲醛改性木質(zhì)素的濕熔點(diǎn)在該溫度區(qū)間內(nèi)，其粒子間作用力大為削弱，在該溫度區(qū)間下熱處理可進(jìn)一步提高木質(zhì)素分散。采用上述混煉工藝，木質(zhì)素的分散性得到大大改善，其物理機(jī)械性能良好，而常溫下剛性、耐老化、耐油性能較單獨(dú)使用炭黑作補(bǔ)強(qiáng)劑的丁腈橡膠有明顯優(yōu)勢。使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內(nèi)襯層，經(jīng)編織鋼絲增強(qiáng)層、擠出外覆層、包覆定型、硫化，制造鋼絲液壓編織膠管。本發(fā)明的有益效果是改善木質(zhì)素在橡膠中的分散性，使木質(zhì)素作為丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料實(shí)用化；減少炭黑用量，降低膠管生產(chǎn)材料成本；減少石油資源消耗，并消化造紙業(yè)廢棄物木質(zhì)素，減少污染物排放；提高膠管尺寸穩(wěn)定性及尺寸合格率，減少膠管總成工作中調(diào)整接頭扣壓量的工作，提高其工作效率及總成質(zhì)量；改善膠管在使用過程中因內(nèi)襯層老化性能、耐液體性能，延長膠管使用壽命。發(fā)明效果
改善木質(zhì)素分散性，使木質(zhì)素作為丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料實(shí)用化。盡管木質(zhì)素具良好的應(yīng)用前景，但由于木質(zhì)素粒子團(tuán)聚傾向，分散不良，按一般混煉工藝生產(chǎn)的膠料物理性能較低而無實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明針對甲醛改性木質(zhì)素材料，優(yōu)化了混煉工藝，生產(chǎn)物理機(jī)械性能良好的膠料。節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，降低膠管材料成本。使用部分木質(zhì)素替代炭黑，減少高能耗， 資源消耗大的炭黑材料用量，且有效利用可再生的造紙工業(yè)的廢棄物——木質(zhì)素，有利于節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)因?yàn)槟举|(zhì)素價(jià)格低廉，降低了膠管生產(chǎn)材料成本。
提高膠管尺寸穩(wěn)定性、均勻性，進(jìn)而提高總成效率及質(zhì)量。使用甲醛改性的木質(zhì)素增強(qiáng)丁腈橡膠擠出成型的內(nèi)襯層，未硫化膠剛性比單獨(dú)使用炭黑補(bǔ)強(qiáng)膠料的高得多，管坯在鋼絲編織鋼絲時(shí)的變形明顯減小，膠管尺寸穩(wěn)定性、均勻性提高，故減小膠管總成時(shí)對接頭壓縮量的調(diào)整工作，減小扣接歪頭、斷鋼絲情況，提高總成效率及質(zhì)量。延長膠管使用壽命。一、膠管內(nèi)襯層耐老化性能提高。木質(zhì)素含有較多的活性酚羥基，可捕捉熱氧老化過程中生產(chǎn)的自由基，終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，顯著提高膠管內(nèi)襯層耐老化性能。二、內(nèi)襯層耐油性更高。由于甲醛改性木質(zhì)素與液壓油相容性低，故木質(zhì)素增強(qiáng)丁腈橡膠在液壓油具更好的抗溶脹、抗抽出性能，在液壓油中性能保持率更高。
具體實(shí)施例方式一、配方主要組分及用量(單位質(zhì)量份) 丁腈橡膠100
輕質(zhì)碳酸鈣27
防老劑6 (N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺、白炭黑載體二苯胺與丙酮高溫產(chǎn)物) 分散劑2 (高級(jí)脂肪酸鋅皂混合物)
補(bǔ)強(qiáng)劑110 (N660炭黑、甲醛改性木質(zhì)素，炭黑用量/甲醛改性木質(zhì)素用量比例介于 60/50^85/25 之間)
軟化劑8 (鄰苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯) 硫化劑2.2 (硫磺、二硫化二嗎啉) 促進(jìn)劑0.7 (N-環(huán)己基-2-苯并噻唑) 二、內(nèi)襯層膠料生產(chǎn)工藝
采用二段混煉一段混煉為在密煉機(jī)中混煉，二段混煉在開煉機(jī)加入硫化劑的方式。一段混煉的密煉工藝
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速設(shè)定為40 45轉(zhuǎn)/分鐘加入炭黑、木質(zhì)素、填料、小料及1/2軟化劑壓上頂栓20秒投入生膠壓上頂栓
膠料溫度達(dá)95°C 105°C時(shí)，升上頂栓到位，投入剩余軟化劑，降低密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速到 30 35轉(zhuǎn)/分鐘壓上頂栓
膠料溫度達(dá)130°C時(shí)排膠
二段混煉在加入硫化劑前進(jìn)行熱處理，在輥溫95°C 105°C的開煉機(jī)上熱煉5 7分鐘， 然后加入促進(jìn)劑及硫化劑。三、膠管的生產(chǎn)流程
擠出內(nèi)襯層用擠出機(jī)擠出甲醛改性木質(zhì)素補(bǔ)強(qiáng)的丁腈橡膠，作為膠管內(nèi)襯層編織鋼絲增強(qiáng)層使用編織機(jī)在內(nèi)襯層上編織鋼絲增強(qiáng)層擠出外覆層使用擠出機(jī)擠出膠管外敷層包覆定型材料
硫化利用蒸汽硫化罐硫化膠管剝除定型材料
脫出軟芯使用水壓機(jī)脫除膠管芯棒檢驗(yàn)及包裝檢驗(yàn)?zāi)z管并包裝合格品。
權(quán)利要求
1.一種含甲醛改性木質(zhì)素的鋼絲液壓編織膠管的制作方法，膠料混煉工藝采用兩段混煉法，即密煉機(jī)混煉生產(chǎn)一段膠后，經(jīng)停放814小時(shí)后，在開煉機(jī)進(jìn)行二段加硫，密煉機(jī)一段混煉采用逆序混煉法及變速混煉，開煉機(jī)二段混煉時(shí)對膠料熱處理，使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內(nèi)襯層，經(jīng)編織鋼絲增強(qiáng)層、擠出外覆層、包覆定型、硫化，制造鋼絲液壓編織膠管，其特征是密煉機(jī)一段混煉在密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為4(Γ45轉(zhuǎn)/分鐘條件下，先投入木質(zhì)素、填料、炭黑、小料及1/2的軟化劑，壓上頂栓20s，投入生膠，當(dāng)膠料溫度升至95 105°C時(shí)，投入剩余軟化劑，降低密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速到3(Γ35轉(zhuǎn)/分鐘，直至混煉結(jié)束；開煉機(jī)二段混煉二段混煉為在滾筒表面溫度95°C 105°C的開煉機(jī)上熱煉5 7分鐘， 再加入促進(jìn)劑、硫化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲液壓編織膠管的制作方法，其特征是 一、配方主要組分及用量(單位質(zhì)量份)丁腈橡膠100 輕質(zhì)碳酸鈣27防老劑6 (N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺、以白炭黑為載體的二苯胺與丙酮高溫產(chǎn)物)分散劑2 (高級(jí)脂肪酸鋅皂混合物)補(bǔ)強(qiáng)劑110 (N660炭黑、甲醛改性木質(zhì)素，炭黑用量/甲醛改性木質(zhì)素用量介于 60/50 85/25 之間)軟化劑8 (鄰苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯) 硫化劑2.2 (硫磺、二硫化二嗎啉) 促進(jìn)劑0.7 (N-環(huán)己基-2-苯并噻唑) 二、內(nèi)襯層膠料生產(chǎn)工藝采用二段混煉一段混煉為在密煉機(jī)中混煉，二段混煉在開煉機(jī)加入硫化劑的方式 一段混煉的密煉工藝(1)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速設(shè)定為40 45轉(zhuǎn)/分鐘(2)、加入炭黑、木質(zhì)素、填料、小料及1/2軟化劑(3)、壓上頂栓20秒(4)、投入生膠(5)、壓上頂栓(6)、膠料溫度達(dá)95°C 105°C時(shí)，升上頂栓到位，投入剩余軟化劑，降低密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速到30 35轉(zhuǎn)/分鐘(7)、壓上頂栓(8)、膠料溫度達(dá)130°C時(shí)排膠二段混煉在加入硫化劑前進(jìn)行熱處理，在輥溫95°C 105°C的開煉機(jī)上熱煉5 7分鐘， 然后加入促進(jìn)劑及硫化劑；三、膠管的生產(chǎn)流程(1)、擠出內(nèi)襯層用擠出機(jī)擠出甲醛改性木質(zhì)素補(bǔ)強(qiáng)的丁腈橡膠，作為膠管內(nèi)襯層(2)、編織鋼絲增強(qiáng)層使用編織機(jī)在內(nèi)襯層上編織鋼絲增強(qiáng)層(3)、擠出外覆層使用擠出機(jī)擠出膠管外敷層(4)、包覆定型材料(5)、硫化利用蒸汽硫化罐硫化膠管(6)、剝除定型材料(7)、脫出軟芯使用水壓機(jī)脫除膠管芯棒(8)、檢驗(yàn)及包裝檢驗(yàn)?zāi)z管并包裝合格品。
全文摘要
一種含甲醛改性木質(zhì)素的鋼絲液壓編織膠管的制作方法，屬于橡膠產(chǎn)品的制作方法的技術(shù)體領(lǐng)域，混煉工藝生產(chǎn)的混煉膠作為膠管為內(nèi)襯層生產(chǎn)高性能的鋼絲編織液壓膠管。其技術(shù)方案如下膠料混煉工藝采用兩段混煉法，即密煉機(jī)混煉生產(chǎn)一段膠后，經(jīng)停放8~24小時(shí)后，在開煉機(jī)進(jìn)行二段加硫。密煉機(jī)一段混煉采用逆序混煉法及變速混煉。開煉機(jī)二段混煉時(shí)對膠料熱處理。使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內(nèi)襯層，經(jīng)編織鋼絲增強(qiáng)層、擠出外覆層、包覆定型、硫化，制造鋼絲液壓編織膠管。采用上述混煉工藝，木質(zhì)素的分散性得到大大改善，其物理機(jī)械性能良好，而常溫下剛性、耐老化、耐油性能較單獨(dú)使用炭黑作補(bǔ)強(qiáng)劑的丁腈橡膠有明顯優(yōu)勢。
文檔編號(hào)C08K3/04GK102173066SQ20111002429
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月22日
發(fā)明者吳聞竹 申請人:廣州天河膠管制品有限公司