專利名稱：一種含甲醛改性木質素的鋼絲液壓編織膠管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于橡膠產品的制作方法的技術體領域，具體是一種膠管的制作方法。
背景技術：
傳統(tǒng)鋼絲液壓膠管內襯層補強材料主要為炭黑，存在問題如下
炭黑生產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，近年石油價格趨勢為逐漸上漲，一定程度提高炭黑生產成本，使膠管生產材料成本較高。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整扣壓量，影響裝配效率。內襯層耐老化性能、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，其內襯層性能下降，從而降低膠管使用壽命。由于木質素分散困難，木質素仍未能在橡膠行業(yè)實際應用。固然木質素改性技術未能完全解決其聚集體粒徑粗大的問題，但沒有針對木質素特點優(yōu)化的混煉工藝也是限制其分散性提高的重要因素，妨礙木質素在橡膠行業(yè)應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提高甲醛改性木質素在丁腈橡膠的分散性，改善木質素補強丁腈橡膠的物理機械性能。減少炭黑用量，降低膠管生產材料成本并保護環(huán)境。提高膠管尺寸穩(wěn)定性及均勻性，延長膠管使用壽命。單獨使用炭黑作鋼絲液壓編織膠管內襯層丁腈橡膠補強材料，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量較低、膠管使用壽命不長的問題。使用甲醛改性木質素作為丁腈橡膠補強材料，雖然木質素經甲醛改性后，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素有較大改善，但一般的混煉工藝仍未能使木質素在橡膠中達到良好分散，使得混煉膠物理機械性能不理想，膠拉伸強度低，拉斷永久變形大。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種優(yōu)化的甲醛改性木質素丁腈橡膠的混煉工藝， 另外以混煉工藝生產的混煉膠作為膠管為內襯層生產高性能的鋼絲編織液壓膠管。其技術方案如下
膠料混煉工藝采用兩段混煉法，即密煉機混煉生產一段膠后，經停放814小時后，在開煉機進行二段加硫。密煉機一段混煉采用逆序混煉法及變速混煉。開煉機二段混煉時對膠料熱處理。使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內襯層，經編織鋼絲增強層、擠出外覆層、包覆定型、硫化，制造鋼絲液壓編織膠管。密煉機一段混煉在密煉機轉子轉速為4(Γ45轉/分鐘條件下，先投木質素、填料、 炭黑、小料及1/2的軟化劑，壓上頂栓20s，投入生膠，當膠料溫度升至95 105°C時，投入剩余軟化劑，降低密煉機轉子轉速到3(Γ35轉/分鐘，直至混煉結束。
開煉機二段混煉二段混煉為在滾筒表面溫度95°C 105°C的開煉機上熱煉5 7分鐘，再加入促進劑、硫化劑。密煉機一段混煉，采用逆序混煉法，有助于提高生膠潤濕木質素的速率，改善木質素在丁腈橡膠中分散并能減小木質素聚集體尺寸。分次投入軟化劑可避免密煉機功率負荷過大，且減小膠料在密煉機內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，木質素、炭黑在未被生膠潤濕，并在在轉子與生膠之間起隔離作用，而使得密煉機輸入低下，而在此階段采用較高轉子轉速可使得輸入功率更高，提高混煉強度，而在混煉后期，因隨膠料粘度隨著溫度升高而下降， 密煉機對已經混入聚合物中的木質素的剪切分散作用會逐漸下降，故此時降低轉子轉速， 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時降低轉子轉速，因該溫度范圍為木質素分子間作用力較弱的溫度區(qū)間，此時降低轉速可延長在該溫度區(qū)間的混煉時間，改善木質素分散。開煉機二段混煉時，在95°C 105°C條件下進行熱煉處理，是由于甲醛改性木質素的濕熔點在該溫度區(qū)間內，其粒子間作用力大為削弱，在該溫度區(qū)間下熱處理可進一步提高木質素分散。采用上述混煉工藝，木質素的分散性得到大大改善，其物理機械性能良好，而常溫下剛性、耐老化、耐油性能較單獨使用炭黑作補強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襯層，經編織鋼絲增強層、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素在橡膠中的分散性，使木質素作為丁腈橡膠補強材料實用化；減少炭黑用量，降低膠管生產材料成本；減少石油資源消耗，并消化造紙業(yè)廢棄物木質素，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整接頭扣壓量的工作，提高其工作效率及總成質量；改善膠管在使用過程中因內襯層老化性能、耐液體性能，延長膠管使用壽命。發(fā)明效果
改善木質素分散性，使木質素作為丁腈橡膠補強材料實用化。盡管木質素具良好的應用前景，但由于木質素粒子團聚傾向，分散不良，按一般混煉工藝生產的膠料物理性能較低而無實用價值。本發(fā)明針對甲醛改性木質素材料，優(yōu)化了混煉工藝，生產物理機械性能良好的膠料。節(jié)約資源，保護環(huán)境，降低膠管材料成本。使用部分木質素替代炭黑，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——木質素，有利于節(jié)約資源，保護環(huán)境，同時因為木質素價格低廉，降低了膠管生產材料成本。
提高膠管尺寸穩(wěn)定性、均勻性，進而提高總成效率及質量。使用甲醛改性的木質素增強丁腈橡膠擠出成型的內襯層，未硫化膠剛性比單獨使用炭黑補強膠料的高得多，管坯在鋼絲編織鋼絲時的變形明顯減小，膠管尺寸穩(wěn)定性、均勻性提高，故減小膠管總成時對接頭壓縮量的調整工作，減小扣接歪頭、斷鋼絲情況，提高總成效率及質量。延長膠管使用壽命。一、膠管內襯層耐老化性能提高。木質素含有較多的活性酚羥基，可捕捉熱氧老化過程中生產的自由基，終止鏈式反應，顯著提高膠管內襯層耐老化性能。二、內襯層耐油性更高。由于甲醛改性木質素與液壓油相容性低，故木質素增強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。
具體實施例方式一、配方主要組分及用量(單位質量份) 丁腈橡膠100
輕質碳酸鈣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物) 分散劑2 (高級脂肪酸鋅皂混合物)
補強劑110 (N660炭黑、甲醛改性木質素，炭黑用量/甲醛改性木質素用量比例介于 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) 促進劑0.7 (N-環(huán)己基-2-苯并噻唑) 二、內襯層膠料生產工藝
采用二段混煉一段混煉為在密煉機中混煉，二段混煉在開煉機加入硫化劑的方式。一段混煉的密煉工藝
轉子轉速設定為40 45轉/分鐘加入炭黑、木質素、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95°C 105°C時，升上頂栓到位，投入剩余軟化劑，降低密煉機轉子轉速到 30 35轉/分鐘壓上頂栓
膠料溫度達130°C時排膠
二段混煉在加入硫化劑前進行熱處理，在輥溫95°C 105°C的開煉機上熱煉5 7分鐘， 然后加入促進劑及硫化劑。三、膠管的生產流程
擠出內襯層用擠出機擠出甲醛改性木質素補強的丁腈橡膠，作為膠管內襯層編織鋼絲增強層使用編織機在內襯層上編織鋼絲增強層擠出外覆層使用擠出機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脫除膠管芯棒檢驗及包裝檢驗膠管并包裝合格品。
權利要求
1.一種含甲醛改性木質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，即密煉機混煉生產一段膠后，經停放814小時后，在開煉機進行二段加硫，密煉機一段混煉采用逆序混煉法及變速混煉，開煉機二段混煉時對膠料熱處理，使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內襯層，經編織鋼絲增強層、擠出外覆層、包覆定型、硫化，制造鋼絲液壓編織膠管，其特征是密煉機一段混煉在密煉機轉子轉速為4(Γ45轉/分鐘條件下，先投入木質素、填料、炭黑、小料及1/2的軟化劑，壓上頂栓20s，投入生膠，當膠料溫度升至95 105°C時，投入剩余軟化劑，降低密煉機轉子轉速到3(Γ35轉/分鐘，直至混煉結束；開煉機二段混煉二段混煉為在滾筒表面溫度95°C 105°C的開煉機上熱煉5 7分鐘， 再加入促進劑、硫化劑。
2.根據權利要求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(單位質量份)丁腈橡膠100 輕質碳酸鈣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物)分散劑2 (高級脂肪酸鋅皂混合物)補強劑110 (N660炭黑、甲醛改性木質素，炭黑用量/甲醛改性木質素用量介于 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) 促進劑0.7 (N-環(huán)己基-2-苯并噻唑) 二、內襯層膠料生產工藝采用二段混煉一段混煉為在密煉機中混煉，二段混煉在開煉機加入硫化劑的方式 一段混煉的密煉工藝(1)、轉子轉速設定為40 45轉/分鐘(2)、加入炭黑、木質素、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95°C 105°C時，升上頂栓到位，投入剩余軟化劑，降低密煉機轉子轉速到30 35轉/分鐘(7)、壓上頂栓(8)、膠料溫度達130°C時排膠二段混煉在加入硫化劑前進行熱處理，在輥溫95°C 105°C的開煉機上熱煉5 7分鐘， 然后加入促進劑及硫化劑；三、膠管的生產流程(1)、擠出內襯層用擠出機擠出甲醛改性木質素補強的丁腈橡膠，作為膠管內襯層(2)、編織鋼絲增強層使用編織機在內襯層上編織鋼絲增強層(3)、擠出外覆層使用擠出機擠出膠管外敷層(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脫除膠管芯棒(8)、檢驗及包裝檢驗膠管并包裝合格品。
全文摘要
一種含甲醛改性木質素的鋼絲液壓編織膠管的制作方法，屬于橡膠產品的制作方法的技術體領域，混煉工藝生產的混煉膠作為膠管為內襯層生產高性能的鋼絲編織液壓膠管。其技術方案如下膠料混煉工藝采用兩段混煉法，即密煉機混煉生產一段膠后，經停放8~24小時后，在開煉機進行二段加硫。密煉機一段混煉采用逆序混煉法及變速混煉。開煉機二段混煉時對膠料熱處理。使用該混煉膠擠出鋼絲液壓編織膠管內襯層，經編織鋼絲增強層、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，木質素的分散性得到大大改善，其物理機械性能良好，而常溫下剛性、耐老化、耐油性能較單獨使用炭黑作補強劑的丁腈橡膠有明顯優(yōu)勢。
文檔編號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