一种橡胶金属套管及其制备工艺制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A kind of rubber metal sleeve and its preparation process

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶金属套管及其制备工艺
本专利技术涉及复合管道的
，尤其是涉及一种橡胶金属套管及其制备工艺。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术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；本专利技术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。本专利技术的上述专利技术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。本专利技术的胶粘剂层，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。本专利技术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。本专利技术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。在顺丁橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
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。


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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣泉，
申请(专利权)人：厦门联博橡胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35