一种阻燃橡胶管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶管的制备，特别涉及一种阻燃橡胶管及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国的橡胶管带行业经过50多年的发展，对国民经济起到了不可或缺的配套作 用，尤其是随着我国机械化水平的提高以及新材料的应用，橡胶管带行业不断与相关领域 相互渗透，开拓了橡胶管带的应用范围和领域，产品广泛应用于煤炭、冶金、水泥、港口、矿 山、石油、汽车、纺织、轻工、工程机械、建筑、海洋、农业、航空、航天等领域。近年来，橡胶管 带行业坚持科学发展观，产品的品种、规格、质量得到了持续、快速、协调、健康的发展，基本 满足了国内市场的需求，提高了产品的国际市场竞争力。
[0003] 目前，我国已成为世界橡胶管带生产及消费大国。全国具有一定规模的橡胶管带 生产企业812家。据橡胶工业协会胶管胶带分会统计，目前全国输送带的年产量达到3. 6 亿m2, V带产量达到21亿Am，胶管产量达6. 6亿Bm，产品产量均名列世界前位。2010年，我 国橡胶管带制造行业收入规模达223. 62亿元。与此同时，"十一五"以来，我国橡胶管带行 业专业的研究与开发在不断进步，不仅对现有橡胶管带在胶料、工艺、性能和成本方面进行 改进，使之不断满足用户要求和适应市场需要，而且不断开发新产品和新技术，填补国内空 白，许多国产胶管胶带的性能已接近或达到国际先进水平，这为国内产品进一步打入国际 市场创造了条件。据前瞻网调查，"十二五"期间，我国国民经济还将保持持续发展，带动煤 炭、钢铁、水泥、港口、矿山、石油、汽车、纺织、轻工、机械等工业的发展，这将给橡胶管带行 业的发展带来良好机遇，预计2015年橡胶管带制造行业销售规模将达到360亿元。
[0004] 生产方法有成型和蒸汽硫化法，产品特性为橡胶管系列产品，具有耐油、耐酸碱、 耐热、耐压等特性的输送及吸引橡胶管。大多数橡胶管具有无毒、环保，但一些要求较高的 油气管，在橡胶材料中添加了阻燃剂，阻燃剂中含有毒有害物质对人体和大气会产生轻微 影响。橡胶管的特性还有；生理惰性、耐紫外线、耐臭氧、耐高低温（-80至300度）、透明度 高、回弹力强，耐压缩永久不变形、耐油、耐冲压、耐酸碱、耐磨、难燃、耐电压、导电等性能。 其材料根据加工工艺的不同有许多种类，例如NBR 丁腈橡胶广泛用于真空制动管，耐油性 好含胶量高，但耐臭氧相对较差；EPDM三元乙丙橡胶用于汽车水管系列，如散热器胶管、空 调管等。还有一些性能较高的材料，如AEM丙烯酸酯耐高温等等。每种橡胶都有它的特性， 因此在胶管选用材料上面尤为重要。基本上高档轿车使用的材料相对较好，一些微车、面包 车使用的材料较差，如一些微车目前还有在使用丁腈橡胶作为燃油管，目前丁腈橡胶均不 适宜燃油系统，而替代的氯醇橡胶氟胶管应用比较广泛。
[0005] 已经公开的橡胶管产品及其制备方法较多：申请号为201220320377. 1的中国专 利公开了一种新型液压输油橡胶管，具体为一种具有防静电、耐高低温和耐老化、耐腐蚀、 阻燃环保的橡胶输油管。输油管结构包括表面层、中间层和内层三层。表面层由具有防静 电、耐高低温、耐老化性能良好的三元乙丙橡胶与涤纶纤维织物复合而成，中间层为具有阻 燃功能的二元乙丙橡胶与钢丝编织复合制成，内层由具有良好耐油性能的丁腈橡胶制成。 输油管具有良好耐油性、耐高低温性、耐老化性能，可延长使用寿命且橡胶管结构简单、力 学性能好、成本低廉。申请号为201510049105. O的中国专利公开了一种耐热耐腐蚀橡胶 管，涉及胶管制造技术领域，包括有橡胶管本体，所述橡胶管本体包括由内向外依次设置 的内橡胶层、帘布层、中橡胶层、镀铜钢丝编织层和外橡胶层，所述内橡胶层为氟橡胶层，所 述中橡胶层和所述外橡胶层均为丁苯橡胶层；所述内橡胶层、所述帘布层、所述中橡胶层、 所述镀铜钢丝编织层和所述外橡胶层硫化连接，与现有技术相比，本发明耐热耐腐蚀橡胶 管的耐热性和耐腐蚀性大幅度提高，满足输送具有一定腐蚀性的高温气体或液体的需要。 申请号为201310635893. 2的中国专利公开了一种耐腐蚀橡胶管材料，其特征在于，原料 各组分按照重量份组成如下：乙丙橡胶30-40份、溶聚丁苯橡胶25-30份、SRR-16再生胶 15-20份、过氧化苯甲酰1-2份、NXT硅烷偶联剂3-4份、纳米石墨4-7份、石蜡7-9份、滑石 3-4粉、氧化锌0. 7-0. 9份、硬脂酸锌0. 6-0. 8份、环氧树脂2-4份、六亚甲基-1，6-双硫代 硫酸二钠〇. 7-0. 9份、钛白粉1. 5-1. 8份、白油1-3份、抗氧剂AT-100. 3-0. 5份、丁基化羟基 甲苯0. 8份、硫磺2-4份。制得的胶管材料对各种极性化学品如酸、碱、氧化剂等均有较好的 抗耐性，不易老化，原料成本低廉、产品性能优异，应用前景广阔。申请号为200810224959. 8 的中国专利公开了一种碳纳米管-天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于以环氧化天 然橡胶作为碳纳米管与天然橡胶之间的相容剂，利用环氧化天然橡胶与天然橡胶之间优 异的相容性，以及环氧化天然橡胶与碳纳米管之间的化学反应，改善碳纳米管在天然橡 胶中的分散效果，增强碳纳米管与天然橡胶之间的相互作用，制备高性能碳纳米管-天 然橡胶复合材料；该复合材料的硫化胶片的拉伸强度为26~30MPa，拉断伸长率为750~ 900%，300%定伸应力为4. 0~6. OMPa。上述公开的专利主要从耐腐蚀、耐老化、耐温度、 耐酸碱、阻燃性、机械强度等性能进行了改进，考虑防腐层脱落问题的也较少，还未见相关 防辐射橡胶管的相关报道，这为输送石油和天然气的管道带来了重大安全隐患。
[0006] 但是，对于耐腐蚀的橡胶管，内壁部分用高分子内衬膜是防腐的关键，国内技术很 难达到内衬膜与胶管体紧密连接，容易脱落。申请号为201180075440. 8的中国专利公开了 一种树脂层与橡胶层的粘合性优秀的橡胶/树脂复合软管，作为解决方法，该发明提供一 种橡胶/树脂复合软管，具有内管，所述内管具备作为最内层的树脂层并具备与所述最内 层邻接的橡胶层，所述树脂层使用的材料为含有树脂的树脂组合物，所述树脂至少含有具 备羧酸金属盐的离聚物，所述橡胶层使用的材料为含有橡胶的橡胶组合物，所述橡胶至少 含有环氧化橡胶。该申请发明人等认为，树脂层与橡胶层之所以能够粘合可能是由于羧酸 金属盐与环氧化橡胶所具有的环氧基发生了反应。该专利公开的橡胶管同样没有防辐射的 功能性，树脂层与橡胶层的粘结性仍不很理想。
[0007] 因此，如何制成高分子内衬膜防腐层粘结性优良，并且具有良好辐射性的可输送 LPG、LNG及强腐蚀性化学溶剂的阻燃橡胶管是本领域技术人员的不懈追求。
【发明内容】
[0008] 本发明所解决的技术问题是克服现有耐腐蚀橡胶管的缺陷，以低密度聚乙烯 (LLDPE)、超高分子量聚乙烯（UHMffPE)和高分子交联聚乙烯为主要原料，科学复配与橡胶 管硫化后具有优良粘结性能的聚酰亚胺、四乙基五胺、α -磺基脂肪酸烷基酯盐、环氧树脂、 SBR乳胶、松香等化学物质制备内衬膜，采用同时对内衬膜粘结面和橡胶管粘结面进行电晕 处理的方法，以增强其粘结性，并且在表面层复合了具有防辐射性能的玻璃钢增强纤维，使 得橡胶管表面层具有优良的防辐射性，尤其解决了输送石油和天然气的管道因电离辐射带 来的安全隐患，最终制备一种内衬膜粘结牢固，防辐射性强、可输送LPG、LNG及强腐蚀性化 学溶剂的阻燃橡胶管。
[0009] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0010] -种阻燃橡胶管，包括橡胶管本体，所述橡胶管本体由内到外依次包括内层、中间 层和表面层；
[0011] 所述内层为耐油、耐腐蚀层；
[0012] 所述中间层为阻燃、加强层；
[0013] 所述表面层为抗静电、防辐射层；
[0014] 进一步地，所述内层由三元乙丙橡胶层和具有优良粘结性能的内衬膜至少通过硫 化粘结而成；
[0015] 所述三元乙丙橡胶颜色为乳白色；
[0016] 所述内衬膜的制备材料主要包括线形低密度聚乙烯（LLDPE)、超高分子量聚乙烯 (UHMffPE)和高分子交联聚乙烯中一种或多种，内衬膜厚度为0. 35-0. 5mm ;
[0017] 优选地，所述内衬膜主要由以下重量份数的原料制备：LLDPE 20-40份，聚乙烯醇 20-30份，UHMffPE 15-25份，高分子交联聚乙烯22-32份，聚酰亚胺8-10份，四乙基五胺5-8 份，α -磺基脂肪酸烷基酯盐5-7份，环氧树脂8-10份，SBR乳胶4-6份，松香3-5份；
[0018] 所述内衬膜采用常规方法将原料挤出后吹塑、拉伸成膜。
[0019] 进一步地，所述中间层由三元乙丙橡胶与三元乙丙帘子线、聚丙烯增强复合材料、 阻燃剂、镀黄铜钢丝编织复合制成；优选硫化粘结；
[0020] 所述中间层至少含有其质量5-30%的聚丙烯增强复合材料；