[0001]
本发明属于高分子材料技术领域，尤其是一种耐高压高温耐水性水泵可曲挠接头橡胶的制备方法。
背景技术：
[0002]
水泵可曲挠橡胶接头，又叫橡胶避震喉，柔性橡胶接头、橡胶软接头、橡胶膨胀节等多种名称。该产品是内外层胶、帘布层和钢丝圈组成管球状橡胶件，经高温、高压硫化成型后再与金属法兰或平行接头松套组合而成，例如中国专利cn105003765a公开了一种可曲饶法兰橡胶软接头，中国专利cn204554163u公开了一种分体法兰式避震喉。以上众多技术均公开了各种可曲挠橡胶接头，但可曲挠接头橡胶几乎没有报道，然而可曲挠橡胶接头目的及其核心要义是利用橡胶的高弹性、高气性、耐介质性、耐候性和耐辐射性来降低水泵振动及噪声，并可对因温度变化引起的热胀冷缩起补偿作用，广泛应用于各种水泵管道系统，来解决各种管道的经口偏移，轴向伸缩及不同心度，是水泵最为常用的配件之一，具有降低管道噪音、密封性好、重量轻、安装维修方便、使用寿命长放入特点。现有的橡胶球体，普遍仍然采用硬模技术通过天然橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶制备，然而现有的水泵可曲挠接头橡胶，氧气对接头橡胶材质的腐蚀引非常严重，特别是管与橡胶接头安装处漏水，橡胶球体长期浸泡在水和空气之中水、空气（含氧气）、腐蚀生锈、老化水泵，不耐高温、臭氧及酸碱的侵蚀，可曲挠接头橡胶要求致密度高、能承受较高压力、弹性变形效果好且易加工，亟待开发一种耐高压高温耐水性水泵可曲挠接头橡胶的制备方法以满足现有的市场需求和性能要求。
技术实现要素：
[0003]
针对上述问题，本发明旨在提供一种耐高压高温耐水性水泵可曲挠接头橡胶的制备方法。
[0004]
本发明通过以下技术方案实现：一种耐高压高温耐水性水泵可曲挠接头橡胶的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份数计称量以下原料：稳定剂0.3~0.6份，硫醇端基液体丁腈橡胶8~10份，氯偏树脂76~78份，改性液体聚硫橡胶13~15份，填料12~14份，双硬脂酸甘油酯0.5~0.7份、活化剂37~41份、交联剂0.5~0.8份；（2）浆料制备：将稳定剂、氯偏树脂和活性轻质碳硅石粉加入搅拌机中，搅拌机以转速200~300转/分搅拌至45℃，再以提高至400~500rpm转速向搅拌机中加入备料好的改性液体聚硫橡胶、硫醇端基液体丁腈橡胶，当所述改性液体聚硫橡胶和硫醇端基液体丁腈橡胶被均匀吸收后，再加入活化剂、交联剂搅拌10~15min后进行出料，得混合浆料；（3）旋转成型，将铁丝布置于模具型腔内部表面整形，得覆铁布型腔，将混合浆料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得混合浆料处于半熔融状态，高速旋转模具型腔，混合浆料在离心力的作用下向铁丝布表层移动，旋转1~2min后，将吹气尾端带有四周吹气孔的吹气竖芯沿模具型腔中心线垂直送入模具型腔，并与模具型腔同向旋转，旋转的同时向熔融料表面
均匀吹气，冷却固化后移出吹气竖芯，即得覆网半接头橡胶；（4）将覆布半接头橡胶从里向外翻转，将铁丝布翻转到内部，并将其置于模具型腔内部表面整形，得半接头橡胶覆铁布型腔，取步骤（3）用的等量的混合浆料置于半接头橡胶覆铁布型腔中并加热，控制半接头橡胶覆铁布型腔铁丝布的加热温度，使得混合浆料处于半熔融状态，高速旋转半接头橡胶覆铁布型腔，混合浆料在离心力的作用下向铁丝布表层移动，旋转1~2min后，将吹气竖芯沿半接头橡胶覆铁布型腔中心线垂直送入半接头橡胶覆铁布型腔，同时向熔融料表面均匀吹气，冷却固化后移出吹气竖芯，即得成品。
[0005]
氯偏树脂是氯乙烯-偏氯乙烯共聚物，其树脂密度大，透明，印刷性好，透液和透气率低，韧性好，耐生物侵蚀，耐热阻燃性好，其主要用于包装、密纹唱片，纤维织窗帘和座垫和涂料应用。
[0006]
聚硫橡胶是一种的多硫乙烯树脂，实际上是处于合成橡胶与热塑性树脂之间的物质，不透气、不透水，长期贮存性及使用的稳定性良好，耐油、耐溶剂、耐候稳定性很好，但几乎只应用于胶黏剂及涂料领域。
[0007]
进一步的，所述活化剂为偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯中的其中一种。
[0008]
进一步的，步骤（2）加热时控制加热温度为160℃~190℃，旋转时控制旋转速度为600~800r/min，吹气竖芯的吹气流量为0.2~0.3m3/h，压力为0.2~0.4mpa，吹气为102℃水蒸气。
[0009]
进一步的，步骤（3）控制半接头橡胶覆铁布型腔铁丝布的加热温度为170℃~210℃，旋转时控制旋转速度为800~1000r/min，吹气竖芯的吹气流量为0.4~0.5m
3
/h，压力为0.2~0.4mpa，吹气为103℃水蒸气。
[0010]
进一步的，所述填料为碳硅石粉、白榴石粉、莫来石粉其中一种或多种。
[0011]
进一步的，所述步骤（2）的铁丝布的形状与模具型腔内腔相同，铁丝布目数16~20目，网孔直径700~1000μm。
[0012]
进一步的，所述步骤（1）的交联剂为过氧化钙，过氧化锌、二氧化锰中的任意一种。
[0013]
进一步的，所所述步骤（1）的改性液体聚硫橡胶由以下方法制得：将聚四氢呋喃醚二醇30~35份、聚氧化丙烯二醇11~13份，加入到反应釜中搅拌均匀，加热升温至110℃~115℃，在真空度-0.08mpa的条件下，脱水0.5~1h，降温至70℃~85℃，加入甲苯二异氰酸酯18.5~21份和钛酸四异丙酯0.01份，搅拌均匀，在真空度-0.06~-0.08mpa,温度85℃~90℃条件下反应40min，加入扩链剂1,4-丁二醇2~3.5份，在真空度-0.08~-0.1mpa,温度95℃~100℃条件下反应30min，降温至70℃~80℃，加入液体聚硫橡胶10~15份，在真空度-0.06~-0.08mpa,温度70℃~80℃条件下搅拌反应0.5~1h，出料，即得。
[0014]
本发明的有益效果：本发明使用的改性液体聚硫橡胶具有活性基团，并与氯偏树脂、硫醇端基液体丁腈橡胶等混溶，且能参与反应，从而引进柔性链段，增大了柔性，改性液体聚硫橡胶，氯偏共聚树脂微粉中因偏氯乙烯链的内增塑作用而使其具有较高的柔韧性，且可以吸收活化剂降低分子间作用力形成浆料的主体，而硫醇端基液体丁腈橡胶和改性液体聚硫橡胶都是液体，且也具有硫醇端基，可以形成流变性能良好的浆料，提供可曲挠接头橡胶旋转硫化成型的前提条件，而且，氯偏树脂是极性聚合物，因而与铁丝布具有较好的界面附着力，且浆料本身
具有良好的耐热、耐候、阻气阻水性能，聚硫橡胶有-sh端基，硫化剂作为硫给予体同-sh反应，形成双硫键，金属交联剂可提供用于硫化交联作用，同时经过改性后，形成聚氨酯改性液体聚硫橡胶预聚体，而聚硫橡胶具备-nco基后，通过吹气竖芯的水蒸气吹气，还具有湿固化作用，由于湿固化，立即和水蒸气反应形成含有胺基的高聚物，并进一步与-nco反应，生成含有脲基的高聚物，而吹气竖芯的作用是提高浆料旋转成型时的温度，并提供热量，而且通过旋转气流，促进物料受热熔融、黏附在模壁，即贴敷到铁丝布表面，而进一步将半接头橡胶覆铁布型腔从里向外翻转，将铁丝布由外部翻转到内部，再一次进行浆料旋转成型，使浆料再次受热熔融、黏附在铁丝布表面，实现三明治形式橡胶夹心结构的成型，实现铁丝网对接头橡胶的增强，而选用铁丝布不仅因为其强度较高，且其导热性好，有利于本发明旋转成型可曲挠接头橡胶的加工，而再提高吹气温度和吹气流量，保证物料受热，均匀贴敷到铁丝布表面。
[0015]
相比现有技术本发明具有如下优点：本发明的耐水性水泵可曲挠接头橡胶是一种中空旋转体，以往还没有通过旋转成型耐水性水泵可曲挠接头橡胶的技术或产品，因为以往产品不能流动而采用密炼加压硫化制备，其成型具有形状不均、表面缺陷，有边角料等，效率低等众多缺陷且有熔接痕，本发明调配原料配方，通过一步旋转硫化成型，引入吹气竖芯，实现内部供热、气体促成型和表面蒸汽湿固化的多重作用，将浆料模具型腔中，模具外部加热，热传导到覆铁布型腔，加热的同时进行双向旋转，物料受热熔融、黏附、渗入在铁丝布上，然后冷却固化，经脱模、内外翻转即得与模具内表面形状相同的制品，制品壁厚均匀、无接缝的半接头橡胶覆铁布型腔，再以此定位到模具型腔中，提高吹气竖芯温度和流量，再次旋转浆料成型脱模，即得到一体成型，制品无融合线，制品无残余应力，不易发生变形的可曲挠接头橡胶产品。采用旋转工艺适于成型，加工效率高，内壁光滑，无熔接线，模具成本较低，更加节约原料，也不需要耗费时间清理设备模具，旋转成型制品的壁厚比较均匀且，能充分发挥物料的效能，有利于节约原材料，没有流道、浇口等废料，一旦调试好以后，生产过程中几乎没回炉料，因此该工艺对于物料的利用率极高，适合小批量生产，模具简单，旋转成型用模具不受外力作用，故模具简单、价格低廉、制造方便。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1为本发明的耐高压高温耐水性水泵可曲挠接头橡胶示意图；图2为本发明中吹气竖芯立体结构图；图3为本发明中吹气竖芯的后视立体结构图。
具体实施方式
[0018]
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
[0019]
实施例1
第一步、按重量份数计称量以下原料：稀土复合稳定剂0.6份，硫醇端基液体丁腈橡胶10份，氯偏树脂78份，改性液体聚硫橡胶15份，填料白榴石粉14份，双硬脂酸甘油酯0.7份、活化剂偏苯三酸三辛酯41份、交联剂二氧化锰0.8份；第二步、浆料制备：将稳定剂、氯偏树脂和活性轻质碳硅石粉加入搅拌机中，搅拌机以转速300转/分搅拌至45℃，再以提高至500rpm转速向搅拌机中加入备料好的改性液体聚硫橡胶、硫醇端基液体丁腈橡胶，当所述改性液体聚硫橡胶和硫醇端基液体丁腈橡胶被均匀吸收后，再加入活化剂、交联剂搅拌15min后进行出料，得混合浆料；第三步、旋转成型，将铁丝布置于模具型腔内部表面整形，得覆铁布型腔，将混合浆料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得混合浆料处于半熔融状态，高速旋转模具型腔，混合浆料在离心力的作用下向铁丝布表层移动，旋转2min后，将吹气尾端带有四周吹气孔的吹气竖芯沿模具型腔中心线垂直送入模具型腔，并与模具型腔同向旋转，旋转的同时向熔融料表面均匀吹气，且吹气孔与型腔最远点保持水平，冷却固化后移出吹气竖芯，即得覆网半接头橡胶，加热时控制加热温度为190℃，旋转时控制旋转速度为800r/min，吹气竖芯的吹气流量为0.3m
3/
h，压力为0.4mpa，吹气为102℃水蒸气；第四步、将覆布半接头橡胶从里向外翻转，将铁丝布翻转到内部，并将其置于模具型腔内部表面整形，得半接头橡胶覆铁布型腔，取第三步用的等量的混合浆料置于模具型腔并加热，控制半接头橡胶覆铁布型腔铁丝布加热温度210℃，使得混合浆料处于半熔融状态，高速旋转半接头橡胶覆铁布型腔，混合浆料在离心力的作用下向铁丝布表层移动，旋转1min后，将吹气竖芯沿半接头橡胶覆铁布型腔中心线垂直送入模具型腔，同时向熔融料表面均匀吹气，且吹气孔与型腔最远点保持水平，冷却固化后移出吹气竖芯，即得成品，旋转时控制旋转速度为1000r/min，吹气竖芯的吹气流量为0.5m
3
/h，压力为0.4mpa，吹气为103℃水蒸气。所述第二步的铁丝布的形状，与模具型腔内腔相同，铁丝布目数20目，网孔直径700μm。改性液体聚硫橡胶制备：将聚四氢呋喃醚二醇35份、聚氧化丙烯二醇13份，加入到反应釜中搅拌均匀，加热升温至115℃，在真空度-0.08mpa的条件下，脱水1h，降温至85℃，加入甲苯二异氰酸酯18.5份和钛酸四异丙酯0.01份，搅拌均匀，在真空度-0.08mpa,温度90℃条件下反应40min，加入扩链剂1,4-丁二醇3.5份，在真空度-0.1mpa,温度95℃条件下反应30min，降温至80℃，加入液体聚硫橡胶15份，在真空度-0.08mpa,温度80℃条件下搅拌反应1h，出料，即得。
[0020]
锦西化工研究院有限公司的改性液体聚硫橡胶jly-124，硫醇端基液体丁腈橡胶hycar mtbn，氯偏树脂购自dow saran 506，稀土复合稳定剂购自济南法恩工贸有限公司wx-1，铁丝布河北安平全塑丝网制品有限公司的不锈钢铁丝布。
[0021]
实施例2第一步、按重量份数计称量以下原料：钙锌复合稳定剂0.3份，硫醇端基液体丁腈橡胶8份，氯偏树脂76份，改性液体聚硫橡胶13份，碳硅石粉填料12份，双硬脂酸甘油酯0.5份、活化剂对苯二甲酸二辛酯37份、过氧化钙交联剂0.5份；第二步、浆料制备：将稳定剂、氯偏树脂和活性轻质碳硅石粉加入搅拌机中，搅拌机以转速200转/分搅拌至45℃，再以提高至400rpm转速向搅拌机中加入备料好的改性液体聚硫橡胶、硫醇端基液体丁腈橡胶，当所述改性液体聚硫橡胶和硫醇端基液体丁腈橡胶被均匀吸收后，再加入活化剂、交联剂搅拌10min后进行出料，得混合浆料；第三步、旋转成型，将铁丝布置于模具型腔内部表面整形，得覆铁布型腔，将混合浆料置于模具型腔并加热，控制加热温度，使得混合浆料处于半熔融状态，高速旋转模具型腔，混合浆料在离心力的作用下向铁丝布表层移动，旋转1min后，将
吹气尾端带有四周吹气孔的吹气竖芯沿模具型腔中心线垂直送入模具型腔，并与模具型腔同向旋转，旋转的同时向熔融料表面均匀吹气，且吹气孔与型腔最远点保持水平，加热时控制加热温度为160℃，旋转时控制旋转速度为600r/min，吹气竖芯的吹气流量为0.2m
3
/h，压力为0.2mpa，吹气为102℃水蒸气，冷却固化后移出吹气竖芯，即得覆网半接头橡胶；第四步、将覆布半接头橡胶从里向外翻转，将铁丝布翻转到内部，并将其置于模具型腔内部表面整形，得半接头橡胶覆铁布型腔，取第三步用的等量的混合浆料置于半接头橡胶覆铁布型腔并加热，控制半接头橡胶覆铁布型腔的铁丝布加热温度210℃，使得混合浆料处于半熔融状态，高速旋转半接头橡胶覆铁布型腔，混合浆料在离心力的作用下向铁丝布表层移动，旋转1min后，将吹气竖芯沿半接头橡胶覆铁布型腔中心线垂直送入半接头橡胶覆铁布型腔，同时向熔融料表面均匀吹气，且吹气孔与型腔最远点保持水平，旋转时控制旋转速度为800r/min，吹气竖芯的吹气流量为0.4m
3
/h，压力为0.2mpa，吹气为103℃水蒸气，冷却固化后移出吹气竖芯，即得成品，所述步骤（2）的铁丝布的形状与模具型腔内腔相同，铁丝布目数16目，网孔直径700μm。
[0022]
改性液体聚硫橡胶制备：将聚四氢呋喃醚二醇30份、聚氧化丙烯二醇11份，加入到反应釜中搅拌均匀，加热升温至110℃，在真空度-0.08mpa的条件下，脱水0.5h，降温至70℃℃，加入甲苯二异氰酸酯18.5份和钛酸四异丙酯0.01份，搅拌均匀，在真空度-0.06mpa,温度85℃条件下反应40min，加入扩链剂1,4-丁二醇2~3.5份，在真空度-0.08mpa,温度95℃条件下反应30min，降温至70℃，加入液体聚硫橡胶15份，在真空度-0.06mpa,温度70℃条件下搅拌反应0.5h，出料，即得。
[0023]
锦西化工研究院有限公司的改性液体聚硫橡胶jly-124，硫醇端基液体丁腈橡胶hycar mtbn，氯偏树脂购自dow saran 506，江苏迈吉森复合材料有限公司的cz-759。
[0024]
对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，第一步中未使用硫醇端基液体丁腈橡胶，除此外的方法步骤均相同。
[0025]
对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，第二步中未使用改性液体聚硫橡胶，除此外的方法步骤均相同。
[0026]
对比实施例3本对比实施例3与实施例2相比，第三步中未使用吹气竖芯吹气，除此外的方法步骤均相同。
[0027]
将公称直径100mm长度150mm45#钢法兰厚度22mm螺栓数8螺栓孔直径18mm，螺栓孔中心圆直径d1180mm，测试轴向位移、横向位移和偏转角度。
[0028]
将实施例1~2和对比例1~4的水泵可曲挠接头橡胶性能测试结果如表1所示：表1实施例和对比例1~4的水泵可曲挠接头橡胶理化性能测试对比结果
注：参考gb/t528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；gb/t531.1硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）；gb/t532硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度的测定；gb/t1682硫化橡胶低温脆性的测定单试样法；gb/t1690硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法；gb/t3287可锻铸铁管路连接件；gb/t3512硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验；gb/t5563橡胶和塑料软管及软管组合件静液压试验方法；gb/t9119板式平焊钢制管法兰；gb/t17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准；产品压力和真空度试验方法，见gb/t26121-2010;产品的压力试验参照gb/t5563-1994中6的规定进行，可以在压力试验机上仅对球体进行试压，爆破压力试验必须带限位装置进行；产品的真空度试验参照gb/t5567-1994中2~5章的有关规定进行；
产品的位移性能试验参照gb/t26121-2010中的规定进行；水质检验按gb/t5750和gb/t17219的规定进行。
[0029]
综上，可见本申请制备的水泵可曲挠接头橡胶耐腐蚀性良好，且其耐热性能良好，适宜在温度较高的环境中使用，满足国家标准gb/t26121-2010可取挠橡胶接头的使用要求，具有良好的应用价值。