一种可控膨胀油田专用耐火胶管及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可控膨胀油田专用耐火胶管及其制备方法，属于复合材料及其制备技术领域。本发明通过在橡胶内管的外表面依次制备膨胀隔热层、网格增强层和阻燃防护层，得到可控膨胀油田专用耐火胶管，所述制备方法高效率、低成本、工艺简单、可批量生产，所述胶管具备高效热防护、可控膨胀性能，处于低温时隔热不膨胀，处于高温时膨胀并隔热，具有优良的可控膨胀性能和隔热性能，产品可靠性好，使用寿命有望提高至半年，可很好的应用于石油行业。
【专利说明】
一种可控膨胀油田专用耐火胶管及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于复合材料及其制备技术领域，涉及一种具备可控膨胀阻燃性能和高效 热防护性能的复合结构橡胶油管。具体地说，是指一种可控膨胀油田专用耐火胶管及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 油田井控作业中有热源或热辐射源的高温环境下使用的液压橡胶油管，具有优良 的耐油、耐压、耐曲绕、耐疲劳等优点，但是由于橡胶的耐热温度低于200°C，在高温环境 (600~1200°C)中使用时，容易老化分解，导致油管破裂和液压系统的失效，需要经常更换 油管，使用寿命一般在1~2天。这不但提高了液压系统的运行维护成本，降低了生产效率， 而且增加了火灾、产品污染等安全和生产方面的隐患。
[0003] 因此，需要改进橡胶管的阻燃、耐热性能，现有应用技术主要有：（1)高压钢丝缠绕 胶管为基体，外皮包覆耐火涂料层、钢丝编织层和阻燃层；（2)在原有橡胶管的外表面套上 玻璃纤维复合的硅橡胶层；（3)以高压缠绕胶管为基础，外层胶采用耐火橡胶，外加隔热层 和不锈钢编织网。以上方法可在一定程度上提高油管的使用寿命，但是耐火效果难以满足 苛刻环境的需要和长期使用的要求主要原因有：（1)外加阻燃层的橡胶油管，阻燃层具有耐 火作用，但是热导率较高，隔热效果不佳，热量通过表层传到橡胶内管，致使橡胶内管失效； (2)在胶管外加耐火套管，以硅橡胶耐火套管为例，套管厚度一定且不可膨胀，耐火作用明 显，隔热效果有限；（3)上述第三种方案，既可以耐火又可以隔热，但是耐火橡胶价格高，导 致成本增加；（4)耐火胶管的管体中阻燃隔热层失效后需更换整根橡胶管，不但影响生产， 而且增加了设备的维护成本。
[0004] 所以，针对以上几个问题，从传热学原理出发，设计并制备具有高效热防护、可控 膨胀阻燃性能的低成本复合结构是提高液压油管耐高温环境使用寿命的关键。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种具备高效率、低成本、工艺简单、可批量生产的具备高效 热防护、可控膨胀性能的复合结构油田专用耐火橡胶油管，所述的橡胶油管简称胶管。
[0006] 本发明提供一种具备高效热防护结构的可控膨胀油田专用耐火胶管及其制备方 法，所述制备方法包括如下步骤：
[0007] 第一步，橡胶内管的制备;所述橡胶内管用来传输石油等油类物质。
[0008] 第二步，在橡胶内管外制备膨胀隔热层;所述的膨胀隔热层通过挤出方式包覆于 橡胶内管的外表面，在高温环境中，膨胀隔热层由致密结构膨胀为内部多孔的疏松泡沫结 构，一般温度高于200°C开始膨胀，发挥优良的隔热作用。
[0009] 第三步，在膨胀隔热层外缠绕或包覆网格增强层;所述的网格增强层为一层纤维 网格布，对膨胀隔热层进行增强。
[0010] 第四步，在网格增强层外制备阻燃防护层，得到可控膨胀油田专用耐火胶管。
[0011]所述阻燃防护层为玻璃纤维布、玻璃纤维毡、玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡中的一 种或几种浸润阻燃酚醛树脂的复合结构，粘附于网格增强层表面，主要作用是抵抗高温热 流的冲蚀，保护内部膨胀隔热层和网格增强层的结构完整。
[0012]所述可控膨胀油田专用耐火胶管总厚度5 ? 5mm~25 ? 0mm，橡胶内管外表面依次制 备膨胀隔热层、网格增强层和阻燃防护层，其中橡胶内管内径4.0mm~100.0mm，壁厚4.0mm ~15 ? 00mm;所述膨胀隔热层厚度0 ? 5mm~5mm，网格增强层厚度0 ? 5~1 ? 0mm，阻燃防护层厚 度为0.5~5.0mm。
[0013]本发明的优点在于：
[0014] (1)本发明在膨胀隔热层中引入膨胀材料体系，处于低温时隔热不膨胀，处于高温 (200°C以上)时膨胀并隔热，具有优良的可控膨胀性能和隔热性能。
[0015] (2)本发明在网格增强层中，采用玻璃纤维网格布或玄武岩纤维网格布增强，防止 因胶管弯折而导致的膨胀隔热层破碎脱落，而且网格增强层的存在不影响膨胀隔热层的膨 胀。
[0016] (3)本发明在阻燃防护层中，采用以阻燃酚醛树脂为基体，以玻璃纤维布、玻璃纤 维毡、玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡为增强体的阻燃防护复合结构。高温环境中可有效实现 对强热气流和热辐射的阻挡，有效保护膨胀隔热层。
[0017] (4)本发明在阻燃防护层中，采用以阻燃酚醛树脂为基体，以直立锯齿形和平卧锯 齿形折叠玻璃纤维布或玄武岩纤维布为增强体的阻燃防护复合结构。将折叠片浸酚醛树脂 固化而折叠脚部位不浸酚醛树脂，有两大优点：1)酚醛树脂与纤维布在体系中发挥了协同 阻燃防护作用，可有效实现对强热气流和热辐射的阻挡；2)折叠纤维布通过伸展扩大内部 空间，为内部膨胀隔热层受热膨胀提供膨胀空间。
[0018] (5)本发明可以批量制备具备可控膨胀性能的油田专用耐火胶管。
[0019] (6)本发明提供的橡胶油管重量轻，热防护效率高、耐火性能好，具有优异的隔热 性能，产品可靠性好，使用寿命有望提高至半年，可很好的应用于石油行业。
【附图说明】
[0020] 图1A是本发明中可控膨胀油田专用耐火胶管结构示意图；
[0021] 图1B是本发明中可控膨胀油田专用耐火胶管条带结构示意图；
[0022]图1C是本发明中可控膨胀油田专用耐火胶管直立锯齿结构示意图；
[0023] 图1D是本发明中可控膨胀油田专用耐火胶管平卧锯齿结构示意图；
[0024] 图2是本发明中膨胀隔热层的包裹示意图；
[0025] 图3是本发明中网格增强层的缠绕示意图；
[0026] 图4是本发明中直立锯齿型阻燃防护层的结构示意图；
[0027] 图5是本发明中平卧锯齿形阻燃防护层的结构示意图；
[0028] 图6是本发明对可控膨胀阻燃隔热体系产品灼烧测试前后外观图；
[0029] 图7是本发明对可控膨胀阻燃隔热体系产品灼烧测试温度时间曲线图。
[0030] 图中：
[0031] 1.橡胶内管2.膨胀隔热层3.网格增强层
[0032] 4.阻燃防护层401.纤维布或纤维毡条带402.直立锯齿型纤维折叠布
[0033] 403.平卧锯齿形纤维折叠布
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的保护范围。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领 域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求 书所限定的范围。
[0035]本发明提供一种可控膨胀油田专用耐火胶管的制备方法，结合图1A~1D，所述制 备方法的步骤如下：
[0036]第一步，橡胶内管1的制备。
[0037] 通过开炼机、挤出机和缠绕机，制备橡胶内管，橡胶内管分为内胶层、增强层和外 胶层，其中内胶层为具有耐油功能的橡胶，可以选自丁腈橡胶(耐温小于125°C)、丙烯酸酯 橡胶(耐温150-200°C )、氟橡胶(耐温200-250°C )等橡胶中的一种或几种;增强层为编织物， 包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、金属丝等纤维或丝中的一种或几种制备的 编织物;外胶层为一层橡胶保护层，具有良好的力学性能，耐老化，抗疲劳，包括氯醚橡胶等 橡胶，外胶层可以通过挤出成型或者缠绕成型制得，其中缠绕成型时橡胶带宽5~10cm，缠 绕角度为30~60°，缠绕张力以与增强层紧密贴实为准，层间缝隙以环氧胶黏剂粘接。添加 剂主要有硫化剂、促进剂、活化剂、防老剂和填充剂等。
[0038] 第二步，在橡胶内管1外表面进行膨胀隔热层2的制备。
[0039] 采用百分之一天平分别称量酚醛树脂、固化剂、120~200目生蛭石、白炭黑、80~ 100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量份数为100份、6份、30~70份、1~6份、1~4份、10 ~40份，然后将120~200目生蛭石、白炭黑、80~100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺通过机 械搅拌混匀，作为填料。在酚醛树脂中加入填料后搅拌，搅拌速度为200~1500r/min，搅拌 时间为3~15min，机械搅拌混勾后，加入固化剂并以200~1500r/min的速度搅拌，搅拌时间 为3~15min混匀，得到膨胀隔热层涂料。所述的固化剂一般选用对甲苯磺酸、苯磺酸、石油 磺酸钠、磷酸或苯酚磺酸中的任意一种。
[0040] 用挤出机将制备好的膨胀隔热层涂料包覆到橡胶内管1的外表面，得到膨胀隔热 层2。所述膨胀隔热层2厚度0.5~5mm，可根据环境使用需要决定膨胀隔热层2厚度。
[0041] 第三步，在膨胀隔热层2外包覆网格增强层3。
[0042]将纤维网格布缠绕或包覆到膨胀隔热层2外表面，然后放置于在60°C温度下固化 360min，形成网格增强层3。
[0043] 优选的，所述的纤维网格布缠绕或包覆时重叠 10.0mm左右。纤维网格布增强的目 的是防止橡胶管弯曲时导致膨胀隔热层2破裂脱落。
[0044] 所述的纤维网格布选自玻璃纤维网格布、玄武岩纤维网格布、碳纤维网格布、芳纶 纤维网格布中的一种或几种纤维网格布，高温环境(200°C以上）下推荐采用玻璃纤维网格 布或玄武岩纤维网格布。所述纤维网格布的网孔边长5_~20mm，可根据橡胶内管1的管径 大小或用户要求设定尺寸大小。
[0045] 第四步，阻燃防护层4的制备。
[0046] 常温下将阻燃防护层材料浸入酚醛树脂中，使酚醛树脂完全浸润阻燃防护层材料 纤维;然后将阻燃防护层材料粘附于网格增强层3表面。
[0047] 所述的阻燃防护层材料选用玻璃纤维布、玻璃纤维毛毡、玄武岩纤维布、玄武岩纤 维毛毡中的一种或几种。
[0048] 所述的酚醛树脂的制备过程如下：按照重量份称量100份酚醛树脂和6份固化剂， 机械搅拌混合均勾，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为5min。所述的固化剂一般选用对甲苯 磺酸、苯磺酸、石油磺酸钠、磷酸或苯酚磺酸。
[0049] 所述的阻燃防护层4包括以下四种结构类型：
[0050] 1)纤维布或纤维毡条带防护层:如图1B所示，纤维布或纤维毡条带401宽度和厚度 视环境条件要求和橡胶内管1直径大小而定，耐热要求高、橡胶内管1直径大时纤维布或纤 维毡条带401厚度可以大一些，以1~3层纤维布或纤维毡条带401厚度0.5~5.0cm为宜。 [0051] 2)直立锯齿型纤维折叠布防护层，如图1C所示，直立锯齿型纤维纤维折叠布402以 垂直于橡胶内管1外表面的直立锯齿形结构包覆在橡胶内管1的外表面。具体尺寸如图4所 示，每个锯齿形结构的折叠单位长度1与橡胶内管1外径的关系为：
[0053] 其中：
[0054] 1表示锯齿形结构折叠单位长度；
[0055] R表示橡胶内管外径的一半；
[0056] d表示膨胀隔热层2的厚度；
[0057] 8表示膨胀隔热层2的膨胀倍数为8倍；
[0058] n表示直立锯齿型纤维折叠布402的折叠片数。
[0059] 将直立锯齿型纤维折叠布402浸酚醛树脂固化而折叠脚部位不浸酚醛树脂，目的 是既实现酚醛树脂与纤维布的协同防护阻燃作用，又为阻燃防护层4的变形提供自由度，实 现内部膨胀隔热层2的自由膨胀。
[0060] 3)平卧锯齿形纤维折叠布防护层，如图1D所示结构，所示平卧锯齿形纤维纤维折 叠布403沿着橡胶内管1的外表面平卧锯齿形包覆。具体尺寸如图5所示，折叠单位长度1与 橡胶内管1半径的关系为：
[0062] 其中：
[0063] 1表示折叠短边的单位长度，长边为短边长度的2倍；
[0064] R表示橡胶内管1外径的一半；
[0065] d表示膨胀隔热层2的厚度；
[0066] 8表示膨胀隔热层2的膨胀倍数为8倍；
[0067] n表示平卧锯齿形纤维折叠布403的折叠片数。
[0068] 将平卧锯齿形纤维折叠布403浸酚醛树脂固化而折叠脚部位不浸酚醛树脂，目的 是既实现酚醛树脂与平卧锯齿形纤维折叠布403的协同防护阻燃作用，又为阻燃防护层4的 变形提供自由度，实现内部膨胀隔热层2的自由膨胀。
[0069] 以上所述仅为本发明的实施方案，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本 发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
[0070] 实施例1
[0071] 采用本发明提供的方法制备具备高效热防护结构的可控膨胀油田专用耐火橡胶 油管，具体如下：
[0072] 第一步，制备橡胶内管。选取内胶层和外胶层的橡胶材料，在开炼机上进行混炼并 加入相关添加剂，备用。生产内径为l〇±〇.5mm、壁厚为10.5±0.5mm(氟橡胶内胶层厚度为 7mm，增强层厚度为0.5mm，氯醚橡胶外胶层厚度为3mm)的橡胶油管，方法步骤如下：
[0073] (1)氟橡胶内胶层通过挤出机挤出，挤出温度从机头到螺杆依次为70°C、6(TC、60 °C^60°C；
[0074] (2)使用芳纶纤维编织生产增强层，并缠绕在内胶层表面，开始挤出外胶层。
[0075] (3)外胶层氯醚橡胶:挤出温度从机头到螺杆依次为60°C、40°C、40°C、40°C。
[0076] (4)硫化成型过程:采用一段硫化法，得到橡胶内管，其中硫化参数:硫化温度为 180°(：，硫化时间为5111111。
[0077]第二步，制备膨胀隔热层:采用百分之一天平分别称量阻燃酚醛树脂、固化剂、120 目生蛭石、白炭黑、80目空心玻璃微珠的份数为100份、6份、30份、1份、1份、10份，然后将120 目生蛭石、白炭黑和80目空心玻璃微珠通过机械搅拌混匀，作为填料备用;在阻燃酚醛树脂 中加入对甲苯磺酸后搅拌速度为500r/min，搅拌时间为5min，机械搅拌混勾后，加入填料并 以500r/min的速度搅拌，搅拌时间为5min混匀，得到膨胀隔热层涂料，备用。
[0078] 第三步，制备网格增强层：1)选用玻璃纤维;2)采用编织设备将玻璃纤维的纤维束 编织成纤维网格布，网格大小为20mm X 20mm; 3)编织加工成纱罗状后再次涂覆丁苯橡胶和 纯丙乳液或其他试剂进行保护。
[0079] 第四步，制备阻燃防护层;纤维布或纤维毡条带401浸树脂，具体实施过程如下:称 量100份酚醛树脂和6份固化剂，采用搅拌速度为500r/min，搅拌时间为5min机械搅拌混合 均匀。阻燃防护层材料选用玻璃纤维网格布，常温下浸入酚醛树脂中，使酚醛树脂完全浸润 纤维。制备所得阻燃防护层4厚度为3mm。
[0080] 第五步，根据铺层顺序依次将前四步中制备的各防护层包覆到橡胶内管外。
[0081] 1、用挤出机将制备好的膨胀隔热层涂料包裹到橡胶内管1外表面，如图2所示，膨 胀隔热层2厚度3.0±0.5mm，可根据环境使用需要决定膨胀隔热层2厚度;如图3,将网格大 小为10.0mm X 10.0mm的玻璃纤维网格布包裹到膨胀隔热层2外表面，玻璃纤维网格布重叠 10.0mm左右，形成网格增强层3。网格增强层3防止橡胶管弯曲时导致膨胀隔热层2破裂脱 落。
[0082] 2、通过挤出机将第四步制备的阻燃防护层4包裹到网格增强层3表面，放置于烘箱 中，在60°C温度下固化360min，即得到最终的可控膨胀油田专用耐火胶管。如图1A所示，制 备得到的可控膨胀油田专用耐火胶管包括橡胶内管1、膨胀隔热层2、网格增强层3和阻燃防 护层4,其中，橡胶内管1壁厚10~11mm，膨胀隔热层2厚度2.5mm~3.5mm，网格增强层3厚度 0.5~1.0mm，阻燃防护层4厚度为3mm。
[0083] 实施例2
[0084] 采用本发明提供的方法制备具备高效热防护结构的橡胶油管，具体如下：
[0085]第一步，制备橡胶内管。将内胶层和外胶层的橡胶在开炼机上进行混炼并加入相 关添加剂，备用。生产内径为10.0 ±0.5mm、壁厚为10.5 ±0.5mm(氟橡胶内胶层厚度为 7.0mm，增强层厚度为0.5mm，氯醚橡胶外胶层厚度为3mm)的橡胶油管，方法步骤如下：
[0086] (1)氟橡胶内胶层通过挤出机挤出，挤出温度从机头到螺杆依次为80°C、70°C、70 °C^70°C；
[0087] (2)使用芳纶纤维编织生产增强层，并缠绕在内胶层表面，开始挤出外胶层。
[0088] (3)外胶层氯醚橡胶:挤出温度从机头到螺杆依次为75°C、60°C、60°C、60°C。
[0089] (4)硫化成型过程:采用一段硫化法，得到橡胶内管，其中硫化参数:硫化温度为 170°C，硫化时间为20min。
[0090] 第二步，制备膨胀隔热层:采用百分之一天平分别称量阻燃酚醛树脂、固化剂、200 目生蛭石、白炭黑、100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量的份数为100份、6份、70份、6 份、4份、40份，然后将生蛭石、白炭黑和空心玻璃微珠通过机械搅拌混匀，作为填料备用;在 阻燃酚醛树脂中加入固化剂后搅拌速度为500r/min，搅拌时间为5min，机械搅拌混匀后，加 入填料并以500r/min的速度搅拌，搅拌时间为5min混匀，得到膨胀隔热层涂料，备用。
[0091] 第三步，制备网格增强层：1)选用玄武岩纤维;2)采用编织设备将纤维束编织成纤 维网格布，网格大小为10. 〇mm X 10.0mm; 3)编织加工成纱罗状后再次涂覆丁苯橡胶和纯丙 乳液或其他试剂进行保护，得到玄武岩纤维网格布。
[0092] 第四步，制备阻燃防护层，称量100份酚醛树脂和6份固化剂，采用机械搅拌混合均 匀。阻燃防护层材料选用玄武岩纤维布，常温下浸入酚醛树脂中，使酚醛树脂完全浸润纤维 布。阻燃防护层单层厚度2.0mm。
[0093] 第五步，根据铺层顺序依次将前四步中制备的各防护层包覆到橡胶内管外。
[0094] 1、用挤出机将制备好的膨胀隔热层涂料包裹到橡胶内管外表面，膨胀隔热层厚度 2.5 ± 0.5mm，可根据环境使用需要决定膨胀隔热层厚度;将网格大小为10.0mm X 10.0mm的 玄武岩纤维网格布包裹到膨胀隔热层外表面，网格布重叠10.〇_左右，作为网格增强层。网 格增强层防止橡胶管弯曲时导致膨胀隔热层破裂脱落。
[0095] 2、通过挤出机将第四步制备的阻燃防护层包裹到网格增强层表面，优选的，包裹 阻燃防护层1层，然后放置于烘箱中，在60°C温度下固化360min，即得到最终的可控膨胀油 田专用耐火胶管。
[0096] 如图1B所示，制备得到的可控膨胀油田专用耐火胶管包括橡胶内管1、膨胀隔热层 2、网格增强层3和条带状阻燃防护层4。其中，橡胶内管1壁厚10~11mm，膨胀隔热层2厚度2 ~3mm，网格增强层3厚度0.5~1.0mm，条带状阻燃防护层4厚度2.0mm。
[0097] 根据上述实施例1制备工艺，以0.5mm厚，边长100mm的正方形6061铝片为附着体， 以替代橡胶内管，制备除橡胶内管以外的膨胀隔热层、网格增强层、阻燃防护层组成的膨胀 阻燃隔热体系，初始厚度为3.0±0.2mm，进行灼烧试验。灼烧试验用火源采用酒精喷灯，酒 精喷灯喷口距离温度传感器距离为90mm时，温度显示器显示火焰温度为1288°C。灼烧试验 均采用此酒精喷灯在距离可控膨胀阻燃隔热体系下表面(阻燃防护层一面)90mm距离进行。 酒精喷灯依靠下部旋转平台的旋转，所述的测试片边长为100mm的正方形测试试样，在测试 样中心直径50.0_左右范围灼烧，温度传感器位于测试试样被灼烧背面(铝表面为背面）中 心位置，所测温度显示于温度显示器上，并被电脑记录软件所记录。通过分析时间-温度曲 线，即可得到膨胀阻燃隔热体系的阻燃耐热性能。灼烧测试后结果显示，测试试样膨胀后厚 度为25_，膨胀后试样截面图如图6所示，体系综合膨胀倍率为8倍左右。背面升温曲线随时 间变化如图7所示，防护体系于3min内，背面温度由25°C快速升至90°C，膨胀体系在此阶段 不断膨胀，在3min~15min内，膨胀体系碳化，温度保持相对稳定，发挥优良的阻燃、耐火、保 温、隔热作用，15min之后，碳化体系表层在高温环境下氧化脱落，阻燃保温效果减弱，升温 速率提高。总的来说，18分钟以内阻燃防护体系可背面的温度可控制在120°C以下。
[0098]经实验验证，对于膨胀材料体系，环境温度在200°C以下时，隔热不膨胀，导热系数 约0.115W/mK，当温度超过200°C时，通过体系膨胀阻隔热量向内部传导，起到隔热作用，导 热系数约9.8Xl(T 2W/mK。体系中引入白炭黑进行增强，同时可提高树脂基体的耐温性。引入 空心玻璃微珠，降低体系的热导率，可提高膨胀体系隔热性能。实测结果表明，膨胀体系直 接阻隔1288 °C喷射火焰，可保持内部温度在120 °C以下达18min。随着时间的延长，可控膨胀 耐火防火带背面的温度缓慢上升。高温环境中，阻燃酚醛树脂高温碳化，形成三维网状结构 依附在纤维布/毡(玻璃纤维和玄武岩纤维可长期在800°C环境下使用，短期使用温度高达 1000°C上，可有效实现对强热气流和热辐射的阻挡，有效保护膨胀隔热层。
[0099]本发明制备的可控膨胀油田专用耐火胶管，具有优良的阻燃耐火性能，尤其适用 于苛刻高温环境的阻燃耐火隔热需求。
【主权项】
1. 一种可控膨胀油田专用耐火胶管的制备方法，其特征在于:所述制备方法包括如下 步骤， 第一步，橡胶内管的制备； 第二步，在橡胶内管外制备膨胀隔热层;所述的膨胀隔热层通过挤出方式包覆于橡胶 内管的外表面； 第Ξ步，在膨胀隔热层外缠绕或包覆网格增强层;所述的网格增强层为一层纤维网格 布，将纤维网格布缠绕或包覆到膨胀隔热层外表面，然后放置于在60°C溫度下固化360min， 形成网格增强层，对膨胀隔热层进行增强； 第四步，在网格增强层外制备阻燃防护层，得到可控膨胀油田专用耐火胶管。2. 根据权利要求1所述的一种可控膨胀油田专用耐火胶管的制备方法，其特征在于:所 述的膨胀隔热层的制备为： 分别称量酪醒树脂、固化剂、120~200目生赔石、白炭黑、80~100目空屯、玻璃微珠、偶 氮二甲酯胺的重量份数为100份、6份、30~70份、1~6份、1~4份、10~40份，然后将120~ 200目生赔石、白炭黑、80~100目空屯、玻璃微珠、偶氮二甲酯胺通过机械揽拌混匀，作为填 料;在酪醒树脂中加入填料后揽拌，揽拌速度为200~ISOOr/min，揽拌时间为3~15min，机 械揽拌混匀后，加入固化剂并W200~ISOOr/min的速度揽拌，揽拌时间为3~15min混匀，得 到膨胀隔热层涂料；用挤出机将制备好的膨胀隔热层涂料包覆到橡胶内管的外表面，得到 膨胀隔热层。3. 根据权利要求1所述的一种可控膨胀油田专用耐火胶管的制备方法，其特征在于:所 述的阻燃防护层包括W下四种结构类型： 1) 纤维布或纤维拉条带防护层，1~3层纤维布或纤维拉条带厚度0.5~5.0mm; 2) 直立银齿型纤维折叠布防护层，每个银齿形结构的折叠单位长度1与橡胶内管1外径 的关系为：其中，1表示银齿形结构折叠单位长度;R表示橡胶内管外径的一半;d表示膨胀隔热层 的厚度;η表示直立银齿型纤维折叠布的折叠片数； 将直立银齿型纤维折叠布浸酪醒树脂固化而折叠脚部位不浸酪醒树脂； 3) 平邸银齿形纤维折叠布防护层，折叠单位长度1与橡胶内管1半径的关系为：其中，1表示折叠短边的单位长度，长边为短边长度的2倍;R表示橡胶内管外径的一半； d表示膨胀隔热层的厚度;η表示平邸银齿形纤维折叠布的折叠片数； 将平邸银齿形纤维折叠布浸酪醒树脂固化而折叠脚部位不浸酪醒树脂。4. 根据权利要求1所述的一种可控膨胀油田专用耐火胶管的制备方法，其特征在于:所 述的阻燃防护层为玻璃纤维布、玻璃纤维拉、玄武岩纤维布、玄武岩纤维拉中的一种或几 种； 所述的纤维网格布选自玻璃纤维网格布、玄武岩纤维网格布、碳纤维网格布、芳绝纤维 网格布中的一种或几种纤维网格布，所述纤维网格布的网孔边长5mm~20mm。5.-种可控膨胀油田专用耐火胶管，其特征在于:所述可控膨胀油田专用耐火胶管总 厚度5.5mm~25.0mm，橡胶内管外表面依次制备膨胀隔热层、网格增强层和阻燃防护层，其 中橡胶内管内径4.0mm~100.0mm，壁厚4.0mm~15.00mm;所述膨胀隔热层厚度0.5mm~5mm， 网格增强层厚度0.5~1.0mm，阻燃防护层厚度为0.5~5.0mm。
【文档编号】F16L57/02GK105840925SQ201610272917
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】王凤岭, 杨中甲
【申请人】河北西伯力特种橡胶有限公司