一种液压软管的制作方法
【专利摘要】本发明属于胶管技术领域，涉及一种液压软管及其制备方法，液压软管包括内胶层、钢丝层、中胶层和外胶层，内胶层的内胶胶片由重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N41，溶聚丁苯橡胶；硫磺，交联剂，促进剂和防焦剂；活性剂；粘合剂；补强剂；填充剂；防老剂；增塑剂；加工助剂；中胶层的中胶胶片由重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N41，溶聚丁苯橡胶；硫磺，促进剂；活性剂；粘合剂；补强剂；填充剂；防老剂；增塑剂；加工助剂；外胶层的外胶胶片由重量份的原料制备而成：丁腈橡胶N41，橡塑合金；硫磺、交联剂和促进剂；活性剂；粘合剂；补强剂；填充剂；防老剂；增塑剂；加工助剂。该液压软管可在?45～+150℃条件下使用。
【专利说明】
一种液压软管
技术领域
[0001] 本发明属于胶管技术领域，涉及一种液压软管及其制备方法，该液压软管可输送 具有一定压力和温度的液体。
【背景技术】
[0002] 钢丝编织或缠绕液压软管主要应用于矿井液压支架、油田开采，适宜于工程建筑、 起重运输、冶金锻压、矿山设备、船舶、注塑机械、农业机械、各种机床以及各工业部门机械 化、自动化液压系统中输送具有一定压力和温度的石油基及水基液体等。目前，国内钢丝编 织缠绕管执行GB/T3683-2011和GB/T10544-2003标准，其使用温度为-40~+KKTC，不再 满足-40°C以下和100°C以上的环境，由于钢丝编织或缠绕胶管的适用温度范围的扩大，为 此需要研制一种在更宽温度范围内使用的钢丝编织或缠绕胶管。因此能在-45~+150Γ条 件下使用的钢丝编织或缠绕液压软管，其应用前景会非常广泛。
[0003] 目前制备耐温型液压软管，已是近年来的热点发展方向之一。如《耐温型液压橡胶 软管》（中国专利CN103982715)，虽然制备方法简单，但只考虑了内胶的耐温性能，并未考虑 内胶耐疲劳、脉冲性能，良好的与金属接头装配扣压密封的性能，也没有考虑中胶的粘合性 和外胶的耐老化性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，制备一种可在-45~+150Γ条件下使 用的液压软管，并提供其内胶层、中胶层和外胶层的胶片原料组成和胶片制备方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种液压软管，其管体架结构主要由内胶层（1)、钢丝层（2、4)和外胶层（5)组 成，钢丝层（2、4)之间为中胶层（3)，各胶层的胶片由原胶、硫化体系、活性剂、粘合剂、补强 剂、填充剂、防老剂、增塑剂、加工助剂制备而成，其中
[0007] 内胶层⑴的内胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和溶聚丁苯橡胶即SSBR ;硫化 体系包括硫磺、交联剂DCP即过氧化二异丙苯、促进剂CZ即N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰 胺和防焦剂CTP即N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺；活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁； 粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC ;补强剂为炭黑N330和炭黑N660 ;填充剂为氟化钙；防 老剂包括液体BLE和防老剂RD即2, 2,4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；增塑剂为癸二 丁酯；加工助剂包括硬脂酸；
[0008] 中胶层⑶的中胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和溶聚丁苯橡胶；硫化体系包 括硫磺和促进剂CZ ;活性剂为纳米氧化锌；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC ;补强剂为 炭黑N660和炭黑N550 ;填充剂为海泡石；防老剂为液体BLE ;增塑剂为癸二丁酯；加工助剂 包括硬脂酸和石油树脂；
[0009] 外胶层（5)的外胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶N41和橡塑合金即NV7073 ;硫化体 系包括硫磺、交联剂DCP和促进剂CZ ;活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括 RC-23钴盐和粘合剂RC ;补强剂为炭黑N660 ;填充剂为氟化钙；防老剂包括液体BLE、防老 剂4010NA即N-异丙基W -苯基对苯二胺、抗臭氧剂CTU和微晶蜡；增塑剂为癸二丁酯； 加工助剂包括硬脂酸。
[0010] 内胶胶片原料以重量份计为：原胶100,硫化体系3. 5-6,纳米氧化锌6,高活性氧 化镁3,粘合剂6. 5-11，补强剂70,氟化钙30,癸二辛酯15,硬脂酸1 ;其中原胶中丁腈橡 胶N41为90,溶聚丁苯橡胶10,硫化体系中硫磺1，交联剂DCP0. 5,促进剂CZ1. 5,防焦剂 CTP0. 5,粘合剂RC5. 5,粘合剂RC-23为1，补强剂炭黑N660为50,补强剂炭黑N330为20。
[0011] 中胶胶片原料以重量份计为：原胶1〇〇,硫化体系4. 5-5,纳米氧化锌6,粘合剂 6. 5-11，补强剂50,海泡石30,防老剂5,葵二辛酯25,硬脂酸1，石油树脂8 ;其中原胶中丁 腈橡胶N41为70,溶聚丁苯橡胶30,硫化体系中硫磺3. 5,促进剂CZ为1，粘合剂RC为1，粘 合剂RC-23为8,补强剂炭黑N660为25,补强剂炭黑N550为25。
[0012] 外胶胶片原料以重量份计为：原胶100,硫化体系3. 5,纳米氧化锌8,高活性氧化 镁4,粘合剂6. 5-11，补强剂70,氟化钙30,防老剂11，葵二辛酯20,硬脂酸1 ;其中，原胶中 丁腈橡胶N41为60,橡塑合金40,硫化体系中硫磺1，交联剂DCP0. 5,促进剂CZ1. 5,粘合剂 RC0. 5,粘合剂RC-23为7,补强剂炭黑N660为70。
[0013] 内胶层的胶片制备方法包括以下步骤：
[0014] a、将原胶投入捏炼机，捏合3min ;
[0015] b、将活性剂、促进剂、防老剂和防焦剂投入捏炼机，捏合lmin ;
[0016] c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min ;
[0017] d、排出温度升至120°C ±5°C，即得母胶排出；
[0018] e、下片或拉条，经捏炼机捏炼后的母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6_，前辊 温30±5°C，后辑40±5°C，压合2min，进行拉条；
[0019] f、过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作；
[0020] g、过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温，降温幅度在20-45Γ ;
[0021] h、母炼胶胶条投入开炼机内，压合2min后加入硫磺、促进剂、加工助剂，混合均匀 后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，下片胶片长宽厚1200mmX800mmX6mm ;
[0022] i、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200 : 1，放置3-5min，温度降至40°C以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。
[0023] 中胶层和外胶层的胶片制备方法包括以下步骤：
[0024] a、将原胶投入捏炼机，捏合3min ;
[0025] b、将活性剂、促进剂、防老剂投入，捏合lmin ;
[0026] c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min ;
[0027] d、排出温度升至105°C ±5°C，即得母胶排出；
[0028] e、出片，母胶投入到开炼机内，调整辊距为4_6mm，压合2分钟至均匀，加入 硫磺、促进剂，待胶料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，胶片长宽厚 1200mmX 800mm X 6mm ；
[0029] f、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200 : 1，放置冷却槽内3-5min，温度降至40°C以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0031] 1、该发明能有效减少在高温下内外胶料老化，造成裂纹现象，
[0032] 2、该发明能改善在低温下内外胶料由弹性态变为玻璃态，造成管体不能变形或受 冲击后出现裂纹现象；
[0033] 3、该发明制备方法简单，适合于工业生产。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明的截面示意图。其中：1、内胶层；2和4、钢丝层；3、中胶层；5、外胶 层。
[0035] 图2是本发明的剖视图。其中：1、内胶层；2和4、钢丝层；3、中胶层；5、外胶层。
【具体实施方式】
[0036] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定 本发明。
[0037] 实施例1
[0038] 1、液压软管内胶层的内胶胶片原料组成为：原胶100,硫化体系3. 5-6,防焦剂 CTP0. 5,纳米氧化锌6,高活性氧化镁3,粘合剂6. 5-11，补强剂70,氟化钙30,癸二辛酯15， 硬脂酸1。通过实验来确定可获得最佳性能内胶胶片的原料组成。
[0039] 2、首先，利用正交表进行设计，确定的四因素三水平见表1。
[0040] 表1四因素三水平 [0041 ]
[0042] 3、接着，根据这9个内胶胶片原料组分进行实验，其中制备内胶层胶片的生产设 备包括捏炼机、Φ 150过滤机、24吋开炼机，具体的方法步骤包括：
[0043] a、将原胶投入捏炼机，捏合3min ;
[0044] b、将活性剂、促进剂、防老剂和防焦剂投入捏炼机，捏合lmin ;
[0045] c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min ;
[0046] d、排出温度升至120°C ±5°C，即得母胶排出；
[0047] e、下片或拉条，经捏炼机捏炼后的母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6_，前辊 温30±5°C，后辑40±5°C，压合2min，进行拉条；
[0048] f、过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作；
[0049] g、过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温，降温幅度在20-45Γ ;
[0050] h、母炼胶胶条投入开炼机内，压合2min后加入硫磺、促进剂、加工助剂，混合均匀 后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，下片胶片长宽厚1200mmX800mmX6mm ;
[0051] i、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200 : 1，放置3-5min，温度降至40°C以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。
[0052] 4、检测实验结果，并对极差进行评价，见表2。
[0053] 表2试验结果
[0054]
[0056] 注：T-拉伸强度（MPa)，E-扯断伸长率（％)，H-硬度，Μ-100%定伸强度（MPa)， N-粘结强度（MPa)，Tb-脆性温度，sx - 150°C *24h扯断伸长系数。
[0057] 5、结果判定：
[0058] (1)由极差（Μ)看出，硫化体系对胶料100%定伸影响最大。
[0059] (2)由试验数据看出：3号试验综合试验性能最好，即丁腈橡胶N41为90,溶聚丁 苯橡胶10,硫磺1，交联剂DCP0. 5,促进剂CZ1. 5,粘合剂RC5. 5,粘合剂RC-23为1，补强剂 Ν660为50,补强剂Ν330为20。
[0060] 实施例2
[0061] 1、液压软管中胶层的中胶胶片原料组成为：原胶100,硫化体系4. 5-5,纳米氧化 锌6,粘合剂6. 5-11，补强剂50,海泡石30,防老剂5,癸二辛酯15,硬脂酸1，石油树脂8。通 过实验来确定可获得最佳性能中胶胶片的原料组成。
[0062] 2、首先，利用正交表进行设计，确定的四因素三水平见表3。
[0063] 表3四因素三水平
[0064]
[0065] 3、接着，根据这9个中胶胶片原料组分进行实验，其中制备中胶层胶片的生产设 备包括捏炼机、Φ 150过滤机、24吋开炼机，具体的方法步骤包括：
[0066] a、将原胶投入捏炼机，捏合3min ;
[0067] b、将活性剂、促进剂、防老剂投入，捏合lmin ;
[0068] c、加入补强剂，增塑剂和填充剂，捏合5min ;
[0069] d、排出温度升至105°C ±5°C，即得母胶排出；
[0070] e、出片，母胶投入到开炼机内，调整辊距为4_6mm，压合2分钟至均匀，加入 硫磺、促进剂，待胶料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，胶片长宽厚 1200mmX 800mm X 6mm ；
[0071] f、下片，将胶片放入冷却循环水槽内，其中冷却槽内水与橡胶隔离剂比例为200 : 1，放置冷却槽内3-5min，温度降至40°C以下，捞片挂架子晾干后，收片至存胶架停放待用。
[0072] 4、检测实验结果，并对极差进行评价，见表4。
[0073] 表4试验结果
[0074]
[0075] 5、结果判定：
[0076] (1)由极差（N)看出，粘合剂对胶料粘结强度（Η抽出）影响最大。
[0077] (2)由试验数据看出：3号试验配方综合试验性能最好，即丁腈橡胶N41为70,溶 聚丁苯橡胶30,硫化体系中硫磺3. 5,促进剂CZ1，粘合剂RC1，粘合剂RC-23为8,补强剂 Ν660为25,补强剂Ν550为25。
[0078] 实施例3
[0079] 1、液压软管外胶层的外胶胶片原料组成为：原胶100,硫化体系3. 5,纳米氧化锌 8,高活性氧化镁4,粘合剂6. 5-11，补强剂70,氟化钙30,防老剂11，癸二辛酯20,硬脂酸1。 通过实验来确定可获得最佳性能外胶胶片的原料组成。
[0080] 2、首先，利用正交表进行设计，确定的四因素三水平见表5。
[0081] 表5四因素三水平
[0082]
[0083] 3、接着，根据这9个外胶胶片原料组分进行实验，制备外胶层胶片的实验设备和 方法步骤与实施例2中制备中胶层胶片的实验设备和方法一致，检测实验结果，并对极差 进行评价，见表6。
[0084] 表6试验结果
[0085]
[0086]
[0087] 4、结果判定：
[0088] (1)由极差（N)看出，粘合剂对胶料粘结强度（Η抽出）的影响最大。
[0089] (2)由试验数据看出：3号试验的综合试验性能最好，即丁腈橡胶N41为60,橡塑 合金40,硫磺1，交联剂DCP0. 5,促进剂CZ1. 5,粘合剂RC0. 5,粘合剂RC-23为7,补强剂炭 黑 Ν660 为 70。
【主权项】
1. 一种液压软管，其管体架结构主要由内胶层（I)、钢丝层（2、4)和外胶层（5)组成， 钢丝层（2、4)之间为中胶层（3)，各胶层的胶片由原胶、硫化体系、活性剂、粘合剂、补强剂、 填充剂、防老剂、增塑剂、加工助剂制备而成，其特征在于，其中 内胶层（1)的内胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶Ml和溶聚丁苯橡胶；硫化体系包括硫 磺、交联剂DCP、促进剂CZ，防焦剂CTP ;活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括 RC-23钴盐和粘合剂RC ;补强剂为炭黑N330和炭黑N660 ;填充剂为氟化钙；防老剂包括液 体BLE和防老剂RD ;增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸； 中胶层（3)的中胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶Ml和溶聚丁苯橡胶；硫化体系包括硫 磺和促进剂CZ ;活性剂为纳米氧化锌；粘合剂包括RC-23钴盐和粘合剂RC ;补强剂为炭黑 N660和炭黑N550 ;填充剂为海泡石；防老剂为液体BLE ;增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括 硬脂酸和石油树脂； 外胶层（5)的外胶胶片原料：原胶为丁腈橡胶Ml和橡塑合金；硫化体系包括硫磺、交 联剂DCP和促进剂CZ ;活性剂为纳米氧化锌和高活性氧化镁；粘合剂包括RC-23钴盐和粘 合剂RC ;补强剂为炭黑N660 ;填充剂为氟化钙；防老剂包括液体BLE、防老剂4010NA、抗臭 氧剂CTU和微晶蜡；增塑剂为癸二丁酯；加工助剂包括硬脂酸。2. 根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，所述的液压软管可在-45~+150°C 条件下使用。3. 根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，内胶胶片原料以重量份计为：原胶 100,硫化体系3. 5-6,纳米氧化锌6,高活性氧化镁3,粘合剂6. 5-11，补强剂70,氟化钙30， 癸二辛酯15,硬脂酸1 ;其中原胶中丁腈橡胶Ml为90,溶聚丁苯橡胶10,硫化体系中硫磺 1，交联剂DCP0. 5,促进剂CZL 5,防焦剂CTP0. 5,粘合剂RC5. 5,粘合剂RC-23为1，补强剂炭 黑N660为50,补强剂炭黑N330为20。4. 根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，中胶胶片原料以重量份计为：原胶 100,硫化体系4. 5-5,纳米氧化锌6,粘合剂6. 5-11，补强剂50,海泡石30,防老剂5,葵二辛 酯25,硬脂酸1，石油树脂8 ;其中原胶中丁腈橡胶Ml为70,溶聚丁苯橡胶30,硫化体系中 硫磺3. 5,促进剂CZ为1，粘合剂RC为1，粘合剂RC-23为8,补强剂炭黑N660为25,补强剂 炭黑N550为25。5. 根据权利要求1所述的液压软管，其特征在于，外胶胶片原料以重量份计为：原胶 100,硫化体系3. 5,纳米氧化锌8,高活性氧化镁4,粘合剂6. 5-11，补强剂70,氟化钙30,防 老剂11，葵二辛酯20,硬脂酸1 ;其中，原胶中丁腈橡胶Ml为60,橡塑合金40,硫化体系中 硫磺1，交联剂DCP0. 5,促进剂CZL 5,粘合剂RC0. 5,粘合剂RC-23为7,补强剂炭黑N660 为70。6. 根据权利要求1 一 5中任一权利要求所述的液压软管，其中内胶层的胶片制备方法 包括以下步骤： a、 将原胶投入捏炼机，捏合3min ; b、 将活性剂、促进剂、防老剂、防焦剂投入捏炼机，捏合Imin ; c、 加入补强剂、填充剂和增塑剂，捏合5min ; d、 排胶，即得到母胶； e、 下片或拉条，经捏炼机捏炼后的母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm，前辊温 30±5°C，后辑40±5°C，压合2min，进行拉条； f、 过滤：将过滤机转速调到46转/min，安放40/40过滤网进行操作； g、 过滤胶条散放到托架上，通过风扇降温，降温幅度在20-45Γ ; h、 母炼胶胶条投入开炼机内，压合2min后加入硫磺、促进剂、加工助剂，待原料混合均 匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，下片胶片长宽厚1200mmX800mmX6mm ; i、 下片，将胶片放入冷却循环水槽内，放置3-5min，温度降至40°C以下，捞片挂架子晾 干后，收片至存胶架停放待用。7. 根据权利要求6所述的液压软管内胶层的内胶胶片制备方法，其特征在于，步骤d中 母胶的排出温度为120 °C ±5 °C。8. 根据权利要求1 一 5中任一权利要求所述的液压软管，其中中胶层和外胶层的胶片 制备方法包括以下步骤： a、 将原胶投入捏炼机，捏合3min ; b、 将活性剂、促进剂、防老剂投入捏炼机，捏合Imin ; c、 加入补强剂、填充剂和增塑剂，捏合5min ; d、 排胶，即得到母胶； e、 出片，母胶投入到开炼机内，调整辊距为4-6mm，压合2min至均匀，加入硫 磺、促进剂，待原料混合均匀后，上翻胶架往返8-10次混合均匀下片，胶片长宽厚 1 200mm X 800mm X 6mm ； f、 下片，将胶片放入冷却循环水槽内，放置3-5min，温度降至40°C以下，捞片挂架子晾 干后，收片至存胶架停放待用。9. 根据权利要求8所述的液压软管的中胶层和外胶层的胶片制备方法，其特征在于， 步骤d中母胶的排出温度为105°C ±5°C。
【文档编号】C08K3/16GK105889659SQ201510037936
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月26日
【发明人】孙卓亚, 王永昌, 刘路, 赵永涛, 李胜利, 赵晓兵
【申请人】河南汇龙液压科技股份有限公司