本发明涉及一种胶管及其制备方法，具体是一种耐纯水液压支架胶管及其制备方法。
背景技术：
水是一种非常复杂的多组分水溶液。水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。例如在水中铜的存在形式是以机化合物形式存在为主；而钠元素则是以na+离子形式存在。纯水液压支架胶管需要具有耐水、耐腐蚀、耐磨等性能。因此选用合适的橡胶原材料以及防老剂、补强剂、增塑剂、硫化剂等橡胶助剂来提高内衬层的性能是关键。
第一个问题是橡胶材料的选择。天然橡胶具有高强度、高伸长率、耐疲劳性能，但是天然橡胶的成分比较复杂，还有多种微生物，可以发生腐蚀，同时耐油、耐热性能一般；而乙丙橡胶具有优异的耐水解、耐腐蚀特点，但是耐油、耐磨性能不佳，同时乙丙橡胶的粘合性能不佳，与钢丝的粘合问题无法解决，同时乙丙橡胶拉伸强度低，无法承受过大的外力。丁腈橡胶具有优异的耐油性能，是传统液压胶管内衬层的首选胶料，可是丁腈橡胶中的丙烯腈基团具有极性，纯水里面含有微量的电解质，可以与丙烯腈基团发生缓慢的反应，导致材料性能的降低；丁苯橡胶属于非极性橡胶，在纯水中不会与微量的电解质发生反应，可以保持胶料的性能没有变化，同时丁苯橡胶含有的苯乙烯基团体积较大，收到外力作用时抵抗力较大，因此耐磨性优异。丁腈橡胶相比，丁苯橡胶的吸水速度和透水性系数都远优于丁腈橡胶，但是丁苯橡胶的耐油性能不佳。
因此结合多种橡胶的特点，可以使用丁苯橡胶和丁腈橡胶并用，来满足内衬层对耐油、耐水、耐腐蚀、耐磨性能的要求。
第二个问题是防老体系的选择。产品在水中使用，受到水腐蚀等因素，因此选择合适的防老体系需要兼顾多方面的因素；传统的胺类防老剂易析出，不建议使用。使用酚类防老剂。
第三个问题是补强体系的选择。产品在水中工作，因此具有吸水性的补强剂不能选择。传统液压胶管为了提高内衬层的粘合性能，都会选择传统的“间甲白体系”，即甲醛给予体、间苯二酚给予体和白炭黑三种材料的组合，但是白炭黑的吸水性较强，长期在水中工作会引起体积膨胀过大，导致内衬层失效。因此需要重新选择补强剂来提高材料的性能和粘合问题；分子粒径小、比表面积大、活性较高的炭黑补强效果好，对耐油、耐水、耐热有益，但是活性大，易形成导电橡胶，可能有电化学腐蚀可能。而分子粒径大、比表面积小的炭黑补强效果差，但是耐电化学腐蚀性能优异。
第四个问题是增塑剂的选择。传统液压胶管内衬层使用的丁腈橡胶，一般使用的是酯类增塑剂，但是酯类增塑剂含有电解质，在水中长期使用会导致内衬层失效。使用煤焦油增塑剂可以有效的提高耐水性，同时提高粘合性能、耐热性能、耐油性能。
第五个问题是硫化体系的选择。丁腈橡胶属于极性橡胶，丁苯橡胶属于非极性橡胶，两种橡胶的极性不一致，相容性较差，硫化剂在两种橡胶的硫化速度不匹配，因此针对硫化体系的搭配，实现两种橡胶的同步硫化非常重要；
第六个问题是电化学腐蚀性的问题。传统的液压胶管的介质是液压油或者乳化液，导电性差，电化学腐蚀一般都会忽略。纯水液压支架胶管的介质纯水具有较高的导电性，容易引起电化学反应，导致内衬层龟裂失效。因此从硫化体系、补强填料等多方面考虑，减少内衬层的导电性能。
第七个问题是管路堵塞的问题。传统液压胶管内衬层采用的普通硫化硫化体系，优点是可以提高橡胶和钢丝的粘合性能，但是普通硫磺硫化体系中的可溶性锌盐(氧化锌和硬脂酸并用)析出导致沉淀引发管路堵塞。采用纳米活性氧化锌可以有效的提高反应活性，降低锌盐的使用量，大大减少锌盐的析出，降低管路堵塞的问题。
本发明主要介绍了一种耐纯水液压支架胶管及其制备方法。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于提供一种内衬层使用丁腈橡胶和丁苯橡胶搭配，同时满足对耐水、耐油的性能要求的耐纯水液压支架胶管。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种耐纯水液压支架胶管，包含以下重量份的成分：nbr6240：65-90份、sbr1500：10-35份、zno：2.0-3.0份、sa：0.5-1.0份、4010na：1.0-2.0份、rd：1.0-2.0份、石蜡：1.5-3.0份、n660：20-40份、n774：60-80份、古马隆：10.0-15.0份、s：1.0-2.0份、pvi：0.5-0.8份、dtdm：1.0-2.5份、dz：0.5-1.5份。
优选地，所述所述zno为纳米材料。
优选地，所述古马隆为液体。
优选地，所述nbr6240为丁腈橡胶，sbr1500为丁苯橡胶
同时，本发明还提供所耐纯水液压支架胶管的制备方法，所述方法为：
(1)、将nbr6250和sbr1500投入密炼机，然后将各种橡胶助剂和炭黑投入密炼机混炼，混炼压力12mpa，转速30r，密炼时间600s，最高排胶温度160℃；达到工艺要求后排胶，经过压延机、冷却机后下片存放，混炼胶最少停放时间为96小时；
(2)、停放一段时间后将胶料投入捏炼机，工艺参数：压力15mpa，混时间240s，排胶温度最高130℃，然后将硫化剂(硫磺、促进剂、防焦剂)投入捏炼机，混炼间后经过开炼机混合后下片,胶料停放时间为24h～336h，停放温度为(25±3)℃；
(3)、将混炼好的内胶通过内胶挤出机挤出内胶管胚((内胶挤出机转速≤45r)，然后通过冷冻机(冷冻温度为55℃)、钢丝缠绕机(缠绕机转速≤60r)将钢丝缠绕在内胶管胚上；
(4)、将缠绕的半成品通过外胶挤出机包覆外胶，经过水布缠绕机将水布包覆在外胶上；
(5)、将半成品推入蒸汽硫化罐中，硫化参数为硫化温度(155±2)℃，时间为75分钟，压力为(0.45±0.05)mpa，经过一段时间的硫化后再进行解水布；
(6)、然后经过导轮将芯棒抽出，对产品进行保压试验，保压条件为工作压力的两倍，保压时间为1分钟；
(7)、软管成品经过尺寸检验、产品爆破试验合格后，包装入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、内衬层使用丁腈橡胶和丁苯橡胶搭配，同时满足对耐水、耐油的性能要求；
2、内衬层使用中等补强的炭黑，不适用无机填料，满足耐水、耐油的要求，同时提高了电绝缘性能，降低导电性，减少电化学腐蚀；
3、使用复合硫化体系，匹配两种极性不同的橡胶的硫化速度，同时减少电化学腐蚀、减少锌盐析出导致的管路堵塞；
4、使用煤焦油类增塑剂，减少内衬层橡胶的析出，降低水解性能；
5、使用纳米级高活性氧化锌，减少锌盐的用量，可以减少锌盐的析出，减少堵塞管路的可能性。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
耐纯水液压支架胶管的制备方法：
步骤一、将nbr6250和sbr1500投入密炼机，然后将各种橡胶助剂和炭黑投入密炼机混炼，混炼压力12mpa，转速30r，密炼时间600s，最高排胶温度160℃；达到工艺要求后排胶，经过压延机、冷却机后下片存放，混炼胶最少停放时间为96小时；
步骤二、停放一段时间后将胶料投入捏炼机，工艺参数：压力15mpa，混时间240s，排胶温度最高130℃，然后将硫化剂(硫磺、促进剂、防焦剂)投入捏炼机，混炼间后经过开炼机混合后下片,胶料停放时间为24h～336h，停放温度为(25±3)℃；
步骤三、将混炼好的内胶通过内胶挤出机挤出内胶管胚((内胶挤出机转速≤45r)，然后通过冷冻机(冷冻温度为55℃)、钢丝缠绕机(缠绕机转速≤60r)将钢丝缠绕在内胶管胚上；
步骤四、将缠绕的半成品通过外胶挤出机包覆外胶，经过水布缠绕机将水布包覆在外胶上；
步骤五、将半成品推入蒸汽硫化罐中，硫化参数为硫化温度(155±2)℃，时间为75分钟，压力为(0.45±0.05)mpa，经过一段时间的硫化后再进行解水布；
步骤六、然后经过导轮将芯棒抽出，对产品进行保压试验，保压条件为工作压力的两倍，保压时间为1分钟；
步骤七、软管成品经过尺寸检验、产品爆破试验合格后，包装入库。
nbr6520采用韩国lg化学，丙烯腈含量33％，生胶门尼50；sbr1500采用齐鲁石化，苯乙烯含量23.5％，生胶门尼52；氧化锌采用山东兴亚新材料，纳米活性氧化锌；n330、n550、n660、n774采用济宁博拉碳材料；增塑剂tp-95采用美国罗门哈斯；增塑剂古马隆采用青岛鑫臻助剂厂，有效含量99％；硫磺采用泰山市泰山精细化工，不溶性硫磺比例为60％；nobs使用青州市坤伟工贸公司；dtdm采用河南蔚林新材料科技公司；pvi采用山东阳谷华泰公司；dcp采用阿克玛公司，粉状，有效含量96％；防老剂4010na、rd采用山东尚舜化工有限公司。
本发明所述耐纯水液压支架胶管的12种实施例：
表1实施例1-3耐纯水液压支架胶管的成分
表2实施例1-3物理机械性能
表3实施例4-6耐纯水液压支架胶管的成分
表4实施例4-6物理机械性能
表5实施例7-9耐纯水液压支架胶管的成分
表6实施例7-9物理机械性能
表7实施例10-12耐纯水液压支架胶管的成分
表8实施例10-12物理机械性能
从表1、表2看出，随着丁苯橡胶的加入，耐油性能降低但是耐纯水性能提高，丁苯橡胶在40℃以上时，耐水性能优于丁腈橡胶。
从表3、表4看出，使用6系和7系大分子粒径的炭黑可以满足对耐油、耐纯水性能的要求，粒径小的3系炭黑虽然可以满足，但是导电性提高，不利于产品性能。
从表5、表6看出，使用纳米氧化锌，用量减少但是材料性能仍然可以满足标准要求，氧化锌用量减少，可以减少锌盐的析出，减少堵塞管路的可能性。同时古马隆的加入可以保证耐油性能的同时，降低耐纯水体积变化率。
从表7、表8看出，复合硫化体系的耐油、耐水性能优异，同时从理论上分析，加入少量硫化有利于提高材料的粘合性能；过氧化物硫化体系粘合性能较差，而硫化硫化体系可能导致锌盐的析出，同时存在发生电化学腐蚀导致产品表面龟裂的可能。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
gb/t1690硫化橡胶耐液体试验方法；
gb/t5563橡胶和塑料软管及软管组合件静液压试验方法；
gb/t5564橡胶和塑料软管低温曲挠试验；
gb/t5568橡胶、塑料软管及软管组合件无屈挠液压脉冲试验；
gb/t9573橡胶、塑料软管和软管组合件尺寸测量方法；
gb/t9574橡胶和塑料软管和软管组合件试验压力、爆破压力与设计工作压力的比率；
gb/t9575工业通用橡胶和塑料软管内径尺寸及公差和长度公差；
gb/t9576橡胶和塑料软管及软管组合件选择、贮存、使用和维护指南；
gb/t9577橡胶和塑料软管及软管组合件标志、包装和运输规则；
gb/t14905橡胶和塑料软管各层间粘合强度测定；
gb/t7528橡胶和塑料软管及软管组合件；
hg/t2869橡胶和塑料软管静态条件下耐臭氧性能的评价。
技术要求与试验方法
1、软管的内表面不应有气泡、裂口、海绵离层等异常现象。允许有不大于0.50㎜的芯棒印痕。
2、软管外表面不应有海绵、离层、气泡、裂口、裸露钢丝等异常现象，允许有深度不大于0.50㎜的痕迹。
3、软管内、外径允许有在公差许可范围内的椭圆度。
4、软管的主要技术参数应符合表9-表14规定。
试验按gb/t9574、gb/t5563规定进行。
表9软管内径要求
表10软管增强层和外径要求
表11验证压力mpa
表12最小爆破压力
表13最大工作压力
表14最小弯曲半径mm
检测方法
耐流体性能
1、耐油性能
按gb/t1690规定的方法，将软管内衬层和外覆层浸渍在温度为(120±2)℃的3号标准油中经(168±2)h的试验后，其内衬层体积变化率在0-+60％，外覆层的体积变化在0-100％之间。
2、耐水性能
按gb/t1690规定的方法，将软管内衬层和外覆层浸渍在温度为(60±2)℃的纯水中经(168±2)h的试验后，其内衬层和外覆层的体积变化在0-+25％之间。
3、层间粘合强度
按gb/t14905规定进行试验时，软管的外覆层与增强层之间的粘合强度不应低于2.5kn/m。
软管试验压力、爆破压力按gb/t5563进行试验，并符合表1规定，最大工作压力下长度变化率为+2％-－4％。
4、低温屈挠性能
在(－40±3)℃温度下按gb/t5564的要求进行试验，软管不应出现龟裂，在恢复到室温后进行试验压力试验时，软管不应出现泄露或龟裂。
5、脉冲试验要求
5.1、按照gb/t5568规定的要求，试验4根未经老化并装有接头的软管试样。
5.2、对于试验液体温度为(100±5)℃条件下，脉冲压力是在设计工作压力的1.33倍的条件下，橡胶软管应能承受400，000次液压脉冲。
5.3、在达到规定的脉冲次数之前，软管应该无泄漏和异常现象。
5.4、本试验应看作是破坏性试验，试样应在试验后报废。
5.5、在完成规定的脉冲次数后，软管应无泄露或其它故障。软管端部管接头的泄露，管接头拨脱或邻近管接头处的软管损坏，均视为软管组合件的性能故障。
6、记录出现故障的形式和位置。
7、如果在完成最低脉冲周期量之前的24h内必须要停止脉冲试验，在重新进行脉冲试验时，在软管/管接头接合处可能出现轻度的试验流体泄露，在重新进行脉冲试验的30分钟内，在其密封处出现类似的轻度泄露，不视为故障。
软管的壁厚差按gb/t9573测量，并符合表15的要求。
表15软管的壁厚差
8、耐臭氧性能
按gb/t24134的规定方法1，将软管的外覆层暴露在体积分数为(50±5)×10-8臭氧里，温度为(40±2)℃，经(70±2)h后，用2倍的放大镜观察外覆层不应出现龟裂或变形。
9、阻燃性能
执行mt/t98-20065.6条款，每组软管的平均有焰燃烧和无焰燃烧是按不应大于30秒，其中任一软管有焰燃烧和无焰燃烧时间不应大于60秒。试验结果的最后数值以测得三个试件的算术平均值表示。
10、抗静电性能
执行mt/t98-20065.7条款。两极之间测出的电阻不应超过25×108/d(ω)，d为软管公称外径，单位为毫米(mm)。
检验方法：
1、软管按规格进行分批次，同种规格每批数量不多于5000米。
2、软管应100％进行外观和规格尺寸检查。
3、每批产品抽取两根胶管进行试验压力及爆破压力试验。
4、每批产品抽取一根软管，进行外胶与钢丝的附着力试验。
凡试验中有一项不合格时，应取双倍试料重复该项试验；重复试验中有一个结果仍不合格时，则该批软管为不合格品。
综上所述：
(1)、橡胶主体材料采用丁腈橡胶和丁苯橡胶，既满足耐油性能，又具有耐水(水解和膨胀)、耐磨、耐腐蚀，满足水温0℃-60℃长期工作；
(2)、使用具有耐水析出防老剂，提高内衬层的耐腐蚀性能；
(3)、使用具有耐水浸泡、补强效果好的补强剂，提高内内衬层的耐水溶胀、耐水解性能；同时降低内衬层的导电性能，减少电化学腐蚀
(4)、使用大分子弱极性的增塑剂，提高内衬层耐腐蚀性能；
(5)、调整硫化体系，满足两种不同橡胶的硫化匹配，减少电化学腐蚀、减少锌盐析出导致的管路堵塞。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。