魏永平,旷荣南(上海申联重庆中南胶管制品有限公司,重庆 400043)
排吸芳香族溶剂胶管主要用于化工厂、槽车和油库排吸苯和二甲苯等芳香族溶剂。现在常用的橡胶中,只有氟橡胶和聚硫橡胶具有较好的耐芳香族溶剂性能,但这两种橡胶价格昂贵,工艺性能也较差,因此有必要选择一些新的材质进行替代。如果仅就耐芳香族溶剂性能来说,目前市场上的带螺旋钢丝骨架的PVC树脂管即可满足要求。但是PVC树脂管不能满足排吸操作时的工作压力要求,更重要的是其两端露出的钢丝易与金属碰撞产生火花,达不到防火和抗静电的要求。但是仍然可以考虑使用耐芳香族溶剂性能好的纯PVC树脂管做内层胶来研制复合排吸胶管。
1 排吸芳香族溶剂胶管的技术指标
研制的排吸芳香族溶剂胶管规格为Φ38mm×5P×10m。工作条件:压力 ≤2MPa;温度 -15~50℃。性能要求:各层间的粘合强度 ≥1 5kN•m-1;内层胶胶料在二甲苯内的体积变化率[室温×(72±2)h] ≤50%;内径 (38±1 5)mm。此种胶管的结构从里向外依次为:PVC内胶层;过渡层;涤 棉布层;螺旋钢丝;中胶层;涤 棉布层;外胶层。
2 胶料配方设计
本研制产品配方设计的难点在于:①设计出合理的过渡层胶料配方。主要是要解决过渡层胶料与PVC树脂管之间的粘合问题;②设计一种PVC表面处理剂(胶浆)。因为要获得好的粘合性能,必须对树脂管表面进行处理以增强其表面活性。
(1) 过渡层胶料配方设计
此胶管过渡层胶料基本可沿用普通耐油管的内层胶配方,只是要针对粘合性能稍加调整可选用常用的间甲白粘合体系,再加入一定量的酚醛树脂。加入酚醛树脂主要是将其化学结构中的羟甲基和次甲基醚基引入胶料中[1],增强胶料的化学活性,从而形成与PVC树脂的良好粘合;另外,酚醛树脂还可增强胶料的流动性。过渡层胶料的配方为:NBR 100;氧化锌 5;硬脂酸 2;硫化剂和促进剂 4;防老剂BLE 1;防老剂4010 1;炭黑 60;陶土 50;增塑剂 20;酚醛树脂 15;粘合剂A 1 5;粘合剂RS 3;白炭黑 6。过渡层胶料性能为:门尼粘度[ML(1+4)100℃] 54;t10 6 60min;t90 11 60min邵尔A型硬度 65度;拉伸强度 8 0MPa扯断伸长率 250%;扯断永久变形 20%。
(2) 胶浆配方设计
胶浆可用加大树脂用量的过渡层胶料进行配制。胶浆中胶料∶苯∶丙酮的质量比为1∶5∶1。在溶剂中加入丙酮可以增强溶剂的极性,加快胶料的溶解速度,更加有利于粘合。(3)外层胶和擦胶的配方和性能见表1。
PVC树脂管在芳香族溶剂中有一定的溶胀性,但溶胀性大小与其中所用的增塑剂类型有关。选用高相对分子质量的聚合型增塑剂时溶胀较小,因此选用了重庆塑料一厂生产的PVC树脂管,它在二甲苯中的体积变化率[(2±2)℃×(72±1)h]为24 8%。
3 生产工艺
本研制胶管的生产工艺流程如图1所示。要注意的是,在PVC树脂管涂刷胶浆前必须用乙酸乙酯或丙酮等极性溶剂清洗表面以清除其表面的油污、杂质,增强表面极性,保证粘合效果。PVC树脂管的粘合温度为150~220℃,受热会降解,放出氯化氢,并使其物理性能下降,因此硫化温度的控制十分重要。硫化温度应控制在150℃(蒸汽压力0 4MPa)以下,硫化时间45min为宜。
4 结语
采用此方法生产的排吸芳香族溶剂复合胶管已通过了样品试制、中试和批量生产。其生产工艺易于掌握,粘合效果很好,成本也比较合理。PVC树脂管的耐磨性优于一般橡胶胶管,而且摩擦因数也较小,因此还可考虑采用上述工艺生产喷沙胶管和排泥胶管。 |