帶壓封堵密封用皮碗的製備方法與流程
2023-09-20 00:40:55 1
本發明涉及一種帶壓封堵密封用皮碗的製備方法，屬於橡膠工業管道密封製品領域。
背景技術：
皮碗主要用於管道的封隔密封，使管道形成若干個分開的密封空間。但是現有皮碗耐磨性、拉伸強度、硬度等指標已經不能滿足工程上的實際需要，尤其是在長輸管道帶壓開孔封堵作業中。帶壓開動封堵作業一般是在已投產的油、氣管線上作業，施工風險高，不允許有任何閃失。皮碗作為關鍵部件，密封皮碗的性能、密封效果極大地影響著帶壓開孔封堵安全。因此，一種可以多次重複利用、有較高耐磨性、有較高強度的皮碗成為了現在技術研發的重點。
技術實現要素：
本發明就是針對現有技術問題和工程實際的需要，提供一種高耐磨、高強度、高密封性的帶壓封堵密封用皮碗的製備方法。本發明提供的技術方案是：帶壓封堵密封用皮碗的製備方法，包括以下步驟：(1)準備基礎層、增強層和密封層原料，基礎層原料按下列重量份數準備：丁腈橡膠100份、補強劑80～100份、增塑劑5～10份、防老劑2～3份、交聯劑3～5份、偶聯劑0.5～1份，增強層原料為：經掛膠處理的錦綸帘子布，密封層原料按下列重量份數準備：丁腈橡膠100份、補強劑40～50份、增塑劑5～10份、防老劑2～3份、交聯劑3～5份、偶聯劑0.5～1份、芳綸漿粕10～15份；(2)製備基礎層：將偶聯劑均勻混入補強劑中，然後與丁腈橡膠、增塑劑、防老劑、交聯劑混合；(3)製備密封層：將偶聯劑均勻混入補強劑中，然後與丁腈橡膠、增塑劑、防老劑、交聯劑、芳綸漿粕混合；(4)將基礎層、增強層依次放入模具中，然後將密封層注入模具中，模具溫度為100℃；(5)進行硫化處理，硫化溫度保持在150℃，加壓10Mpa，硫化時間1～1.5小時，最後出模。具體的，在步驟(2)中將防老劑、丁腈橡膠先與重量1/3的混有偶聯劑的補強劑混合，然後再將增塑劑和剩餘重量的混有偶聯劑的補強劑混入，最後混入交聯劑。具體的，在步驟(3)中將防老劑、丁腈橡膠、芳綸漿粕先與重量1/3的混有偶聯劑的補強劑混合，然後再將增塑劑和剩餘重量的混有偶聯劑的補強劑混入，最後混入交聯劑。具體的，在將密封層注入模具前，對密封層進行1小時80℃的保溫。具體的，基礎層和密封層原料中補強劑選用粒徑為30～50納米的二氧化矽。具體的，基礎層和密封層原料中增塑劑選用鄰苯二甲酸二丁酯。具體的，基礎層和密封層原料中防老劑選用2-巰基苯並咪唑或防老劑4010。具體的，基礎層和密封層原料中偶聯劑選用KH550或KH570。本發明所述皮碗由基礎層、增強層和密封層構成。基礎層採用高硬度丁腈橡膠複合材料，起到支撐作用；增強層由錦綸帘子布構成，主要作用是增加整體抗拉強度；密封層採用高耐磨的丁腈橡膠複合材料，起到密封作用。採用原為改性分散技術，對精細納米二氧化矽粒子進行偶聯改性，並均勻填充到丁腈橡膠中，獲得了高硬度、高強度的丁腈橡膠複合材料。選用掛膠的錦綸帘子布，使錦綸帘子布容易與橡膠硫化粘合，充分利用錦綸帘子布強度高、耐衝擊、耐疲勞性能好的優點，保證所述皮碗在使用中不破壞。採用耐高溫的芳綸漿粕對彈性體丁腈橡膠進行補強的技術。芳綸漿粕表面的微纖結構使得芳綸漿粕表面積很大，因此與橡膠的潛在接觸面較多，從而可能由於「機械」嚙合作用而與橡膠具有很強的表面結合力。採用本發明技術獲得的密封層丁腈橡膠複合材料，其常溫下的拉伸強度達到35Mpa，扯斷伸長率達到320％，邵氏硬度達到75～80。160℃下的拉伸強度和撕裂強度分別為13.6MPa和32.8KN/M。這樣就充分保證了所述皮碗的密封性能。由於採用級補強劑，同時採用芳綸漿粕進行增強，必然造成膠料的加工流動性能變差，因此本發明在將密封層注入模具前，對密封層進行1小時80℃的保溫熱處理。這樣使得密封層變軟，加工粘度下降，以保證膠料注壓過程的順利進行。該熱處理既保證了焦燒安全期，又不會在熱處理時發生早期交聯現象。注壓模具溫度保持在100℃，既利於注壓過程的進行，又避免注壓生熱造成的焦燒。硫化過程中，採用高壓保壓，保證了所述皮碗的緻密性，進一步避免了熔接痕的形成。硫化採用了長時間硫化，在皮碗較厚的情況下，保證了硫化程度和硫化均勻性。附圖說明圖1是帶壓封堵密封用皮碗的結構示意圖。具體實施方式實施例1帶壓封堵密封用皮碗的製備方法，包括以下步驟：(1)準備基礎層、增強層和密封層原料，基礎層原料按下列重量份數準備：丁腈橡膠100份、粒徑為30～50納米的二氧化矽80份、鄰苯二甲酸二丁酯6份、2-巰基苯並咪唑2.3份、交聯劑3.4份、0.7份的偶聯劑KH570，增強層原料為：經掛膠處理的錦綸帘子布，密封層按下列重量份數準備：丁腈橡膠100份、粒徑為30～50納米的二氧化矽43份、鄰苯二甲酸二丁酯6份、2-巰基苯並咪唑2.4份、交聯劑3.7份、0.6份的偶聯劑KH570、芳綸漿粕12份；(2)製備基礎層：將偶聯劑KH570均勻混入粒徑為30～50納米的二氧化矽中，之後將2-巰基苯並咪唑、丁腈橡膠先與重量1/3的混有偶聯劑KH570的粒徑為30～50納米的二氧化矽混合，然後再將鄰苯二甲酸二丁酯和剩餘重量的混有偶聯劑KH570的粒徑為30～50納米的二氧化矽混入，最後混入交聯劑；(3)製備密封層：將偶聯劑KH570均勻混入粒徑為30～50納米的二氧化矽中，之後將2-巰基苯並咪唑、丁腈橡膠、芳綸漿粕先與重量1/3的混有偶聯劑KH570的粒徑為30～50納米的二氧化矽混合，然後再將鄰苯二甲酸二丁酯和剩餘重量的混有偶聯劑KH570的粒徑為30～50納米的二氧化矽混入，最後混入交聯劑；(4)在將密封層注入模具前，對密封層進行1小時80℃的保溫，然後將基礎層、增強層放入模具中，之後將密封層注入模具中，模具溫度為100℃；(5)進行硫化處理，硫化溫度保持在150℃，加壓10Mpa，硫化時間1～1.5小時，最後出模。帶壓封堵密封用皮碗結構示意圖如圖1所示，包括基礎層1、增強層2和密封層3。實施例2帶壓封堵密封用皮碗的製備方法，包括以下步驟：(1)準備基礎層、增強層和密封層原料，基礎層原料按下列重量份數準備：丁腈橡膠100份、粒徑為30～50納米的二氧化矽85份、鄰苯二甲酸二丁酯7份、2.4份的防老劑4010、交聯劑3.4份、0.7份的偶聯劑KH550，增強層原料按下列重量份數準備：經掛膠處理的錦綸帘子布，密封層原料為：丁腈橡膠100份、粒徑為30～50納米的二氧化矽45份、鄰苯二甲酸二丁酯7份、2.4份的防老劑4010、交聯劑3.7份、0.6份的偶聯劑KH550、芳綸漿粕13份；(2)製備基礎層：將偶聯劑均勻混入粒徑為30～50納米的二氧化矽中，之後將防老劑4010、丁腈橡膠先與重量1/3的混有偶聯劑的粒徑為30～50納米的二氧化矽混合，然後再將鄰苯二甲酸二丁酯和剩餘重量的混有偶聯劑的粒徑為30～50納米的二氧化矽混入，最後混入交聯劑；(3)製備密封層：將偶聯劑均勻混入粒徑為30～50納米的二氧化矽中，之後將防老劑4010、丁腈橡膠、芳綸漿粕先與重量1/3的混有偶聯劑的粒徑為30～50納米的二氧化矽混合，然後再將增強劑和剩餘重量的混有偶聯劑的粒徑為30～50納米的二氧化矽混入，最後混入交聯劑；(4)在將密封層注入模具前，對密封層進行1小時80℃的保溫，然後將基礎層、增強層放入模具中，之後將密封層注入模具中，模具溫度為100℃；(5)進行硫化處理，硫化溫度保持在150℃，加壓10Mpa，硫化時間1～1.5小時，最後出模。最後應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。