一種防輻射三元氟橡膠非金屬補償器及其製備方法與流程
2023-12-12 23:29:17
本發明涉及非金屬補償器技術領域，尤其涉及一種防輻射三元氟橡膠非金屬補償器及其製備方法。
背景技術：
非金屬補償器也叫織物補償器、非金屬膨脹節或非金屬軟連接，具有多向補償、吸收位移量大、不反彈、外表溫度低、隔熱、減震、降低噪聲、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、質量小、成本低、安裝維修方便等優點。非金屬補償器作為一種撓性連接元件，廣泛用於礦山、冶金、電力、水泥、建材、核能、石油化工等行業的流體輸送管道和設備中。
近年來，我國非金屬補償器的材料、結構、生產工藝和應用領域都在不斷發展。現在非金屬補償器的適用介質已從最初的低溫段煙氣發展到高溫、高壓、高腐蝕氣體、液體和固體混合介質。我國大多數脫硫設備和鍋爐煙風系統使用的非金屬補償器普遍存在使用壽命短、滲漏嚴重、更換不便和維修費用高的問題。開發這一應用領域的新型非金屬補償器，提高非金屬補償器的性能，滿足日益發展的市場需求，已成為亟待解決的問題。
橡膠與玻璃纖維的粘結性差，雖然《三元氟橡膠非金屬補償器的研製》一文使用矽烷偶聯劑對玻璃纖維進行表面處理，但是在高溫、高壓、高腐蝕氣體、液體和固體混合介質中，矽烷偶聯劑容易分解，使得玻璃纖維與橡膠分離，降低了材料的強度，造成滲漏，使用壽命縮短，需要改進，還需要改進非金屬補償器的防輻射性能。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種防輻射三元氟橡膠非金屬補償器及其製備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種防輻射三元氟橡膠非金屬補償器，由下列重量份的原料製成：三元氟橡膠適量、無鹼膨體紗玻璃纖維織物100-110、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物50-55、丙酮200-220、苄基三乙基氯化銨2-2.5、5-5.5wt%氫氧化鉀水溶液80-85、30-31wt%雙氧水水溶液110-120、36-38wt%鹽酸水溶液適量、氧化鋅晶須3-3.5、納米鈦溶膠0.5-0.7、納米硫酸鋇3-4、納米四氧化三鐵2.3-2.6。
所述防輻射三元氟橡膠非金屬補償器的製備方法，包括以下步驟：
（1）將偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物與丙酮混合攪拌至溶解，加入苄基三乙基氯化銨、氧化鋅晶須，攪拌均勻，再加入5-5.5wt%氫氧化鉀水溶液攪拌均勻，再加入30-31wt%雙氧水水溶液攪拌均勻，再加入無鹼膨體紗玻璃纖維織物，震動攪拌反應4-5個小時，用36-38wt%鹽酸水溶液調節pH值為中性，取出無鹼膨體紗玻璃纖維織物，乾燥，放入自封袋，進行輻照，吸收劑量為78-82kGy，得到改性無鹼膨體紗玻璃纖維織物；
（2）將納米鈦溶膠、納米硫酸鋇、納米四氧化三鐵混合，研磨均勻，得到混合物料；
（3）將三元氟橡膠與混合物料混合，進行混煉，混煉溫度為110-120℃，進行開片，開煉機下片的條件為：輥溫40-50℃，膠片厚度為2-3mm；
（4）將膠片和玻璃纖維織物以三膠兩布的形式疊放，在平板硫化機上壓成帶狀坯料，裝入模具成型，再進行硫化，硫化壓力為2.5-3MPa，硫化時間為12-15min，即得。
所述防輻射三元氟橡膠非金屬補償器的製備方法，膠片和玻璃纖維織物寬度為495-505mm，三膠兩布的疊合厚度為6.2-6.7mm；壓製成坯用熱合平板的加熱溫度為110-130℃，壓力為1.5-1.6MPa，時間為3-4min；帶狀坯料寬度為495-505mm，厚度為（6.0±0.2）5.8-6.2mm。
本發明的優點是：本發明使用偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物在無鹼膨體紗玻璃纖維織物上進行聚合反應，提高了三元氟橡膠與玻璃纖維的粘結強度，氧化鋅晶須提高了橡膠的耐熱性和強度，進一步提高的粘結強度，防止滲漏；通過使用納米鈦溶膠對納米硫酸鋇、納米四氧化三鐵進行改性，提高了納米硫酸鋇、納米四氧化三鐵與橡膠的相容性，納米硫酸鋇、納米四氧化三鐵能夠吸收有害射線，防輻射，減緩老化，提高耐酸鹼性和硬度。
具體實施方式
一種防輻射三元氟橡膠非金屬補償器，由下列重量份（公斤）的原料製成：三元氟橡膠適量、無鹼膨體紗玻璃纖維織物100、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物50、丙酮200、苄基三乙基氯化銨2、5wt%氫氧化鉀水溶液80、30wt%雙氧水水溶液110、36wt%鹽酸水溶液適量、氧化鋅晶須3、納米鈦溶膠0.5、納米硫酸鋇3、納米四氧化三鐵2.3。
所述防輻射三元氟橡膠非金屬補償器的製備方法，包括以下步驟：
（1）將偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物與丙酮混合攪拌至溶解，加入苄基三乙基氯化銨、氧化鋅晶須，攪拌均勻，再加入5wt%氫氧化鉀水溶液攪拌均勻，再加入30wt%雙氧水水溶液攪拌均勻，再加入無鹼膨體紗玻璃纖維織物，震動攪拌反應4個小時，用36wt%鹽酸水溶液調節pH值為中性，取出無鹼膨體紗玻璃纖維織物，乾燥，放入自封袋，進行輻照，吸收劑量為78kGy，得到改性無鹼膨體紗玻璃纖維織物；
（2）將納米鈦溶膠、納米硫酸鋇、納米四氧化三鐵混合，研磨均勻，得到混合物料；
（3）將三元氟橡膠與混合物料混合，進行混煉，混煉溫度為110℃，進行開片，開煉機下片的條件為：輥溫40℃，膠片厚度為2mm；
（4）將膠片和玻璃纖維織物以三膠兩布的形式疊放，在平板硫化機上壓成帶狀坯料，裝入模具成型，再進行硫化，硫化壓力為2.5MPa，硫化時間為12min，即得。
所述防輻射三元氟橡膠非金屬補償器的製備方法，膠片和玻璃纖維織物寬度為495mm，三膠兩布的疊合厚度為6.2mm；壓製成坯用熱合平板的加熱溫度為110℃，壓力為1.5MPa，時間為3min；帶狀坯料寬度為495mm，厚度為（6.0±0.2）5.8mm。
實驗數據：
該實施例的非金屬補償器的邵爾A型硬度為度83度，拉伸強度15MPa，撕裂強度為32kN/m，拉斷永久變形368%，甲苯浸泡（23 ℃×70 h）後膨脹率為21%，密度1.88g/cm3，260 ℃×70 h熱空氣老化後邵爾A型硬度變化7度，拉伸強度下降率19%，拉斷伸長率下降率20%。