膠管配方設(shè)計

    一、膠管各層的功用

    1．內(nèi)膠層

    輸送介質(zhì)的第一工作面，也是使用條件最苛刻的部位，要求如下。 ① 對輸送介質(zhì)有足夠的適應(yīng)性。具有抗?jié)B透、耐溶脹、耐腐蝕、耐磨損的特點(diǎn)，食品膠管要無毒、無味，高壓膠管要求一定壓力下不泄露，輸送泥漿要耐磨損等。 ② 具有一建彈性、柔軟性、耐老化性。 ③ 氣密性強(qiáng)。 ④ 與其它部件硫化速度匹配，即與外膠相接近，但要慢于布層膠。 ⑤ 適于工藝加工性的要求，如半成品有足夠挺性，收縮性小，壓出、壓延表面光滑，易于成型。

    2．外膠層

    膠管的第二工作面，暴露于空氣中起著保護(hù)內(nèi)層結(jié)構(gòu)不受損傷的作用，具體

要求如下。 ① 具有優(yōu)越的耐光、天候老化、機(jī)械老化。 ② 抗撕裂、耐磨損，符合環(huán)境條件的要求。 ③ 硫速平穩(wěn)，平坦性良好。 ④ 壓出、壓延表面光滑。

     3．中間膠

     多層骨架膠管會造成內(nèi)、外膠層與骨架層脫層現(xiàn)象，中間膠是起到填充、粘合骨架與膠層的作用，使膠管成為一體，它也是內(nèi)膠層的保護(hù)層。具體要求如下。 ① 良好的粘合性能。 ② 良好的彈性、柔軟性、耐曲撓性。 ③ 硫化速度應(yīng)與各層匹配。要求硫化的滲透性強(qiáng)、初硫點(diǎn)慢，但正硫點(diǎn)應(yīng)要稍快于內(nèi)、外膠層。

     二、通用膠管的配方設(shè)計

     通用膠管如普通風(fēng)壓管、水管、氧氣管、噴霧管等。配方的主要特點(diǎn)如下。

     1．膠種的選擇

     選用天然橡膠、丁苯橡膠為主體，外膠層也可摻用氯丁橡膠。為降低成本、改

善工藝性能，外膠層可適當(dāng)摻用再生膠。

     2．含膠率的確定

     內(nèi)膠層含膠率在40~50%左右;外膠層在30~35%左有;中間膠在35%左右;膠漿膠

在40~45%

左右。

     3．硫化體系選擇

     一般是采用常規(guī)硫化體系。內(nèi)膠層硫黃用量2~2·5份，以噻唑類促進(jìn)劑為主體的硫化促進(jìn)劑。中間膠及帆布擦膠硫化速度稍快，硫黃用量2份左有，促進(jìn)劑可用噻唑類與秋蘭姆類并用。外膠層硫化體系要根據(jù)膠種確定，如是天然橡膠基本同上;如是氯丁橡膠應(yīng)以金屬氧化物硫化。

    4．補(bǔ)強(qiáng)體系選擇

    內(nèi)、外膠層以高耐磨為主體，而擦膠、中間膠以通用型或半補(bǔ)強(qiáng)炭黑為主。

    5．增塑、軟化體系選擇

    常以松焦油、機(jī)油、重油為主體，可適當(dāng)摻用三線油、六線油。如采用丁腈橡膠、氯丁橡膠必須使用合成樹脂類，如鄰苯二甲酸二丁酯等。中間膠、擦膠、膠漿膠應(yīng)適當(dāng)多加粘合型軟化劑，古馬龍、松香及RF、RH直接粘合系。

    三、特種膠管的配方設(shè)計

    1.耐油膠管：

(1)膠種的選擇  

對耐油膠管選用橡膠的原則，應(yīng)是與輸送油類的溶解度參數(shù)差距愈大愈好。通常情況下，多以丁腈橡膠為主，或與適量的氯丁橡膠并用，也采用與其他高分子聚合物并用，以獲得較好的耐油性能。氯醚橡膠是一種具有良好的耐老化耐油類耐溶劑的膠種，因此可用來制造要求更高的耐油膠管。

(2)硫化體系：

對采用丁腈橡膠配合的耐油膠管膠料，其硫化體系通常以低硫配合效果較好；在丁腈橡膠與氯丁橡膠并用的配方中，若氯丁的使用比例大于大于丁腈時，應(yīng)根據(jù)氯丁橡膠的硫化系統(tǒng)配合為好。氯醚橡膠適用的硫化劑和活化劑有乙烯基硫脲（NA-22）,二硫化嗎啡啉，紅鉛，二乙基二硫代氨基甲酸鋅（ZDC）等多種。

 (3)補(bǔ)強(qiáng)及填充劑：

通常選用高耐磨爐黑，或與半補(bǔ)爐黑并用，用量一30－50份為宜。外層膠配方中以半補(bǔ)爐黑為主，用量也適當(dāng)減少。一般情況下，當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)劑的補(bǔ)強(qiáng)性能越大，其硫化膠抗溶脹性能愈優(yōu)，耐油性能也有提高。因此，在耐油膠管的膠料配方中，在不影響其性能的前提下，補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑的用量在一定范圍內(nèi)科適當(dāng)增加。

(4)軟化劑：

 在耐油膠管的膠料中，使用的軟化劑品種應(yīng)考慮不溶于被輸送介質(zhì)及無加速橡膠老化的作用。在滿足工藝要求的情況下，其用量盡可能的減少。
在丁腈及氯丁橡膠的配合中，通常以酯類增塑劑的效果較好，對采用無芯法生產(chǎn)的膠管或定型性要求較高的膠料，可選用適量的固體軟化劑。

2.耐酸堿膠管

(1)膠種的選擇 

 可采用丁苯橡膠，氯丁橡膠，可與適量的適量的天然橡膠并用可改善壓延，壓出及成型工藝性能。對輸送腐蝕性較強(qiáng)的耐濃酸堿膠管，可選用丁基橡膠或氯磺化聚乙烯等特種橡膠配合。丁基橡膠除了能夠耐較強(qiáng)的無機(jī)酸之外，對一般的有機(jī)酸也有較好的抗耐作用。氯磺化聚乙烯對很多化學(xué)藥劑具有很好的抵抗能力，其中包括鹽酸 、硝酸 、硫酸等強(qiáng)酸和氫氧鈉 、氫氧化鉀等強(qiáng)堿液。

(2)硫化體系：

 對于丁苯橡膠，天然橡膠 等通用橡膠配合的膠料，一般可選用低硫（磺）配合為宜，促進(jìn)劑以噻唑類或次磺酰胺類效果較好。氯磺化聚乙烯選用金屬氧化物 有機(jī)酸和其他促進(jìn)劑為硫化體系。常用的促進(jìn)劑有M,DM,以及乙烯基硫脲和二硫代氨基甲酸鹽等。后者是金屬氧化物交聯(lián)系統(tǒng)不可缺少的促進(jìn)劑。配有氧化鎂的硫化膠，耐水性較差（尤其是在高溫下），因此不可適用于用于耐稀酸堿的溶液的膠料中。但對70％的硝酸，以及發(fā)煙硝酸和發(fā)煙硫酸等，含有氧化鎂的比氧化鉛膠料的抗耐性更好。

3)補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑：

常用的補(bǔ)強(qiáng)劑以半補(bǔ)強(qiáng)爐黑或者高耐磨爐黑；填充劑的使用應(yīng)注意選擇一些在使用條件下能保持惰性的品種，如硫酸鋇，陶土粉，滑石粉等，在保證所需物理性能的前提下，適當(dāng)增加填充劑的用量也可提高耐酸堿的性能。4)軟化劑： 酯類軟化劑應(yīng)該盡量少用或不用。選擇在酸或堿液中不被水解和抽出，或在在硫化過程中自身進(jìn)行交聯(lián)的較為理想。

3.液壓膠管

這類膠管主要指鋼絲編織或鋼絲纏繞結(jié)構(gòu)的高壓膠管，由于其使用的條件比較苛刻，對內(nèi)膠層的膠料，除了具有耐相應(yīng)的液壓介質(zhì)外，還應(yīng)具有較高的定伸應(yīng)力和硬度，以及較低的壓縮應(yīng)力松弛和永久變形等性能。

(1)膠種選擇：

內(nèi)層膠大量使用的還是以丁腈橡膠為主，或與某些高性能的合成樹脂并用；對一些輸送特殊介質(zhì)（如；磷酸酯液壓油，高溫蒸汽等）的高壓膠管，其內(nèi)層膠可選用乙丙橡膠，丁基橡膠或其他特種橡膠。

(2)硫化體系： 

可根據(jù)選用的膠種而定，若以丁腈橡膠配合時，其配方設(shè)計可類似于耐油膠管，通常也可采用硫磺和促進(jìn)劑體系。若配用適量的氧化鎂可獲得較好的耐熱性能和抗壓縮性能。

(3)補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑：

 一般情況下，可配用高耐磨爐黑，通用爐黑或者兩者并用，若配用大量的噴霧碳黑，可獲得更為滿意的綜合機(jī)械性能和壓出性能。壓出的管坯表面光澤性好，可提高膠料的密實(shí)性和定型性。

(4)軟化劑： 

與耐油膠管基本類似，但軟化劑的用量不宜太多。在丁腈橡膠和氯丁橡膠的的配合中，增塑劑的品種以酯類效果好，其中以脂肪二元酸酯類（如癸二酸二辛酯等）的增塑效果及低溫性比苯二甲酸酯類（如鄰苯二甲酸二丁酯等）更好。在中膠配方中，也有采用防老劑BLE或間甲白體系，以提高膠層與鋼絲骨架的結(jié)合強(qiáng)度。

4.耐熱膠管

1)種的選擇  

輸送溫度在150度蒸汽或過熱水的膠管，選擇丁苯  或氯丁橡膠，若與適量的天然橡膠并用，可改善膠料的壓延壓出工藝性能，適當(dāng)用一些再生膠，有利于提高產(chǎn)品的使用性能。乙丙橡膠和丁基橡膠為最佳的選擇，乙丙橡膠在150度以上的工作條件下仍具有優(yōu)異的耐熱性能?？刹捎枚”较鹉z，氯丁橡膠，可與適量的適量的天然橡膠并用可改善壓延，壓出及成型工藝性能。

2)硫化體系：

對于丁苯橡膠，天然橡膠等，一般以無硫（磺）或低硫配合為宜；若采用過氧化物交聯(lián)時，可獲得若穩(wěn)定性更好的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。若用樹脂硫化的丁基橡膠其耐熱性更優(yōu)異，但硫化時間較長，且樹脂需用量較大。經(jīng)過鹵化的丁基橡膠，用過氧化物活化體系硫化可獲得很好的耐熱性能。

3)補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑：

常用半補(bǔ)強(qiáng)爐黑或者高耐磨爐黑為宜，也可采用中粒子熱裂法碳黑或快壓出爐黑。若采用吸水性較小的淺色無機(jī)填充劑，其耐熱性能可優(yōu)于碳黑。

4)軟化劑：

 一般用石油系高沸點(diǎn)操作油和聚酯類增塑劑較為理想。

5．耐磨膠管

1)膠種的選擇：

 一般順丁橡膠，天然橡膠，丁苯橡膠及異戊橡膠都可選用。其中并用比單用效果好。若以順丁橡膠或丁苯橡膠并用時，雖然能得到良好的耐磨性能，但工藝性能比較差，而順丁橡膠（或丁苯橡膠）與天然橡膠并用時，可獲得滿意的綜合效果。聚氨酯橡膠也是也是一種耐磨性優(yōu)異的膠種，對于要求更高的耐磨膠管可以選用。

2)硫化體系：

一般可以采用硫磺，促進(jìn)劑配合，若以順丁橡膠和天然橡膠的配比為70:30時，硫磺的用量以1.2:1.4份較為適宜，促進(jìn)劑以噻唑類（促進(jìn)劑M，DM）或次磺酰胺（促進(jìn)劑CZ,NOBS）效果較好。聚氨酯橡膠硫化體系可以選用過氧化物及二異氰酸酯配合。

3)補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑：

 用細(xì)粒子高結(jié)構(gòu)的耐磨爐黑效果較好，特別是在順丁橡膠用量大的情況下，使用可提高定伸應(yīng)力和耐磨性，而且壓出效果也比較好，表面光滑而且管坯外形穩(wěn)定性也較好。

6.耐寒膠管

（1）膠管選擇：

 一般配以玻璃化溫度低和結(jié)晶性傾向小的膠鐘為宜。如天然橡膠，順丁橡膠，丁基橡膠，硅橡膠；對于兼有一定耐油性的耐寒膠管，可選用丙烯腈含量較低的丁腈橡膠，也可將天然橡膠（或順丁橡膠）與少量的氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。

（2）硫化體系：

一般可以采用硫磺，促進(jìn)劑配合，而不采用無硫（磺）或過氧化物交聯(lián)。此外對于這類膠料的硫化程度，宜高不宜低。

（3）補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑：

炭黑以軟質(zhì)半補(bǔ)強(qiáng)爐黑或噴霧炭黑為宜；填充劑可適量選用淺色細(xì)粒子填料（如活性碳酸鈣）用量不宜多。

（4）軟化劑：

 用相溶性好，揮發(fā)性小，凝固點(diǎn)低低于橡膠玻璃化溫度的軟化劑，在丁腈橡膠或氯丁橡膠配合中，以酯類增塑劑（鄰苯二甲酸二丁酯及癸二酸二辛酯）的低溫效果較好。

7.電絕緣膠管

（1）膠管選擇：

選非極性橡膠，例如天然橡膠，丁基橡膠，乙丙橡膠，硅橡膠都可用。選用的橡膠應(yīng)注意潔凈，防止混入禁書雜質(zhì)。在膠料的配合中含膠率應(yīng)適當(dāng)提高。

（2）硫化體系：

以低硫（磺）配合為宜，其中促進(jìn)劑以噻唑類（如M,DM）的絕緣效果較好。

（3）補(bǔ)強(qiáng)劑及填充劑：

在黑色膠管中，以選用低結(jié)構(gòu)的炭黑為宜，用量不宜過多；填充劑配用陶土粉，滑石粉，云母粉以及碳酸鈣等，都有較好的耐電性能。 若不使用炭黑，選用上速無機(jī)填料制成的淺色膠管，可獲得更為理想的電絕緣效果。

8.導(dǎo)電膠管

與電絕緣膠管相反，膠料選用極性較大的膠鐘，（丁腈橡膠，氯丁橡膠）效果較好，填充劑以乙炔炭黑或?qū)Ｓ玫?a href='http://hongkongfc.cn/product/561.html' target='_blank' class='key_tag'>導(dǎo)電炭黑，并配入適量的金屬氧化物（如氧化鎂，氧化鋅等）均可獲得較好的導(dǎo)電性能。