《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》是漯河市億博橡膠科技有限公司於2013年4月12日申請的專利，該專利公布號為CN104100783A，公布日為2014年10月15日，發明人是李彥紅、王永昌。
《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以下原料製備而成：丁腈橡膠，高苯乙烯橡膠，溶聚丁苯橡膠；硫磺S，硫化劑DTDM，硫化促進劑CZ，促進劑D，納米氧化鋅，硬脂酸，防焦劑CTP，流動排氣劑SC617；綜合防老劑4020，防老劑BLE，微晶蠟，炭黑，納米二氧化矽，粘合劑RC和粘合劑RC-23，增粘樹脂SP1068，癸二酸二辛酯，聚烯烴；中膠層和外膠層的材料均不同。膠管能承受高達50-300兆帕的壓力超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，是滿足工程機械和是石油鑽探所需要的超高壓液壓膠管。
2018年8月，《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》獲得第一屆河南省專利獎三等獎。
基本介紹
- 中文名：一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管
- 公布號：CN104100783A
- 公布日：2014年10月15日
- 申請號：2013101268094
- 申請日：2013年4月12日
- 申請人：漯河市億博橡膠科技有限公司
- 地址：河南省漯河市東城產業集聚區陽山路11號
- 發明人：李彥紅、王永昌
- 專利代理機構：鄭州中原專利事務所有限公司
- 代理人：張春、王曉麗
- 分類號：F16L11/08(2006.01)I、C08L9/02(2006.01)I、C08L25/06(2006.01)I、C08L9/06(2006.01)I、C08K13/02(2006.01)I等
- 類別：發明抓了你
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在石油鑽探所需要的液壓膠管，其需要很高的壓力，而且膠管內膠層與石油還不能相溶。2013年4月之前鑽探石油所用的鋼絲纏繞膠管，其耐高壓能力差，壽命短。中國鋼絲纏繞液壓橡膠軟管的耐壓強度普遍偏低，在些單位也開發了超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，但是由於對軟管用內、中、外膠料性能、增強鋼絲性能等，沒有進行認真的研究、細緻的分析，並制定出相應的技術指標，同時也沒有對軟管生產各流程的工敢參數進行嚴格規範，導致超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管的工作壓力根本達不到超高壓的水平。
發明內容
專利目的
該發明的目的就在於克服上述不足提供一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，該軟膠管能承受高達50-300兆帕的壓力，能滿足工程機械和石油鑽探所需要的超高壓條件。
技術方案
《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以重量份的原料製備而成：丁腈橡膠85-95份，高苯乙烯橡膠3-7份，溶聚丁苯橡膠3-7份；硫磺S0.5-1.5份，硫化劑DTDM1.5-2.5份，硫化促進劑CZ0.5-1.5份，促進劑D0.5-1.5份，納米氧化鋅2.5-3.5份，硬脂酸0.5-1.5份，防焦劑CTP0.3-0.7份，流動排氣劑SC617：1-2份；綜合防老劑40201.5-2.5份，防老劑BLE2.5-3.5份，微晶蠟0.3-0.7份，炭黑90-100份，納米二氧化矽2-4份，粘合劑RC5-9份和粘合劑RC-23：0.5-1.5份，增粘樹脂SP1068：3.5-4.5份，癸二酸二辛酯4-6份，聚烯烴4-6份；
中膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：丁腈橡膠55-65份，丁苯橡膠35-45份，氧化鋅4-6份，硬脂酸0.5-1.5份，防老劑BLE2.5-3.5份，古馬龍樹脂4.5-5.5份，白炭黑13-17份，炭黑45-50份，輕鈣35-45份，葵二酸二丁酯15-25份，鐵紅8-12份，偶聯劑矽69：1.5-2.5份，抗疲勞劑pl600：4.5-5.5份，硫磺S1.5-2.5份，硫化促進劑CZ0.5-1.0份,粘合劑RC8-12份；
外膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：橡塑合金NV7030：55-65份，丁苯橡膠35-45份，氧化鎂5-7份，氧化鋅3-5份，硬脂酸0.6-1.2份，防老劑BLE：2.5-3.5份，古馬龍樹脂7-9份，炭黑N66065-75份，白炭黑8-12份，納米矽酸鹽45-55份，葵二酸二丁酯18-22份，硫磺S1.5-2.5份，硫化促進劑CZ：1.2-1.8份，防焦劑CTP：0.2-0.5份，防老劑4010NA1.8-2.2份，微晶蠟1.8-2.2份，抗臭氧劑CTU1.8-2.2份。
上述超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，內膠管的內膠由以重量份的原料製備而成：丁腈橡膠90份，高苯乙烯橡膠5份，溶聚丁苯橡膠5份；硫磺S1份，硫化劑DTDM2份，硫化促進劑CZ1份，促進劑D1份，納米氧化鋅3份，硬脂酸1份，防焦劑CTP0.5份，流動排氣劑SC617：1.5份；綜合防老劑4020：2份，防老劑BLE3份，微晶蠟0.5份，炭黑95份，納米二氧化矽3份，粘合劑RC7份和粘合劑RC-23：1份，增粘樹脂SP1068：4份，癸二酸二辛酯5份，聚烯烴5份；
中膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：丁腈橡膠60份，丁苯橡膠40份，氧化鋅5份，硬脂酸1.0份，防老劑BLE3份，古馬龍樹脂5份，白炭黑15份，炭黑50份，輕鈣40份，葵二酸二丁酯20份，鐵紅10份，偶聯劑矽69：2份，抗疲勞劑pl600：5份，硫磺S2份，硫化促進劑CZ0.8份,粘合劑RC10份；
外膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：橡塑合金NV7030：60份，丁苯橡膠40份，氧化鎂6份，氧化鋅4份，硬脂酸1.0份，防老劑BLE3份，古馬龍樹脂8份，炭黑N66070份，白炭黑10份，納米矽酸鹽50份，葵二酸二丁酯20份，硫磺S2份，硫化促進劑CZ1.5份，防焦劑CTP0.3份，防老劑4010NA2份，微晶蠟2份，抗臭氧劑CTU2份。
改善效果
《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》有以下優點：膠管能承受高達50-300兆帕的壓力超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，是滿足工程機械和是石油鑽探所需要的超高壓液壓膠管。內膠管用丁腈和溶聚丁苯及高丙乙烯並用，再其中添加納米級的材料，提高了內膠管的抗壓能力和提高膠管的脈衝壽命，由於中膠層在橡膠中增加抗疲勞劑，提高膠管的脈衝壽命，而且無機與有機粘和體系並用，提高鋼絲的粘接強度。外膠層採用橡塑合金與丁苯膠並用於鋼絲層外膠，利用物理與化學防老劑並用，納米級填料矽酸鹽，使得外膠層抗疲勞性。
權利要求
1.《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，其特徵在於：內膠管的內膠由以重量份的原料製備而成：丁腈橡膠85-95份，高苯乙烯橡膠3-7份，溶聚丁苯橡膠3-7份；硫磺S0.5-1.5份，硫化劑DTDM1.5-2.5份，硫化促進劑CZ0.5-1.5份，促進劑D0.5-1.5份，納米氧化鋅2.5-3.5份，硬脂酸0.5-1.5份，防焦劑CTP0.3-0.7份，流動排氣劑SC617：1-2份；綜合防老劑40201.5-2.5份，防老劑BLE2.5-3.5份，微晶蠟0.3-0.7份，炭黑90-100份，納米二氧化矽2-4份，粘合劑RC5-9份和粘合劑RC-23：0.5-1.5份，增粘樹脂SP1068：3.5-4.5份，癸二酸二辛酯4-6份，聚烯烴4-6份；中膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：丁腈橡膠55-65份，丁苯橡膠35-45份，氧化鋅4-6份，硬脂酸0.5-1.5份，防老劑BLE2.5-3.5份，古馬龍樹脂4.5-5.5份，白炭黑13-17份，炭黑45-50份，輕鈣35-45份，葵二酸二丁酯15-25份，鐵紅8-12份，偶聯劑矽69：1.5-2.5份，抗疲勞劑pl600：4.5-5.5份，硫磺S1.5-2.5份，硫化促進劑CZ0.5-1.0份,粘合劑RC8-12份；外膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：橡塑合金NV7030：55-65份，丁苯橡膠35-45份，氧化鎂5-7份，氧化鋅3-5份，硬脂酸0.6-1.2份，防老劑BLE：2.5-3.5份，古馬龍樹脂7-9份，炭黑N66065-75份，白炭黑8-12份，納米矽酸鹽45-55份，葵二酸二丁酯18-22份，硫磺S1.5-2.5份，硫化促進劑CZ：1.2-1.8份，防焦劑CTP：0.2-0.5份，防老劑4010NA1.8-2.2份，微晶蠟1.8-2.2份，抗臭氧劑CTU1.8-2.2份。
2.根據權利要求1所述的超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，其特徵在於：內膠管的內膠由以重量份的原料製備而成：丁腈橡膠90份，高苯乙烯橡膠5份，溶聚丁苯橡膠5份；硫磺S1份，硫化劑DTDM2份，硫化促進劑CZ1份，促進劑D1份，納米氧化鋅3份，硬脂酸1份，防焦劑CTP0.5份，流動排氣劑SC617：1.5份；綜合防老劑4020：2份，防老劑BLE3份，微晶蠟0.5份，炭黑95份，納米二氧化矽3份，粘合劑RC7份和粘合劑RC-23：1份，增粘樹脂SP1068：4份，癸二酸二辛酯5份，聚烯烴5份；中膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：丁腈橡膠60份，丁苯橡膠40份，氧化鋅5份，硬脂酸1.0份，防老劑BLE3份，古馬龍樹脂5份，白炭黑15份，炭黑50份，輕鈣40份，葵二酸二丁酯20份，鐵紅10份，偶聯劑矽69：2份，抗疲勞劑pl600：5份，硫磺S2份，硫化促進劑CZ0.8份,粘合劑RC10份；外膠層的材料由以下重量份的原料製備而成：橡塑合金NV7030：60份，丁苯橡膠40份，氧化鎂6份，氧化鋅4份，硬脂酸1.0份，防老劑BLE3份，古馬龍樹脂8份，炭黑N66070份，白炭黑10份，納米矽酸鹽50份，葵二酸二丁酯20份，硫磺S2份，硫化促進劑CZ1.5份，防焦劑CTP0.3份，防老劑4010NA2份，微晶蠟2份，抗臭氧劑CTU2份。
實施方式
- 實施例1
《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以原料製備而成：丁腈橡膠85千克，高苯乙烯橡膠3千克，溶聚丁苯橡膠3千克；硫磺S0.5千克，硫化劑DTDM1.5千克，硫化促進劑CZ0.5千克，促進劑D0.5千克，納米氧化鋅2.5千克，硬脂酸0.5千克，防焦劑CTP0.3千克份，流動排氣劑SC617：1千克；綜合防老劑40201.5千克，防老劑BLE2.5千克，微晶蠟0.3千克，炭黑90千克，納米二氧化矽2千克，粘合劑RC5千克和粘合劑RC-23：0.5千克，增粘樹脂SP1068：3.5千克，癸二酸二辛酯4千克，聚烯烴4千克；
中膠層的材料由以下原料製備而成：丁腈橡膠55千克，丁苯橡膠35千克，氧化鋅4千克，硬脂酸0.5千克，防老劑BLE2.5千克，古馬龍樹脂4.5千克，白炭黑13千克，炭黑45千克，輕鈣35千克，葵二酸二丁酯15千克，鐵紅8千克，偶聯劑矽69：1.5千克，抗疲勞劑pl600：4.5千克，硫磺S1.5千克，硫化促進劑CZ0.5千克,粘合劑RC8千克；
外膠層的材料由以下原料製備而成：橡塑合金NV7030：55千克，丁苯橡膠35千克，氧化鎂5千克，氧化鋅3千克，硬脂酸0.6千克，防老劑BLE：2.5千克份，古馬龍樹脂7千克，炭黑N66065千克，白炭黑8千克，納米矽酸鹽45千克，葵二酸二丁酯18千克，硫磺S1.5千克，硫化促進劑CZ：1.2千克，防焦劑CTP：0.2千克，防老劑4010NA1.8千克，微晶蠟1.8千克，抗臭氧劑CTU1.8千克。
- 實施例2
一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以原料製備而成：丁腈橡膠86千克，高苯乙烯橡膠3.5千克，溶聚丁苯橡膠3.5千克；硫磺S0.8千克，硫化劑DTDM1.6千克，硫化促進劑CZ0.6千克，促進劑D0.6千克，納米氧化鋅2.6千克，硬脂酸0.6千克，防焦劑CTP0.4千克，流動排氣劑SC617：1.2千克；綜合防老劑40201.6千克，防老劑BLE2.6千克，微晶蠟0.4千克，炭黑92千克，納米二氧化矽2.5千克，粘合劑RC6千克和粘合劑RC-23：0.6千克，增粘樹脂SP1068：3.6千克，癸二酸二辛酯4.5千克，聚烯烴4.5千克；
中膠層的材料由以下原料製備而成：丁腈橡膠56千克，丁苯橡膠3.7千克，氧化鋅4-6千克，硬脂酸0.7千克，防老劑BLE2.7千克，古馬龍樹脂4.7千克，白炭黑15千克，炭黑48千克，輕鈣37千克，葵二酸二丁酯17千克，鐵紅9千克，偶聯劑矽69：1.6千克，抗疲勞劑pl600：4.6千克，硫磺S1.6千克，硫化促進劑CZ0.6千克,粘合劑RC9千克；
外膠層的材料由以下原料製備而成：橡塑合金NV7030：57千克，丁苯橡膠37千克，氧化鎂5.5千克，氧化鋅3.5千克，硬脂酸0.7千克，防老劑BLE：2.7千克，古馬龍樹脂7.5千克，炭黑N66068千克，白炭黑9千克，納米矽酸鹽47千克，葵二酸二丁酯19千克，硫磺S1.7千克，硫化促進劑CZ：1.3千克，防焦劑CTP：0.3千克，防老劑4010NA1.9千克，微晶蠟1.9千克，抗臭氧劑CTU1.9千克。
- 實施例3
一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以原料製備而成：丁腈橡膠90千克，高苯乙烯橡膠5千克，溶聚丁苯橡膠5千克；硫磺S1千克，硫化劑DTDM2千克，硫化促進劑CZ1千克，促進劑D1千克，納米氧化鋅3千克，硬脂酸1千克，防焦劑CTP0.5千克，流動排氣劑SC617：1.5千克；綜合防老劑4020：2千克，防老劑BLE3千克，微晶蠟0.5千克，炭黑95千克，納米二氧化矽3千克，粘合劑RC7千克和粘合劑RC-23：1千克，增粘樹脂SP1068：4千克，癸二酸二辛酯5千克，聚烯烴5千克；
中膠層的材料由以下原料製備而成：丁腈橡膠60千克，丁苯橡膠40千克，氧化鋅5千克，硬脂酸1.0千克，防老劑BLE3千克，古馬龍樹脂5千克，白炭黑15千克，炭黑50千克，輕鈣40千克，葵二酸二丁酯20千克，鐵紅10千克，偶聯劑矽69：2千克，抗疲勞劑pl600：5千克，硫磺S2千克，硫化促進劑CZ0.8千克,粘合劑RC10千克；
外膠層的材料由以下原料製備而成：橡塑合金NV7030：60千克，丁苯橡膠40千克，氧化鎂6千克，氧化鋅4千克，硬脂酸1.0千克，防老劑BLE3千克，古馬龍樹脂8千克，炭黑N66070千克，白炭黑10千克，納米矽酸鹽50千克，葵二酸二丁酯20千克，硫磺S2千克，硫化促進劑CZ1.5千克，防焦劑CTP0.3千克，防老劑4010NA2千克，微晶蠟2千克，抗臭氧劑CTU2千克。
- 實施例4
一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以原料製備而成：丁腈橡膠85-95千克，高苯乙烯橡膠3-7千克，溶聚丁苯橡膠3-7千克；硫磺S1.3千克，硫化劑DTDM2.3千克，硫化促進劑CZ1.3千克，促進劑D0.5-1.5千克，納米氧化鋅3.0千克，硬脂酸1.3千克，防焦劑CTP0.6千克，流動排氣劑SC617：1.8千克；綜合防老劑40202.3千克，防老劑BLE3.2千克，微晶蠟0.6千克，炭黑95千克，納米二氧化矽3.5千克，粘合劑RC8千克和粘合劑RC-23：1.3千克，增粘樹脂SP1068：4.2千克，癸二酸二辛酯5.5千克，聚烯烴5.5千克；
中膠層的材料由以下原料製備而成：丁腈橡膠63千克，丁苯橡膠43千克，氧化鋅5.5千克，硬脂酸1.3千克，防老劑BLE3.2千克，古馬龍樹脂5.2千克，白炭黑15千克，炭黑48千克，輕鈣42千克，葵二酸二丁酯23千克，鐵紅11千克，偶聯劑矽69：2.2千克，抗疲勞劑pl600：5.2千克，硫磺S2.2千克，硫化促進劑CZ0.8千克,粘合劑RC11千克；
外膠層的材料由以下原料製備而成：橡塑合金NV7030：63千克，丁苯橡膠43千克，氧化鎂6千克，氧化鋅4.5千克，硬脂酸1.1千克，防老劑BLE：3.3千克，古馬龍樹脂8.5千克，炭黑N66073千克，白炭黑11千克，納米矽酸鹽53千克，葵二酸二丁酯21千克，硫磺S2.3千克，硫化促進劑CZ：1.7千克，防焦劑CTP：0.4千克，防老劑4010NA2.1千克，微晶蠟2.1千克，抗臭氧劑CTU2.1千克。
- 實施例5
一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管，包括內膠管、內膠管外的骨架層和與骨架層為一體中膠層以及中膠層外面的外膠層，內膠管的內膠由以原料製備而成：丁腈橡膠95千克，高苯乙烯橡膠7千克，溶聚丁苯橡膠7千克；硫磺S1.5千克，硫化劑DTDM2.5千克，硫化促進劑CZ1.5千克，促進劑D1.5千克，納米氧化鋅3.5千克，硬脂酸1.5千克，防焦劑CTP0.7千克，流動排氣劑SC617：2千克；綜合防老劑4020：2.5千克，防老劑BLE3.5千克，微晶蠟0.7千克，炭黑100千克，納米二氧化矽4千克，粘合劑RC9千克和粘合劑RC-23：1.5千克，增粘樹脂SP1068：4.5千克，癸二酸二辛酯6千克，聚烯烴6千克；
中膠層的材料由以下原料製備而成：丁腈橡膠65千克，丁苯橡膠45千克，氧化鋅6千克，硬脂酸1.5千克，防老劑BLE3.5千克，古馬龍樹脂5.5千克，白炭黑17千克，炭黑50千克，輕鈣45千克，葵二酸二丁酯25千克，鐵紅12千克，偶聯劑矽69：2.5千克，抗疲勞劑pl600：5.5千克，硫磺S2.5千克，硫化促進劑CZ1.0千克,粘合劑RC12千克；
外膠層的材料由以下原料製備而成：橡塑合金NV7030：65千克，丁苯橡膠45千克，氧化鎂7千克，氧化鋅3-5千克，硬脂酸1.2千克，防老劑BLE：3.5千克，古馬龍樹脂7-9千克，炭黑N66065-75千克，白炭黑8-12千克，納米矽酸鹽55千克，葵二酸二丁酯22千克，硫磺S2.5千克，硫化促進劑CZ：1.8千克，防焦劑CTP0.5千克，防老劑4010NA2.2千克，微晶蠟2.2千克，抗臭氧劑CTU2.2千克。
該發明中各商品具體信息如下：
內膠管的內膠硫化劑DTDM（上海行州化工有限公司），硫化促進劑CZ（河北中原化工有限公司），流動排氣劑SC617（東莞鑫豪鞋材原料有限公司）；綜合防老劑4020（佳友橡塑科技有限公司），防老劑BLE（河南省開侖化工有限責任公司），粘合劑RC（棗莊三興新材料有限公司）和粘合劑RC-23（鎮江邁特化工新材料有限責任公司），增粘樹脂SP1068（廣州市天江秀橡膠貿易有限公司）；
中膠層防老劑BLE（河南省開侖化工有限責任公司），抗疲勞劑pl600（台州市黃岩東海化工有限公司），硫化促進劑CZ（河北中原化工有限公司）0.8份；
外膠層橡塑合金NV7030（衡水建勝化工橡膠有限公司），防老劑BLE（河南省開侖化工有限責任公司），硫化促進劑CZ（河北中原化工有限公司），防焦劑CTP（上海成錦化工有限公司）。
該發明骨架層是橡膠軟管內用增強鍍銅鋼絲，以增加強度，鋼絲採用符合如下標準的：
項目名稱 | 指標值 | |||||||
GB/T 11182 | 企業指標 | |||||||
公稱直徑（毫米） | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 |
公差（毫米） | ±0.015 | ±0.01 | ||||||
抗拉強度 （兆帕） | 3050- 3350 | 2750- 3050 | 2450-2750 | 3150- 3350 | 2850- 3050 | 2550-2750 | ||
扭轉（最小值/次） | 50 | 50 | 50 | 50 | 65 | 65 | 60 | 60 |
反覆彎曲（最小值/次） | 45 | 30 | 25 | 20 | - | - | - | - |
打結強度率（最小值/%） | 58 | 50 | 50 | 50 | 70 | 60 | 60 | 60 |
千克鋼絲上黃銅鍍層量（最小值，克/千克） | 2.0 | 2.0 | ||||||
外觀質量 | 1、鋼絲表面應清潔無油污、無銹斑以及無目視所能見到的層脫落。 2、鋼絲不應出現波浪形、扭曲或打折、人工打結、斷點等現象 3、直徑0.2-0.8毫米的鋼絲必須整齊地館繞在B60線軸上並成國形從線軸上取1密長的鋼絲放在無約束力的光滑平面上，自然成園，其園徑應不小於120毫米，從切斷口端到平面的垂直高度不大於50毫米。 | |||||||
榮譽表彰
2018年8月，《一種超高壓鋼絲纏繞複合材料軟管》獲得第一屆河南省專利獎三等獎。
