长寿命蓄能器胶囊及其制备方法与流程

1.本发明属于液压蓄能橡胶技术领域，涉及长寿命蓄能器胶囊，还涉及上述蓄能器胶囊的制备方法。


背景技术：

2.皮囊式蓄能器主要有蓄能器壳体、皮囊、进、出油阀组成。其具有储能、稳压、补漏、缓冲等多种功用，广泛应用于煤矿、冶金、石化、建筑等液压系统中，是传统的不可替代的液压件。
3.然而，国内蓄能器皮囊生产商存在原始配方老旧、加工工艺单一、原料品质各异、操作过程偷工减料等问题，以致国内蓄能器皮囊质量不过硬，无法兼顾高疲劳寿命、高力学性能、曲挠龟裂性、加工工艺性等特点，因此难以在液压系统中长寿命、安全可靠的运用。目前国内液压系统使用的皮囊多数依赖进口，在液压蓄能技术方面，面临着“低价销售壳体、高价回购皮囊”的现象，为此亟待优化设计出长寿命、高质量的蓄能器皮囊材料配方及加工工艺方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种长寿命蓄能器胶囊，解决了现有技术中存在的蓄能器皮囊寿命短的问题。
5.本发明所采用的技术方案是，长寿命蓄能器胶囊，按照重量份包括以下组分：
6.丁腈胶90-110份、炭黑n330 40-50份、喷雾炭黑10-20份、塑化剂dos20-30份、氧化锌zno 2-4份、sa1-2份、硅烷偶联剂si669 1-2份、防老剂1.4-2.6份、促进剂1.4-2.6份、硫化促进剂dm 0.4-0.6份、硫磺s 0.4-0.6份。
7.本发明的特点还在于：
8.防老剂包括防老剂rd 1-2份、防老剂mb 0.4-0.6份。
9.促进剂包括促进剂cbs 1-2份、促进剂tt 0.4-0.6份。
10.丁腈胶为丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶。
11.一种长寿命蓄能器胶囊的制备方法，包括以下步骤。
12.步骤1、按照重量份称取丁腈胶90-110份、炭黑n330 40-50份、喷雾炭黑10-20份、塑化剂dos 20-30份、氧化锌zno 2-4份、sa1-2份、硅烷偶联剂si669 1-2份、防老剂rd 1-2份、防老剂mb 0.4-0.6份、促进剂cbs 1-2份、促进剂tt 0.4-0.6份、硫化促进剂dm 0.4-0.6份、硫磺s 0.4-0.6份；
13.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；
14.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
15.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。
16.本发明的有益效果是：本发明长寿命蓄能器胶囊，采用丙烯腈含量质量分数为18％的nbrd401、硫化剂s(硫磺)，使得蓄能器胶囊具有良好的耐油及力学性能；炭黑、喷雾炭黑中特有的链状结构能够物理吸附胶体，sa胶料硫化体系中有效的降低了硫化反应表观活化能，增大硫化胶网络结构参数，从而使胶囊材料具有良好的强度、弹性等力学性能，以及优异的高疲劳寿命特性；防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt可赋予硫化胶良好的曲挠龟裂性。本发明长寿命蓄能器胶囊的制备方法，补强剂、增塑剂、硫化剂等加工助剂依次加入生胶中，经塑炼、混炼操作后得胶条，胶条经立体式注射机熔融注入模腔，保压硫化，助剂相互配合及硫化一体成型使胶囊鼓起脱模过程无撕裂现象，具备良好的加工工艺性。
附图说明
17.图1是本发明长寿命蓄能器胶囊的疲劳寿命测试报告中试验阶段1结果图；
18.图2是本发明长寿命蓄能器胶囊的疲劳寿命测试报告中试验阶段2结果图；
19.图3是本发明长寿命蓄能器胶囊的疲劳寿命测试报告中试验阶段3结果图。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
21.长寿命蓄能器胶囊，按照重量份包括以下组分：
22.丁腈胶90-110份、炭黑n330 40-50份、喷雾炭黑10-20份、塑化剂dos 20-30份、氧化锌zno 2-4份、sa1-2份、硅烷偶联剂si669 1-2份、防老剂rd 1-2份、防老剂mb 0.4-0.6份、促进剂cbs 1-2份、促进剂tt 0.4-0.6份、硫化促进剂dm 0.4-0.6份、硫磺s 0.4-0.6份。丁腈胶为日本zeon公司生产的低丙烯腈含量丁腈胶，丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶。
23.硫化即是在一定温度和压力下，将线性大分子转化三维网状结构，本发明通过调控硫化剂与促进剂的配比，改变橡胶的交联密度与结构。通过正交试验，以曲挠龟裂性为目的，综合经济成本，最终优选出在促进剂cbs(1-2份)、促进剂tt(0.4-0.6份)、硫磺s(0.4-0.6份)的条件下具备最佳的曲挠龟裂性。皮囊式蓄能器是利用油液的不可压缩性和气体的可压缩性来实现液压的积蓄，皮囊长期处于扩张与收缩的循环状态，必然要求皮囊材料具有良好的高疲劳寿命特性。本发明采用炭黑、喷雾炭黑，炭黑、喷雾炭黑中特有的链状结构能够物理吸附胶体，sa胶料硫化体系中有效的降低了硫化反应表观活化能，增大硫化胶网络结构参数，从而使胶囊材料具有良好的强度、弹性等力学性能，以及优异的高疲劳寿命特性；补强剂、增塑剂、硫化剂等加工助剂依次加入生胶中，经塑炼、混炼操作后得胶条，胶条经立体式注射机熔融注入模腔，保压硫化，助剂相互配合及硫化一体成型使胶囊鼓气脱模过程无撕裂现象，具备良好的加工工艺性。
24.一种长寿命蓄能器胶囊的制备方法，包括以下步骤。
25.步骤1、按照重量份称取丁腈胶90-110份、炭黑n330 40-50份、喷雾炭黑10-20份、塑化剂dos 20-30份、氧化锌zno 2-4份、sa1-2份、硅烷偶联剂si669 1-2份、防老剂rd 1-2份、防老剂mb 0.4-0.6份、促进剂cbs 1-2份、促进剂tt 0.4-0.6份、硫化促进剂dm 0.4-0.6
份、硫磺s 0.4-0.6份；
26.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，开炼机中温度40-60℃，时间2-5min，密炼机中温度100-120℃，时间1-3min，再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；塑化剂dos为液体助剂，炭黑、促进剂、防老剂等其它助剂为固体粉末助剂，添加小料过程中，遵循“先固后液”的原则；
27.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，返炼过程中，温度30-50℃薄通8-18次，打“三角包”8-18次，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
28.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条，待注射机稳定工作后，将胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入适量空气，以免胶囊出现撕裂现象，放置保护装置进行脱模，得到长寿命蓄能器胶囊。
29.通过以上方式，本发明长寿命蓄能器胶囊，采用丙烯腈含量质量分数为18％的nbrd401、硫化剂s(硫磺)，使得蓄能器胶囊具有良好的耐油及力学性能；炭黑、喷雾炭黑中特有的链状结构能够物理吸附胶体，sa胶料硫化体系中有效的降低了硫化反应表观活化能，增大硫化胶网络结构参数，从而使胶囊材料具有良好的强度、弹性等力学性能，以及优异的高疲劳寿命特性，测试报告见图1；防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt可赋予硫化胶良好的曲挠龟裂性。本发明长寿命蓄能器胶囊的制备方法，补强剂、增塑剂、硫化剂等加工助剂依次加入生胶中，经塑炼、混炼操作后得胶条，胶条经立体式注射机熔融注入模腔，保压硫化，助剂相互配合及硫化一体成型使胶囊鼓起脱模过程无撕裂现象，具备良好的加工工艺性。
30.实施例1
31.步骤1、按照重量份称取丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶100份、炭黑n330 40份、喷雾炭黑10份、塑化剂dos 20份、氧化锌zno 3份、sa1.5份、硅烷偶联剂si669 1.5份、防老剂rd 1.5份、防老剂mb 0.5份、促进剂cbs 1.5份、促进剂tt 0.5份、硫化促进剂dm 0.5份、硫磺s 0.5份；
32.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，开炼机中温度为40℃，时间为5min，密炼机中温度100℃，时间3min；再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；塑化剂dos为液体助剂，炭黑、促进剂、防老剂等其它助剂为固体粉末助剂，添加小料过程中，遵循“先固后液”的原则；
33.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，温度30℃，薄通18次，打“三角包”18次，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
34.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。
35.实施例2
36.步骤1、按照重量份称取丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶100份、炭黑n330 45份、喷雾炭黑10份、塑化剂dos 25份、氧化锌zno 3份、sa1.5份、硅烷偶联剂si669 1.5份、防老剂rd 1.5份、防老剂mb 0.5份、促进剂cbs 1.5份、促进剂tt 0.5份、硫化促进剂dm 0.5份、硫磺s 0.5份；
37.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，开炼机中温度为40℃，时间为4min，密炼机中温度100℃，时间3min；再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；塑化剂dos为液体助剂，炭黑、促进剂、防老剂等其它助剂为固体粉末助剂，添加小料过程中，遵循“先固后液”的原则；
38.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，温度35℃，薄通15次，打“三角包”15次，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
39.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。
40.实施例3
41.步骤1、按照重量份称取丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶100份、炭黑n330 45份、喷雾炭黑10份、塑化剂dos 25份、氧化锌zno 3份、sa1.5份、硅烷偶联剂si669 1.5份、防老剂rd 1.5份、防老剂mb 0.5份、促进剂cbs 1.5份、促进剂tt 0.5份、硫化促进剂dm 0.5份、硫磺s 0.5份；
42.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，开炼机中温度为50℃，时间为2min，密炼机中温度110℃，时间3min；再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；塑化剂dos为液体助剂，炭黑、促进剂、防老剂等其它助剂为固体粉末助剂，添加小料过程中，遵循“先固后液”的原则；
43.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，温度40℃，薄通12次，打“三角包”12次，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
44.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。
45.实施例4
46.步骤1、按照重量份称取丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶100份、炭黑n330 50份、喷雾炭黑15份、塑化剂dos 30份、氧化锌zno 3份、sa1.5份、硅烷偶联剂si669 1.5份、防老剂rd 1.5份、防老剂mb 0.5份、促进剂cbs 1.5份、促进剂tt 0.5份、硫化促进剂dm 0.5份、硫磺s 0.5份；
47.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，开炼机中温度为50℃，时间为3min，密炼机中温度110℃，时间2min；再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；塑化剂dos为液体助剂，炭黑、促进剂、防老剂等其它助剂为固体粉末助剂，添加小料过程中，遵循“先固后液”的原则；
48.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，温度45℃，薄通8次，打“三角包”8次，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
49.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。
50.实施例5
51.步骤1、按照重量份称取丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶100份、炭黑n330 50
份、喷雾炭黑20份、塑化剂dos 30份、氧化锌zno 3份、sa 1.5份、硅烷偶联剂si669 1.5份、防老剂rd 1.5份、防老剂mb 0.5份、促进剂cbs 1.5份、促进剂tt 0.5份、硫化促进剂dm 0.5份、硫磺s 0.5份；
52.步骤2、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，开炼机中温度为60℃，时间为2min，密炼机中温度120℃，时间1min；再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；塑化剂dos为液体助剂，炭黑、促进剂、防老剂等其它助剂为固体粉末助剂，添加小料过程中，遵循“先固后液”的原则；
53.步骤3、将第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，温度50℃，薄通8次，打“三角包”8次，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；
54.步骤4、将胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。
55.对上述实施例得到的蓄能器胶囊的各项性能进行检测，结果如下表：
[0056][0057]
由上表可知，本发明得到的蓄能器胶囊具有良好的曲挠龟裂性、高疲劳寿命特性、良好的耐油及强度、弹性等力学性能。

技术特征：
1.长寿命蓄能器胶囊，其特征在于，按照重量份包括以下组分：丁腈胶90-110份、炭黑n330 40-50份、喷雾炭黑10-20份、塑化剂dos 20-30份、氧化锌zno 2-4份、sa1-2份、硅烷偶联剂si669 1-2份、防老剂1.4-2.6份、促进剂1.4-2.6份、硫化促进剂dm 0.4-0.6份、硫磺s 0.4-0.6份。2.根据权利要求1所述的长寿命蓄能器胶囊，其特征在于，所述防老剂包括防老剂rd 1-2份、防老剂mb 0.4-0.6份。3.根据权利要求1所述的长寿命蓄能器胶囊，其特征在于，所述促进剂包括促进剂cbs 1-2份、促进剂tt 0.4-0.6份。4.根据权利要求1所述的长寿命蓄能器胶囊，其特征在于，所述丁腈胶为丙烯腈含量为18％的nbrdn401丁腈胶。5.根据权利要求1所述的长寿命蓄能器胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、先用开炼机将丁腈胶塑化处理后转移至密炼机中，再依次加入炭黑n330、喷雾炭黑、sa、氧化锌zno、硅烷偶联剂si669、防老剂rd、防老剂mb、促进剂cbs、促进剂tt、塑化剂dos，捏合10min后，排料、冷却得到第一遍混炼胶；步骤3、将所述第一遍混炼胶在开炼机上进行返炼，返炼过程中加入硫化促进剂dm，得到胶囊胶片；步骤4、将所述胶囊胶片经开炼机返炼，加工成胶条置入注射机入料口，经喷嘴注入直至充满模腔，保压硫化后，鼓入空气，脱模得到长寿命蓄能器胶囊。

技术总结
本发明公开了长寿命蓄能器胶囊及制备方法，包括：将补强剂、增塑剂、硫化剂等加工助剂依次加入生胶中，经塑炼、混炼操作后得胶条，胶条经立体式注射机熔融注入模腔，保压硫化，助剂相互配合及硫化一体成型使胶囊鼓起脱模过程无撕裂现象，具备良好的加工工艺性。使得蓄能器胶囊具有良好的耐油及力学性能，能有效的降低硫化反应表观活化能，增大硫化胶网络结构参数，从而使胶囊材料具有良好的强度、弹性等力学性能，以及优异的高疲劳寿命特性。以及优异的高疲劳寿命特性。以及优异的高疲劳寿命特性。


技术研发人员：张恒 杨勇 李航 叶长青 潘小强 何宏伟 高佳茜
受保护的技术使用者：西安向阳航天材料股份有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/4