本發明涉及一種護套料,具體涉及一種高耐油耐磨丁腈承荷探測電纜護套料及其生產工藝;屬于電纜技術領域。
背景技術:
電纜的外層護套一般由橡膠制成,能夠起到絕緣和保護電纜的作用。尤其是油、氣井探測類電纜的護套,不僅要具備良好的絕緣性能和機械性能,還要能夠承受深井中油、氣等物質的腐蝕,而且,在勘探過程中,至少要經受100次以上的井壁來回摩擦,還要能夠承受井下140MPa的井壓,因此,對于電纜的綜合性能要求很高。
申請號為201310474401.6的發明專利公開了一種霧面耐油彈性體電纜料,由下列重量份的組分原料制備而得:氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯20-35、聚丙烯10-25、丁腈橡膠粉8-10、聚丙烯酰胺樹脂8-10、三乙二醇二異辛酸酯10-15、檸檬酸三乙酯5-8、甲基硅油2-4、乙丙橡膠5-10、輕質碳酸鈣5-10、硬脂酸1-2、氧化鋅1-2、硅灰石粉5-10、氧化鎂1-2、天青石4-5、瑩石4-5、陶土5-6、氧化鋯1-2、抗氧劑1010 0.3-0.5、抗氧劑DLTP0.2-0.4、亞磷酸三苯酯0.3-0.5、硼酸鋅6-8、鉬酸銨8-10、氧化銅1-2、過氧化二異丙苯DCP1-2、改性填料10-15。本發明提供的霧面耐油彈性體電纜料使電纜具有霧面效果的同時,還具有良好的耐油性能和機械性能,使霧面電纜滿足耐油場合的需要。這種電纜料的原料價格較高,導致電纜料的成本大幅上升,市場推廣存在較大難度。
長期研究表明,浸油會導致電纜護套的抗拉強度及斷裂伸長率產生大幅度下降,使得電纜的使用壽命短,容易出現開裂,為了解決上述問題,需在電纜護套的制備過程中添加合成材料,而合成材料屬于易燃、可燃材料,存在安全隱患,甚至對人們的生命安全具有較大威脅,因此如何合理地提高電纜護套的耐油、耐磨性能成為目前亟待解決的技術問題。
技術實現要素:
為解決現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種電纜護套料,耐油、耐磨性能好,使用壽命長,并且公開了該電纜護套料的生產工藝。
為了實現上述目標,本發明采用如下的技術方案:
高耐油耐磨丁腈承荷探測電纜護套料,包括如下重量份的各組分:丁腈膠100份、防老劑4-7份、促進劑8-10份、氧化鋅12-14份、硬脂酸3-4份、石蠟1-2份、二辛脂10-12份、碳黑20-22份、白碳黑25-27份及碳酸鈣35-40份。
優選地,前述丁腈膠為丁腈膠N230,這是眾多丁腈橡膠中性能較好且較穩定的一種。
再優選地,前述防老劑為防老劑MB、防老劑RD及防老劑4010NA的混合物,其中防老劑MB的重量份為2-3份,防老劑RD的重量份為1-2份,防老劑4010NA的重量份為1-2份。
更優選地,前述促進劑為促進劑DM和促進劑TMTD的混合物,其中促進劑DM的重量份為1-2份,促進劑TMTD的重量份為7-8份。
進一步優選地,前述硬脂酸為800硬脂酸。
更優選地,前述碳黑為碳黑N330。
再優選地,前述氧化鋅經過球磨處理,為納米級顆粒狀原料,平均粒徑為50-120nm,納米化的氧化鋅能夠在丁腈橡膠中分散更加均勻,在材料的各個方向都能起到極好的補強作用,從而同時提高材料的耐磨和抗撕裂性能。
更優選地,前述碳酸鈣為微米級原料,平均粒徑為15-50μm(微米),能夠進一步優化材料的耐油性能和機械性能,進而延長電纜護套的使用壽命。
為了更好地實現本發明,還公開了如前所述的高耐油耐磨丁腈承荷探測電纜護套料的生產工藝,包括如下步驟:
S1、將丁腈膠在開煉機上塑煉三次,輥溫40-60℃,每次塑煉時間為30分鐘,相鄰兩次塑煉間隔兩小時以上;
S2、混煉:向開煉機中按重量份投入防老劑、氧化鋅、硬脂酸、石蠟、二辛脂、碳黑、白碳黑及碳酸鈣,混煉25-30分鐘,輥溫為45-65℃;
S3、濾橡:在濾橡機上對混煉好的混合橡膠進行濾橡,濾除混煉過程中產生的雜質;
S4、薄通出片:將濾橡后的混合橡膠投入開煉機中,并加入促進劑進行混煉,在150℃下正硫化混煉9分45秒,最后薄通出片進行電纜護套擠橡。
再優選地,前述濾橡工藝中采用的濾網為三層,濾孔尺寸分別為10目、20目、20目。
本發明的有益之處在于:本發明通過對電纜護套料的組分進行合理選擇和配比,得到了一種性能優越的電纜護套:抗張強度均大于15N/mm2,抗撕裂強度最小值為7.9N/mm,斷裂伸長率高達650%,在勘探過程中,最少能夠經受100次以上的井壁來回摩擦,并能承受井下140MPa的井壓,耐礦物油試驗也符合±30%的行業標準,能夠較好地滿足油、氣井探測類電纜外護套的使用要求,具有良好的市場競爭力;此外,該電纜護套的生產工藝原料低廉,工藝過程容易實現,在礦用電纜行業具有良好的應用前景。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。
本發明中無特殊說明,所有原料均為市購。
實施例1~實施例4
實施例1~實施例4的原料組成及配比見下表1。
生產工藝如下:
S1、將丁腈膠在開煉機上塑煉三次,輥溫40-60℃,每次塑煉時間為30分鐘,相鄰兩次塑煉間隔兩小時以上;
S2、混煉:向開煉機中按重量份投入防老劑、氧化鋅、硬脂酸、石蠟、二辛脂、碳黑、白碳黑及碳酸鈣,混煉25-30分鐘,輥溫為45-65℃;
S3、濾橡:在濾橡機上對混煉好的混合橡膠進行濾橡,所采用的濾網為三層,濾孔尺寸分別為10目、20目、20目,濾除混煉過程中產生的雜質;
S4、薄通出片:將濾橡后的混合橡膠投入開煉機中,并加入促進劑進行混煉,最后薄通出片進行電纜護套擠橡,即得產品。
其中,丁腈膠為丁腈膠N230,防老劑為防老劑MB、防老劑RD及防老劑4010NA的混合物,促進劑為促進劑DM和促進劑TMTD的混合物,硬脂酸為800硬脂酸,碳黑為碳黑N330;氧化鋅經過球磨處理,為納米級顆粒狀原料,平均粒徑為50-120nm;碳酸鈣為微米級原料,平均粒徑為15-50μm。
表1實施例1-4及對比例1-2的組分配比
對比例1
本對比例與實施例3的區別主要在于:未添加碳酸鈣;且氧化鋅未經過球磨處理,組分配比見上表1。
生產工藝如下:
S1、將丁腈膠在開煉機上塑煉三次,輥溫40-60℃,每次塑煉時間為30分鐘,相鄰兩次塑煉間隔兩小時以上;
S2、混煉:向開煉機中按重量份投入防老劑、氧化鋅、硬脂酸、石蠟、二辛脂、碳黑及白碳黑,混煉25-30分鐘,輥溫為45-65℃;
S3、濾橡:在濾橡機上對混煉好的混合橡膠進行濾橡,所采用的濾網為三層,濾孔尺寸分別為10目、20目、20目,濾除混煉過程中產生的雜質;
S4、薄通出片:將濾橡后的混合橡膠投入開煉機中,并加入促進劑進行混煉,最后薄通出片進行電纜護套擠橡,即得產品。
對比例2
本對比例與實施例3的區別主要在于:未添加碳酸鈣和氧化鋅,組分配比見上表1。
生產工藝如下:
S1、將丁腈膠在開煉機上塑煉三次,輥溫40-60℃,每次塑煉時間為30分鐘,相鄰兩次塑煉間隔兩小時以上;
S2、混煉:向開煉機中按重量份投入防老劑、硬脂酸、石蠟、二辛脂、碳黑及白碳黑,混煉25-30分鐘,輥溫為45-65℃;
S3、濾橡:在濾橡機上對混煉好的混合橡膠進行濾橡,所采用的濾網為三層,濾孔尺寸分別為10目、20目、20目,濾除混煉過程中產生的雜質;
S4、薄通出片:將濾橡后的混合橡膠投入開煉機中,并加入促進劑進行混煉,最后薄通出片進行電纜護套擠橡,即得產品。
性能檢測
對實施例1~4及對比例1~2得到的產品進行如下性能檢測。
其中,抗撕裂強度按MT818.1-2009附錄A的試驗方法進行,其他性能檢測均按相關國家標準參照執行。
檢測結果如下:
表2實施例1-4及對比例1-2的性能檢測結果比較
由上可見,本發明通過對電纜護套料的組分進行合理選擇和配比,得到的護套性能突出,抗張強度均大于15N/mm2,抗撕裂強度最小值為7.9N/mm,斷裂伸長率高達650%,在勘探過程中,最少能夠經受100次以上的井壁來回摩擦,并能承受井下140MPa的井壓,耐礦物油試驗也符合±30%的行業標準,能夠較好地滿足油、氣井探測類電纜外護套的使用要求。
結合對比例1和對比例2進行分析,我們不難發現,在本發明中,經球磨處理過的納米氧化鋅和微米結構的無機填料碳酸鈣對于材料的性能至關重要,兩者的協同作用能夠大大優化護套料的撕裂強度、各項機械性能以及耐油性能(對比結果詳見表2,此處不做贅述),這可能是由于微觀結構的氧化鋅和碳酸鈣能夠更加均勻地分散在丁腈橡膠中,在材料的各個方向都能起到極好的補強作用,從而同時提高了材料的耐綜合性能,具有良好的市場競爭力。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解,上述實施例不以任何形式限制本發明,凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案,均落在本發明的保護范圍內。