低溫硫化丁基橡膠板的設計和應用

沈 青

（江蘇開源環保技術工程有限公司，江蘇 靖江 214518）

0 技術領域

在磷復肥裝置、火電濕法脫硫裝置等工程項目中，會使用到碳鋼板制或砼制的容器，來儲存、反應和混合化工物料，這些物料中大都含有硫酸、鹽酸、磷酸、氫氟酸等介質，會對容器產生腐蝕，在防腐領域中，最經濟有效的辦法是做防腐襯里層，如玻璃鋼、橡膠、工程塑料、陶瓷磚板等，對于體型較小可以運輸的容器，根據介質特性和經濟性可以選擇上述任意一種防腐材料作為襯里層，但是對于體型較大和砼制容器來說，可供選擇的產品不多，過去通常采用玻璃鋼進行防腐，但是該種材料易脫落、介質滲透和老化，使用壽命不長，陶瓷磚板襯里又很昂貴，一般來說，選擇橡膠作為襯里層是一種經濟性和安全性都很優越的防腐襯里方案。

1 背景技術

但是目前國內傳統的橡膠襯里，根據硫化方式來分有三種，第一種是釜內加壓硫化，即容器內粘貼完橡膠后，需要將其整體置入硫化釜內，通蒸汽加溫并保持一段時間，橡膠才能成型并具有一定的耐性，這種方式不適用于現場大型容器的施工；第二種是本體硫化，即容器內粘貼完橡膠后，將開口處用盲板封閉，向容器內通入飽和蒸汽進行硫化，這種方案的缺點很明顯，由于直接通入蒸汽是一種很危險的做法，鋼構必須按特種設備進行設計，設備的壁厚會很厚，經濟性差，而且施工時必須由安全監察機構進行監督，非常麻煩；第三種是預硫化，即將橡膠擠出或壓片后，直接將膠板置入硫化釜內，通蒸汽加溫并保持一段時間，橡膠成熟后再到現場粘貼，雖然解決了大型容器施工的問題，但是由于是冷粘接，對使用溫度和工作壓力都有一定的限制，一般工作溫度不超過70oC，不適用于真空設備。

本配方設計涉及一種適用于現場大型容器防腐襯里的低溫硫化丁基橡膠板，與上述方案相比較，其特點是硫化方式的改革，即在容器內粘貼完橡膠后，將開口處用塑料薄膜封閉，持續通入蒸汽72h以上，由于容器內沒有壓力，溫度也不超過100oC，因此避免了本體硫化的麻煩，其成型后的特性較優越，工作溫度最大可以達到90oC，工作壓力可以滿足負壓要求，產品的彈性也更好，可以耐受料漿的磨損，保證了一些特殊裝置的防腐蝕要求。

2 設計內容

2.1 配方設計要解決的技術問題

本配方設計的目的是提供一種適用于現場大型容器防腐襯里低溫硫化丁基橡膠板。該丁基橡膠板與金屬的粘合性能強、耐腐蝕性能好。各項性能測試數據滿足表一的標準，并滿足襯里施工工藝為更優越。

2.2 技術方案

為達到上述目的，本配方設計提供的技術方案為：

低溫硫化丁基橡膠板，由以下重量份數的組分組成：

丁基橡膠100份，半補強炭黑30～60份，熱裂法炭黑20～50份，潤滑劑3～10份，石蠟油5～15份，樹脂2～5份，硫磺1～4份，促進劑M 1～3份，促進劑TMTD 0.5～0.8份，促進劑TTTE 1～2份。

更進一步地，該丁基橡膠板由以下重量份數的組分組成：

丁基橡膠100份，半補強炭黑45份，熱裂法炭黑35份，潤滑劑5份，石蠟油10份，樹脂3份，硫磺1.5份，促進劑M 1份，促進劑TMTD 0.5份，促進劑TTTE 1.2份。

表1

更進一步地，所述的丁基橡膠優選丁基橡膠SB4266，所述的熱裂法炭黑優選熱裂法炭黑N990。

本配方設計通過調整橡膠板配方中硫化劑和硫化促進劑的品種和用量，制成橡膠板后粘貼在容器內，然后在常壓下通入飽和蒸汽，使橡膠板溫度升到50～65℃保溫20～28h后，再加熱將溫度升到90～100℃保溫45～55h，進行硫化反應，達到一定的特性，以滿足于現場大型容器防腐襯里的需要。

2.3 有益效果

采用本技術方案，具有如下顯著效果：

本配方設計低溫長時間的硫化方式不同于釜內高溫硫化和預硫化這兩種傳統方式，在國內是首創，本配方設計的產品質量穩定可靠，與金屬的粘合性能非常優越，耐腐蝕性能高，特別適用于現場施工的大型鋼制或砼制容器的內襯防腐施工。

3 具體實施方式

下面結合實例對本配方設計作進一步詳細的說明。

實施例1

低溫硫化丁基橡膠板，由以下重量份數的組分組成：

丁基橡膠SB4266 100份，半補強炭黑45份，熱裂法炭黑N990 35份，潤滑劑5份，石蠟油10份，樹脂3份，硫磺1.5份，促進劑M 1份，促進劑TMTD 0.5份，促進劑TTTE 1.2份。

上述組分中，丁基橡膠SB4266是從美國埃克森美孚公司進口。

該橡膠板的硫化方式為：制成的橡膠板粘貼在容器內，然后在常壓下通入飽和蒸汽，使橡膠板溫度升到60℃保溫24h后，再加熱將溫度升到95℃保溫50h，進行硫化反應。

實施例1的丁基橡膠板的性能檢測數據見表2。

實施例2

低溫硫化丁基橡膠板，由以下重量份數的組分組成：

丁基橡膠SB4266 100份，半補強炭黑30份，熱裂法炭黑N990 50份，潤滑劑3份，石蠟油5份，樹脂2份，硫磺1份，促進劑M 1份，促進劑TMTD 0.8份，促進劑TTTE 1份。

該橡膠板的硫化方式為：制成的橡膠板粘貼在容器內，然后在常壓下通入飽和蒸汽，使橡膠板溫度升到60℃后保溫24h，再加熱將溫度升到95℃后保溫50h，進行硫化反應。

制備所得低溫硫化丁基橡膠板材料性能測試數據如表2所示。

實施例3

低溫硫化丁基橡膠板，由以下重量份數的組分組成：

丁基橡膠SB4266 100份，半補強炭黑60份，熱裂法炭黑N990 20份，潤滑劑10份，石蠟油15份，樹脂5份，硫磺4份，促進劑M 3份，促進劑TMTD 0.5份，促進劑TTTE 2份。

該橡膠板的硫化方式為：制成的橡膠板粘貼在容器內，然后在常壓下通入飽和蒸汽，使橡膠板溫度升到60℃后保溫24h，再加熱將溫度升到95℃后保溫50h，進行硫化反應。

制備所得低溫硫化丁基橡膠板材料性能測試數據如表2所示。

實施例4

低溫硫化丁基橡膠板，由以下重量份數的組分組成：

丁基橡膠SB4266 100份，半補強炭黑45份，熱裂法炭黑N990 35份，潤滑劑6.5份，石蠟油10份，樹脂3.5份，硫磺2.5份，促進劑M 2份，促進劑TMTD 0.6份，促進劑TTTE 1.5份。

該橡膠板的硫化方式為：制成的橡膠板粘貼在容器內，然后在常壓下通入飽和蒸汽，使橡膠板溫度升到60℃后保溫24h，再加熱將溫度升到95℃后保溫50h，進行硫化反應。

表2

制備所得低溫硫化丁基橡膠板材料性能測試數據如表2所示。

結論：

綜合檢測數據及施工工藝，最后確認實施例4的配方設計既滿足標準規定要求，而且施工性能優異。

4 運用案例

2013年，浙江某化工公司的100m3萃取槽，其工作溫度90℃，介質為25%硫酸和20%的礦石粉，溫度高、酸性強、磨耗高，工況非常苛刻，使用了低溫硫化丁基橡膠板襯里，厚度8mm，使用至今沒有問題。

2014年，“低溫硫化丁基橡膠板”獲得了國家知識產權局頒發的發明專利證書，證書編號ZL 2014 1 0218 423.0。