高壓無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及其生產(chǎn)工藝，涉及骨架材料是連續(xù)的高強(qiáng)度的大型橡膠制品。其未充氣時(shí)，扁平狀氣囊尺寸為18-25mm厚×6~12m長(zhǎng)×4~6m寬，固定邊端呈楔形封口，中間有充氣嘴，其擋水高度4-8m。其組成物為耐候性優(yōu)異的四腳狀氧化鋅晶須補(bǔ)強(qiáng)活化的EPDM外覆蓋膠、骨架層及與骨架層有很好黏接性及耐老化性的馬來(lái)酸酐改性氯化聚乙烯橡膠構(gòu)成的中膠層和氣密性優(yōu)異的改性丁基橡膠構(gòu)成的氣密內(nèi)膠層。生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)便、可滿足高壓、高強(qiáng)的大型無(wú)縫橡膠制品的一次成型和硫化，生產(chǎn)穩(wěn)定性好；所生產(chǎn)的大型橡膠氣囊耐壓強(qiáng)度高，使用壓力達(dá)1.0MPa以上、使用壽命超過(guò)50年。主要用于氣動(dòng)鋼盾橡膠水壩。
【專利說(shuō)明】高壓無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及其生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高壓無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及其生產(chǎn)工藝，涉及骨架材料是連續(xù)的 高強(qiáng)度的大型橡膠制品及生產(chǎn)工藝。特別適用于氣動(dòng)鋼盾橡膠水壩。

【背景技術(shù)】
[0002] 高強(qiáng)度的橡膠制品多通過(guò)骨架材料進(jìn)行增強(qiáng)。并采用整體成型加壓的方式熱硫 化。但大型橡膠制品，特別是封閉狀的制品，則很難做到整體成型和整體加壓的熱硫化方 式生產(chǎn)，因?yàn)槠涔に囍行枰艽笃桨辶蚧瘷C(jī)或硫化罐。比較典型的大型橡膠制品是橡膠水 壩，其制備工藝是先制得硫化橡膠膠片，搭接后再用熱合機(jī)將硫化橡膠膠片熱壓合成橡膠 水壩，即"無(wú)縫"橡膠水壩，其工藝實(shí)質(zhì)"冷黏合"（盡管是熱壓合)。此種制品強(qiáng)度較低，其 遠(yuǎn)不能滿足較高水頭的橡膠壩及氣動(dòng)鋼盾橡膠水壩和其它有較重負(fù)荷所用的裝置。前期所 發(fā)明的專利（ZL 201010591116. 9)公開(kāi)了一種"高壓無(wú)縫大型橡膠氣囊及生產(chǎn)工藝"，核心 技術(shù)是增強(qiáng)型橡膠壩袋(耐壓可達(dá)〇. 8MPa)。其成功地解決了現(xiàn)有的橡膠水壩的不足。
[0003] 但其橡膠氣囊未充氣時(shí)，扁平狀氣囊尺寸為4~6X2~4m，擋水高度只能達(dá)4米左 右；其氣囊預(yù)留了開(kāi)口端，給安裝時(shí)增加密封的難度；其內(nèi)層膠(氣密層）為丁基橡膠，與外 覆蓋膠和中膠層存在著硫化不同步的情況。
[0004] 而本發(fā)明的進(jìn)步體現(xiàn)在：采用雙氣囊，加大了尺寸，使擋水高度可達(dá)8米；本氣囊 是密閉的整體；氣密層與外覆蓋膠層和中膠層實(shí)現(xiàn)了共硫化，整體材料渾然一體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種高壓無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及生產(chǎn)工藝，涉及骨架材料 是連續(xù)的高強(qiáng)度的大型橡膠制品及生產(chǎn)工藝。
[0006] 本發(fā)明生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)便、可滿足高壓、高強(qiáng)的無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩的一次成型 和硫化，生產(chǎn)穩(wěn)定性好；所生產(chǎn)的無(wú)搭接雙氣囊耐壓強(qiáng)度高(使用壓力達(dá)LOMPa以上)、擋 水高度8米的要求。主要用于氣動(dòng)鋼盾橡膠水壩及其它有較重負(fù)荷所用的裝置之用。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： (1)分別將四腳晶須補(bǔ)強(qiáng)活化的EPDM外覆蓋膠、馬來(lái)酸酐接枝改性氯化聚乙烯橡膠的 中膠層和改性丁基橡膠內(nèi)膠層的生膠分別塑煉、配合、混煉、下片；（2)將高強(qiáng)簾子線或鋼 絲繩(骨架層）浸膠、掛膠；（3)上滾筒上鋪覆內(nèi)層改性丁基生膠片后，按45-56度角纏繞掛 膠的骨架雙數(shù)層(不低于6層)，90度角交叉上布，滾筒兩端300mm內(nèi)各留無(wú)膠簾子線/鋼絲 繩做預(yù)搭接處理(各骨架層用聚丙烯膜隔開(kāi)）；整體上中膠膠片，膠片對(duì)接處割坡口黏合；整 體上外覆蓋膠膠片，膠片對(duì)接處割坡口黏合；包加壓水布，穿上膠布護(hù)袋（防水膠布制成)， 進(jìn)硫化罐加壓0. 4MPa/30min，解開(kāi)水布，沿管體軸向割開(kāi)(一端開(kāi)口的氣囊)脫芯，即完成滾 筒旋轉(zhuǎn)預(yù)成形；（4)將整體滾筒旋轉(zhuǎn)預(yù)成形、硫化的氣囊袋體的預(yù)留的開(kāi)口端纖維編織，使 其接頭成連續(xù)狀，同時(shí)貼膠片；在熱合機(jī)或鄂式平板硫化機(jī)上，進(jìn)行邊、角補(bǔ)強(qiáng)熱硫化；（5) 割開(kāi)一端的開(kāi)口出再加生膠片用楔形模具平板熱硫化，壓成楔形邊；同時(shí)將開(kāi)口硫化封口。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是： 本發(fā)明生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)便、可滿足高壓、高強(qiáng)的無(wú)搭接雙氣囊的一次成型和共硫化，生 產(chǎn)穩(wěn)定性好；所生產(chǎn)的大型橡膠氣囊耐壓強(qiáng)度高(使用壓力達(dá)I. OMPa以上)、擋水高度可達(dá) 8米。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為本發(fā)明中雙氣囊的形狀示意圖，1-氣囊；2-充放氣嘴；3-通氣口。
[0010] 圖2為①本發(fā)明的雙氣囊用于氣動(dòng)鋼盾橡膠水壩充氣時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，4-橡膠壩 地基；5-鋼盾擋水板；6-錨固件。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 步驟1 :生膠塑煉、配合、混煉、下片。
[0012] (1-1) EPDM外覆蓋膠：按配方(質(zhì)量份數(shù))，EPDM，100份、碳黑，30-50份、直鏈環(huán)烷 油，10-30份、四腳狀氧化鋅晶須，1-5份、SA，1-5份。在開(kāi)煉機(jī)上，按下列工藝過(guò)程操作： 生膠包輥一四腳狀氧化鋅晶須、炭黑、硬脂酸合油一促進(jìn)劑、硫磺一混煉均勻一冷卻下片 (50-70°C /小于27分鐘/輥速比1. 05-1. 2:1)。其物理機(jī)械性能如表1。
[0013] (1-2)馬來(lái)酸酐接枝改性氯化聚乙烯橡膠的中膠：按配方(質(zhì)量份數(shù)）改性氯化 聚乙烯橡膠(接枝率2-10%)，100份；過(guò)氧化二異丙苯（DCP)，1-5份；三聚異氰酸三烯丙酯 (TAIC)，2-6份；輕質(zhì)碳酸鈣，20-60份；白炭黑，20-60份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑，20-60份；活性氧化 鎂，5-15份；D0S，10-20份；D0P，10-20份。在開(kāi)煉機(jī)上，按下列工藝過(guò)程操作：塑煉一配合 -混煉一高溫補(bǔ)強(qiáng)一低溫交聯(lián)一下片。其物理機(jī)械性能如表2。
[0014] (1-3)改性丁基橡膠構(gòu)成的氣密（內(nèi)膠）膠，生膠塑煉、配合、混煉、下片。
[0015] 步驟2 :將高強(qiáng)骨架線/繩浸膠后，在四聯(lián)壓延機(jī)上雙面掛中膠層膠料，成生膠布。
[0016] 步驟3 :上滾筒上鋪覆內(nèi)層改性丁基生膠片后，按45-56度角纏繞掛膠的簾子線/ 鋼絲繩雙數(shù)層(不低于6層)，90度角交叉上布，滾筒兩端300mm內(nèi)各留無(wú)膠簾子線/鋼絲繩 做預(yù)搭接處理(各層用聚丙烯膜隔開(kāi)）；整體上中膠膠片，膠片對(duì)接處割坡口黏合；整體上外 覆蓋膠膠片，膠片對(duì)接處割坡口黏合；包加壓水布，穿上膠布護(hù)袋（防水膠布制成)，進(jìn)硫化 罐加壓0. 4MPa/30min，解開(kāi)水布，沿管體軸向割開(kāi)(一端開(kāi)口的氣囊)脫芯，即完成滾筒旋轉(zhuǎn) 預(yù)成形。
[0017] 步驟4:將整體滾筒旋轉(zhuǎn)預(yù)成形、硫化的氣囊袋體的預(yù)留的開(kāi)口端骨架編織，使其 接頭成連續(xù)狀，同時(shí)貼膠片；在熱合機(jī)或鄂式平板硫化機(jī)上，進(jìn)行邊、角補(bǔ)強(qiáng)熱硫化。
[0018] 步驟5 :割開(kāi)一端的開(kāi)口出再加生膠片用楔形模具平板熱硫化，壓成楔形邊。
[0019] 步驟6 :在氣囊偏楔形邊中間打孔安裝通氣口和充放氣嘴。
[0020] 步驟7 :封死開(kāi)口楔形邊，打壓I. 2MPa/4小時(shí)(保壓)，無(wú)泄露。
[0021] 性能測(cè)試： GB/T 2941-92006《橡膠試樣環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時(shí)間》； GB/T 528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》； GB/T 529-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定(褲形、直角形和新月形試 樣)》； GB/T 531-2008《橡膠袖珍硬度計(jì)壓入硬度試驗(yàn)方法》； GB/T 3512-2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)》； GB/T 7759-1996《硫化橡膠、熱塑性橡膠常溫、高溫和低溫下壓縮永久變形測(cè)定》； GB/T 7762-2003《硫化橡膠耐臭氧老化試驗(yàn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)法》； GB/T 9865. 1-1996《硫化橡膠或熱塑性橡膠樣品和試樣的制備第一部分：物理試驗(yàn)》； GB/T 15256-1994《硫化橡膠低溫脆性的測(cè)定(多試樣法)》。
[0022] 實(shí)施例1 在12. 3X Φ4. Om的滾筒鋼芯上，按【具體實(shí)施方式】所述工藝方法，彼此90度角交錯(cuò)呈45 度角上高強(qiáng)簾子線骨架8層，簾子線纖維直徑0. 9mm，纖維單根扯斷強(qiáng)度500N。氣囊未充氣 時(shí)，扁平狀尺寸為12X6m。
[0023] 實(shí)施例2 在12. 3X Φ4. Om的滾筒鋼芯上，按【具體實(shí)施方式】所述工藝方法，彼此90度角交錯(cuò)呈56 度角上高強(qiáng)簾子線骨架6層，鋼絲繩直徑0. 5mm，單根扯斷強(qiáng)度1000N。氣囊未充氣時(shí)，扁平 狀尺寸為12 X 6m。
[0024] 實(shí)施例3 在6. 8 X Φ 2. 7m的滾筒鋼芯上，按【具體實(shí)施方式】所述工藝方法，彼此90度角交錯(cuò)呈51 度角上高強(qiáng)簾子線骨架6層，簾子線纖維直徑I. 2mm，纖維單根扯斷強(qiáng)度500N。氣囊未充氣 時(shí)，扁平狀尺寸為6 X 4m。
[0025] 從表1、表2、表3和【具體實(shí)施方式】中步驟7的結(jié)果可看出：本發(fā)明的高壓、高強(qiáng)的 無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)便、可滿足高壓、高強(qiáng)的無(wú)搭接雙氣囊橡 膠壩的一次成型和共硫化，生產(chǎn)穩(wěn)定性好；所生產(chǎn)的大型橡膠氣囊耐壓強(qiáng)度高(使用壓力達(dá) I. OMPa以上)、擋水高度可達(dá)8米。主要用于氣動(dòng)鋼盾橡膠水壩及其它有較重負(fù)荷所用的裝 置之用。
[0026] 同時(shí)形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)材料及大型橡膠制品的相關(guān)理論和材料的應(yīng)用的發(fā) 展有借鑒作用，具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0027] 表1外覆蓋膠性能

【權(quán)利要求】
1. 一種高壓無(wú)搭接雙氣囊橡膠壩及其生產(chǎn)工藝，涉及骨架材料是連續(xù)的高強(qiáng)度的大型 橡膠制品及生產(chǎn)工藝。
2. 雙氣囊未充氣時(shí)，扁平狀氣囊尺寸為18-25mm厚長(zhǎng)6~12m長(zhǎng)X4~6m寬，固定邊(端） 呈楔形(封口），中間有充氣嘴，其擋水高度在4-8m。
3. 其組成物為耐候性優(yōu)異的四腳狀氧化鋅晶須補(bǔ)強(qiáng)活化的EPDM外覆蓋膠、至少六層 (雙數(shù))彼此90度角交錯(cuò)呈45-56度角的連續(xù)高強(qiáng)簾子線或鋼絲構(gòu)成的骨架層、與骨架層有 很好黏接性及耐老化性的馬來(lái)酸酐接枝改性氯化聚乙烯橡膠構(gòu)成的中膠層和氣密性優(yōu)異 的改性丁基橡膠構(gòu)成的氣密（內(nèi)膠）層。
4. 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)是：（1)滾筒旋轉(zhuǎn)預(yù)成形；編織開(kāi)口端骨架材料，使其接頭成連續(xù)狀， 同時(shí)貼膠片；（2)整體大型硫化罐硫化；（3) -次整體成型；（4)邊、角補(bǔ)強(qiáng)二次熱硫化，同 時(shí)將開(kāi)口端硫化封口。
5. 按照權(quán)利要求1所述的EPDM外覆蓋膠，其組成配合(質(zhì)量份數(shù))特征是：ENB J EPDM 4045m，100份；碳黑(卡博特)，30-50份；直鏈環(huán)烷油，10-30份；四腳狀氧化鋅晶須，1-5份； SA，l-5 份。
6. 按照權(quán)利要求1所述的馬來(lái)酸酐接枝改性氯化聚乙烯橡膠構(gòu)成的中膠層，其膠料組 成配合(質(zhì)量份數(shù)）特征是：馬來(lái)酸酐接枝改性氯化聚乙烯橡膠(接枝率2-10%)，100份；過(guò) 氧化二異丙苯（DCP)，1-5份；三聚異氰酸三烯丙酯（TAIC)，2-6份；輕質(zhì)碳酸鈣，20-60份； 白炭黑，20-60份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑，20-60份；活性氧化鎂，5-15份；DOS，10-20份；DOP，10-20 份。
7. 按照權(quán)利要求1所述的改性丁基橡膠構(gòu)成的氣密（內(nèi)膠）層，其特征是：馬來(lái)酸酐接 枝改性溴化丁基橡膠。
8. 按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)骨架層，其特征是：至少六層(雙數(shù))彼此90度角交錯(cuò)呈 45-56度角的連續(xù)高強(qiáng)骨架繩構(gòu)成，每層需雙面掛中膠。
9. 按照權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)骨架繩，其特征是：合成纖維簾子線或合股鋼絲繩，線或 繩單根直徑大于〇. 5mm，單絲扯斷強(qiáng)度高于500N。
10. 按照權(quán)利要求1所述的滾筒旋轉(zhuǎn)預(yù)成形，工藝特征是：在滾筒鋼芯上涂隔離劑后， (1)在鋼芯上，按設(shè)計(jì)厚度成型內(nèi)層改性丁基生膠片，膠片對(duì)接處坡式連接；（2)按45-56度 角纏繞掛膠的高強(qiáng)骨架繩雙數(shù)層(不低于6層)，90度角交叉上布，滾筒兩端300mm內(nèi)各留無(wú) 膠簾子線做預(yù)搭接處理(各簾子線層用聚丙烯膜隔開(kāi)）；整體上中膠膠片，膠片對(duì)接處割坡 口黏合；（3)整體上外覆蓋膠膠片，膠片對(duì)接處割坡口黏合；（4)包加壓水布，穿上膠布護(hù)袋 (防水膠布制成)，進(jìn)硫化罐加壓〇. 4MPa/30min，解開(kāi)水布，沿管體軸向割開(kāi)(一端開(kāi)口的氣 囊）脫芯。
11. 按照權(quán)利要求1所述的邊、角補(bǔ)強(qiáng)熱硫化，工藝特征是：將整體滾筒旋轉(zhuǎn)預(yù)成形、硫 化的氣囊袋體的預(yù)留的開(kāi)口端高強(qiáng)骨架繩編織，使其接頭成連續(xù)狀，同時(shí)貼膠片；在熱合機(jī) 或鄂式平板硫化機(jī)上，進(jìn)行邊、角補(bǔ)強(qiáng)熱硫化。
12. 按照權(quán)利要求7所述的一端開(kāi)口的氣囊，工藝特征是：割開(kāi)一端的開(kāi)口出再加生膠 片用楔形模具平板熱硫化，壓成楔形邊，同時(shí)將開(kāi)口端硫化封口。
13. 按照權(quán)利要求1所述的氣囊，特征是：未充氣時(shí)，扁平狀氣囊尺寸為18-25mm厚長(zhǎng) 6~12m長(zhǎng)X4~6m寬，固定邊(端）呈楔形(封口），中間有充氣嘴。
14.其擋水高度可達(dá)4-8m。
【文檔編號(hào)】E03B7/02GK104343104SQ201410619889
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】陳爾凡, 付耕瑜 申請(qǐng)人:鐵嶺爾凡橡塑研發(fā)有限公司