申请日2014.11.19
公开(公告)日2015.03.11
IPC分类号C08L23/34; C08L27/18; C08L45/02; C08K13/06; C08K9/04; B29C45/76; C08K3/04; C08K5/521; C08K5/09; C08K3/22; B29B7/28; C08K3/30
摘要
本发明涉及一种既具有良好的防辐射功能，又具有良好的耐油、耐硝酸功能的核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里及其制备方法，氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂10-30份、N-990炭黑49-51份、喷雾炭黑29-31份、磷酸三甲苯酯1-13份、古马隆树脂5.5-6.5份、硬脂酸1.5-2.5份、硫脲促进剂0.8-1.2份、氧化镁1.4-1.6份。优点：本申请用于核电站地面排水和服务排水等放射性物质含量低的废水处理装置，不仅具有良好的耐油、耐水、耐化学药品之特性外，而且耐辐射性。
权利要求书
1.一种核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里，其特征重量配比是：氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂10-30份、N-990炭黑49-51份、喷雾炭黑29-31份、磷酸三甲苯酯1-13份、古马隆树脂5.5-6.5份、硬脂酸1.5-2.5份、硫脲促进剂0.8-1.2份、氧化镁1.4-1.6份。
2.根据权利要求1所述的核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里，其特征是：所述氯磺化聚乙烯橡胶生胶牌号为Hypalon-20，氯含量为29%，ML1+4100℃=30。
3.一种核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的制备方法，其特征是：
(1)预混填料的制备：在常温下将50份分散聚四氟乙烯、40份200目的硫酸钡、10份增粘树脂加入万能粉碎机中，通过固定刀片和高速旋转刀片使预分散混合，防止混炼时分散法聚四氟乙烯树脂被挤压成团难于均匀分散在橡胶基体中;
(2)胶料混炼：
一段混炼：采用90立升全自动密炼生产线进行，依次将生胶、防老剂加入密炼机，然后将软化剂与炭黑加入，混炼5～10分钟，在120～130℃下排胶，主要操作要点如下：按顺序依次称好生胶、小料，通过输送带将其投入密炼机;投炭黑完毕，上顶栓下降，将转速调至35，混炼约120秒后升栓，注入软化剂，上顶栓下降，混炼150秒; 打开下顶栓，上顶栓升栓，排胶，30秒后关闭下定栓;
二段混炼：将密炼机排料放入开炼机拉片冷却，待胶料冷却至60℃以下时，将硫化剂、促进剂加入，翻捣均匀，放厚辊距5～7mm下片，投入硬脂酸锌水溶液冷却，悬挂风干进入下一工序;
停放和过滤：上述混炼胶冷却后在室温下停放8小时以上，重新返炼出条，用滤胶机进行过滤，滤网为100目，滤胶温度为80℃以下;
切割下片：过滤好的胶料在开炼机上出成5～7mm胶片，并切割成300×400mm的胶片，冷却后叠放入塑料袋、包裹后装箱;
(3)胶板挤出：橡胶衬里胶板的生产是采用胶板挤出预成型机来完成的，在保证胶料焦烧安全性的前提下，挤出预成型机的加工温度尽可能高一些，以便于提高挤出速度。
4.根据权利要求3所述的核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的制备方法，其特征是：采用如下工艺参数进行胶板挤出：螺杆转速：60～100rpm;温度: 喂料口40～60℃、机筒一区 70～80℃、机筒二区 80～100℃、螺杆70～80℃、机头80～90℃。
5.根据权利要求3所述的核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的制备方法，其特征是核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里技术指标：
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说明书
核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种既具有良好的防辐射功能，又具有良好的耐油、耐硝酸功能的核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里及其制备方法，属特种橡胶衬里制造领域。
背景技术
核电站废水主要包括运行中产生的工艺排水、化学排水及地面排水和服务排水。 其中：工艺排水为杂质含量很低的放射性废水，主要来源于硼回收系统和反应堆冷却系统等工段;化学排水的杂质含量和放射性活度都较高，悬浮物最大可达500mg/L，主要包括热实验室和去污厂房等产生的废水;地面排水和服务排水放射性浓度较低，含有油和一定的悬浮物等，含油废水的来源为: (1)汽轮机、发电机及补水泵的油系统, 以及汽轮机厂房内的凝汽器泵房油系统; (2) 柴油发电机组、燃料及润滑油系统;(3) 有可能发生油喷溅和泄漏的房间地面排水; (4)应急排油以及室外变压器雨水坑的雨水;(5)电缆房间以及阻燃电缆的电缆通道等灭火后排水。虽然地面排水和服务排水放射性物质含量低，可以按照常规的污水处理办法进行，但处于安全考虑，其污水处理系统橡胶衬里的材料除考虑耐油、耐水、耐化学药品之外，还要适当考虑耐辐射性。
发明内容
设计目的：设计一种既具有良好的防辐射功能，又具有良好的耐油、耐硝酸功能的核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里及其制备方法。
设计方案：在EPDM、SBR、CR、NBR、CE-IIR 诸多橡胶中, EPDM 显示出较好的抗射线辐照特性。众所周知，EPDM的耐化学药品性能、耐水、耐天侯、耐臭氧性能都是非常优异的。但是，EPDM的粘合性能、耐油性能比较差，所以它作为核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的材料显然是不合适的。但是，氯磺化聚乙烯橡胶和EPDM都属于饱和性橡胶，其分子主链没有不饱和双键，而且还含有极性的侧基，对于环境(化学药品、臭氧、辐射等)比较稳定，具有良好的粘合性、耐油性能以及加工工艺性能。该技术将其作为橡胶基体材料应该是比较理想的选择。此外，通过添加分散法聚四氟乙烯、表面处理硫酸钡等填料，使其耐酸、耐油性能更加优异，以满足核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的需要。
1、氯磺化聚乙烯橡胶和EPDM都属于饱和性橡胶，其分子主链没有不饱和双键，而且还含有极性的侧基，对于环境(化学药品、臭氧、辐射等)比较稳定，具有良好的粘合性、耐油性能以及加工工艺性能。该技术将其作为橡胶基体材料应该是比较理想的选择。
2、分散法聚四氟乙烯树脂，为白色粘散型粉料，具有高度的化学稳定性和耐化学腐蚀性，如：耐强酸、强碱和强氧化剂，有突出的耐热、耐寒、耐磨性，长期使用的温度范围-190℃～+250℃，磨擦系数小、自润滑性能好、电性能优异、耐辐射、不吸水、不燃烧和优良的耐大气老化等特性。将其作为填充剂与橡胶基体复合，将会对橡胶材料的耐酸性、耐辐射性以及耐油性有所改善。
3、本来分散法聚四氟乙烯粉是用于糊状挤塑加工的一种氟树脂，如果将其与橡胶直接进行机械混炼，必然造成其在橡胶基体中结团。所以，必须对其进行预处理加工。
本发明首先将其与耐酸性良好的钛酸酯表面处理硫酸钡填料、增粘树脂进行预混，将分散法聚四氟乙烯粉预混填料，然后将其与生胶、其他配合剂混炼成胶料。
技术方案1：一种核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里，氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂10-30份、N-990炭黑49-51份、喷雾炭黑29-31份、磷酸三甲苯酯1-13份、古马隆树脂5.5-6.5份、硬脂酸1.5-2.5份、硫脲促进剂0.8-1.2份、氧化镁1.4-1.6份。
技术方案2：一种核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的制备方法， (1)预混填料的制备：在常温下将50份分散聚四氟乙烯、40份200目的硫酸钡、10份增粘树脂加入万能粉碎机中，通过固定刀片和高速旋转刀片使预分散混合，防止混炼时分散法聚四氟乙烯树脂被挤压成团难于均匀分散在橡胶基体中;(2)胶料混炼：一段混炼：采用90立升全自动密炼生产线进行，依次将生胶、防老剂加入密炼机，然后将软化剂与炭黑加入，混炼5～10分钟，在120～130℃下排胶。主要操作要点如下：按顺序依次称好生胶、小料，通过输送带将其投入密炼机;投炭黑完毕，上顶栓下降，将转速调至35，混炼约120秒后升栓，注入软化剂，上顶栓下降，混炼150秒; 打开下顶栓，上顶栓升栓，排胶，30秒后关闭下定栓;二段混炼：将密炼机排料放入开炼机拉片冷却，待胶料冷却至60℃以下时，将硫化剂、促进剂加入，翻捣均匀，放厚辊距5～7mm下片，投入硬脂酸锌水溶液冷却，悬挂风干进入下一工序;停放和过滤：上述混炼胶冷却后在室温下停放8小时以上，重新返炼出条，用滤胶机进行过滤，滤网为100目，滤胶温度为80℃以下;切割下片：过滤好的胶料在开炼机上出成5～7mm胶片，并切割成300×400mm的胶片，冷却后叠放入塑料袋、包裹后装箱;(3)胶板挤出：橡胶衬里胶板的生产是采用胶板挤出预成型机来完成的，在保证胶料焦烧安全性的前提下，挤出预成型机的加工温度尽可能高一些，以便于提高挤出速度。
本发明与背景技术相比，本申请用于核电站地面排水和服务排水等放射性物质含量低的废水处理装置，不仅具有良好的耐油、耐水、耐化学药品之特性外，而且耐辐射性。
具体实施方式
实施例1：一种核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里，重量配比是：氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂10-30份、N-990炭黑49-51份、喷雾炭黑29-31份、磷酸三甲苯酯11-13份、古马隆树脂5.5-6.5份、硬脂酸1.5-2.5份、硫脲促进剂0.8-1.2份、氧化镁1.4-1.6份。
1、本技术将以将氯磺化聚乙烯橡胶(生胶牌号为Hypalon-20，氯含量为29%，ML1+4100℃=30)为核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里材料的基体材料，以满足该产品的耐油、耐硝酸之耐辐射以及橡胶衬里材料的混炼、挤出胶板成型工艺、与金属的粘合等工艺性能。
2、将分散法聚四氟乙烯树脂(上海三爱富公司产品，FR203A平均粒径为500μm，体积密度为500g/l)与耐酸性良好的钛酸酯表面处理硫酸钡填料、增粘树脂(AD-2000)进行预混(配比为：FR203A/硫酸钡/ AD-2000=50/40/10)，再将其作为填充剂与橡胶基体复合，将会对橡胶材料的耐酸性、耐辐射性以及耐油性有所改善。
3、采用热裂法炭黑(N-990)、喷雾炭黑等低结构炭黑填充，改善胶料的耐介质性能，并改善挤出胶板的工艺性能。
4、采用金属氧化物(氧化镁)和硫脲促进剂(ETU-80)组成硫化体系。
5、采用磷酸三甲苯酯和古马隆树脂组成增塑剂体系。
实施例2：在实施例1的基础上，氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂10-30份、N-990炭黑50份、喷雾炭黑30份、磷酸三甲苯酯12份、古马隆树脂6份、硬脂酸2份、硫脲促进剂1份、氧化镁1.5份。
实施例3：在实施例1的基础上，氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂10份、N-990炭黑49份、喷雾炭黑29份、磷酸三甲苯酯11份、古马隆树脂5.5份、硬脂酸1.5份、硫脲促进剂0.8份、氧化镁1.4份。
实施例4：在实施例1的基础上，氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂30份、N-990炭黑51份、喷雾炭黑31份、磷酸三甲苯酯13份、古马隆树脂6.5份、硬脂酸2.5份、硫脲促进剂1.2份、氧化镁1.6份。
实施例5：在实施例1的基础上，氯磺化聚乙烯橡胶100份、预混填充剂15份、N-990炭黑49.5份、喷雾炭黑29.5份、磷酸三甲苯酯12.5份、古马隆树脂5.8份、硬脂酸1.9份、硫脲促进剂1.1份、氧化镁1.45份。
实施例6：在实施例1的基础上，一种核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里的制备方法，(1)预混填料的制备：在常温下将50份分散聚四氟乙烯、40份200目的硫酸钡、10份增粘树脂加入万能粉碎机中，通过固定刀片和高速旋转刀片使预分散混合，防止混炼时分散法聚四氟乙烯树脂被挤压成团难于均匀分散在橡胶基体中;(2)胶料混炼：一段混炼：采用90立升全自动密炼生产线进行，依次将生胶、防老剂加入密炼机，然后将软化剂与炭黑加入，混炼5～10分钟，在120～130℃下排胶。主要操作要点如下：按顺序依次称好生胶、小料，通过输送带将其投入密炼机;投炭黑完毕，上顶栓下降，将转速调至35，混炼约120秒后升栓，注入软化剂，上顶栓下降，混炼150秒; 打开下顶栓，上顶栓升栓，排胶，30秒后关闭下定栓;二段混炼：将密炼机排料放入开炼机拉片冷却，待胶料冷却至60℃以下时，将硫化剂、促进剂加入，翻捣均匀，放厚辊距5～7mm下片，投入硬脂酸锌水溶液冷却，悬挂风干进入下一工序;停放和过滤：上述混炼胶冷却后在室温下停放8小时以上，重新返炼出条，用滤胶机进行过滤，滤网为100目，滤胶温度为80℃以下;切割下片：过滤好的胶料在开炼机上出成5～7mm胶片，并切割成300×400mm的胶片，冷却后叠放入塑料袋、包裹后装箱;(3)胶板挤出：橡胶衬里胶板的生产是采用胶板挤出预成型机来完成的，在保证胶料焦烧安全性的前提下，挤出预成型机的加工温度尽可能高一些，以便于提高挤出速度。采用如下工艺参数进行胶板挤出：螺杆转速：60～100rpm;温度: 喂料口40～60℃、机筒一区 70～80℃、机筒二区 80～100℃、螺杆70～80℃、机头80～90℃。
其核电站废水处理系统用耐油耐硝酸橡胶衬里技术指标：
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需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。