[发明专利]预应力钢筋混凝土管密封圈

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶密封技术领域，具体涉及了一种预应力钢筋混凝土管密封圈。

背景技术

预应力钢筋混凝土管，英文名Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简称为PCCP，是一种将高强钢丝的抗拉、混凝土的抗压和钢板的防渗有机地结合在一起，充分合理地利用了材料各自的物理力学特性的高品质的输水管材。PCCP是以水力学、土力学和材料科学为基础，在钢材混凝土等建筑材料长期生产、试验、使用过程中质量不断提高，品质不断优化，以及在预应力混凝土技术日益成熟的基础上发展起来的。

国外发达国家的长期使用经验和发展中国家快速推广的无数实践已经证明预应力PCCP是一种性能优良，很有发展前途的多用途管材。我国PCCP生产应用的发展前景非常光明——我国是一个水资源相对缺乏而又分布严重不均衡的国家，随着经济社会的快速发展，以南水北调为标志的水资源优化配置、大规模引调水已经拉开了序幕。随着我国综合国力的增强和环境保护意识的日益提高，采用封闭、有压管道输水必将成为发展的主流。而PCCP密封圈是用于混凝土管接口起密封作用的，以橡胶为基材生产的橡胶密封圈，要求橡胶具有可逆形变的高弹性聚合物，即在高温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大的变形，除去外力后能恢复原状，因而起到绝佳的密封作用。预应力钢筋混凝土管密封圈对PCCP性能的影响不可小觑。

用于预应力钢筋混凝土管道的密封圈，由于制品较大的原因，对产品的硫化速度有较大的要求，同时作为工程产品，对产品本身的基本物性，诸如：扯断强度、扯断伸长率、压缩永久变形性等性能要求较为严格，基于以上工艺和基本物性两方便的要求，针对现有技术中由于配方设计不合理等因素造成的产品性能较差，本发明拟提供一种高性能的预应力钢筋混凝土管密封圈。

发明内容

针对现有使用的预应力钢筋混凝土管密封圈对性能的要求，本发明拟开发一种能够极大地改善密封圈性能的胶料配方，得到一种高性能的预应力钢筋混凝土管密封圈。

本发明的目的在于通过改变胶料配方，通过添加硫化剂和硫化促进剂获得一种最小扯断伸长率达400％、最小拉伸强度达18.6MPa的预应力钢筋混凝土管密封圈。

本发明所述的预应力钢筋混凝土管密封圈选用标准级天然橡胶，杂质含量最低，物理性能优异；确保产品质量稳定。

N330炭黑在配方中为补强材料，对产品的物性有很大的提升；选用美国卡博特公司生产的N330炭黑，补强性能优异，质量稳定，同时对满足多换芳香烃(PAHS)的环保要求有保障。

固体古马隆树脂为软化剂，单用环烷油用量太大，影响产品的物理性能，使用固体古马隆树脂既降低硬度又能增加强度，同时增加产品的粘度和配方中各配合剂的相容度，显著提高合成橡胶的粘性，降低硫化后的剥离现象；增塑效果良好，提高压延、压出的半成品的表面质量，使得加工工艺变得容易，提高炭黑在胶料里的分散程度。固体古马隆树脂含有酚基，所以可以提高胶料的耐老化性能；软化点越高起到的补强性越好，压缩强度、撕裂强度、曲挠性都有所提高。

CC粉是碳酸钙的一种，配方中作为填充剂，主要为了降低成本，同时尽可能较小影响产品的性能，用量控制在10wt％-20wt％。选用经脂肪酸表面改性碳酸钙(白艳华CC粉)，该材料补强性能大于常用的轻质碳酸钙，硫化后产品的伸长率、撕裂强度、耐屈挠龟裂都优于轻质碳酸钙，同时对产品的安装的应变性、实用性、弹性和使用寿命有较大的帮助。

环烷油作为本胶料配方的增塑剂，可有效增加橡胶分子链间的距离，减少分子链间的作用，并产生润滑作用，使分子链之间容易滑动，改善炭黑的分散性能，增加硫化成型时流动性，改善混炼和硫化成型工艺；同时用于调整制品的硬度。由于环烷油与天然橡胶的相容性较好，该环烷油污染性较芳烃油小；同时不影响制品的热空气老化性能，不易挥发。

综上所述，本发明的提供一种高性能的预应力钢筋混凝土管密封圈，其胶料配方如下：

本发明的预应力钢筋混凝土管密封圈，由天然胶、N330炭黑、CC粉、固体古马隆树脂和环烷油组为主要成分，同时添加由氧化锌、硬脂酸1801、防老剂2246、石蜡和聚乙二醇PEB4000构成的活性体系和防老体系及由M+DTDM+TMTD+CZ混合而成的促进剂和硫化剂S+DTDM混炼而成。

作为主要成分的含量为(质量百分比wt％)：

活性剂体系的含量为(质量百分比wt％)：

氧化锌(99.7％)     2-2.5

硬脂酸1801         1.5-2.3