1、橡胶衬里1 概述橡胶衬里具有防护金属或其它基体免受多种介质侵蚀的能力。各种橡胶衬里不仅能耐受酸、碱、无机盐及很多有机物的腐蚀，而且具有良好的综合性能，如弹性、耐磨性、抗冲击性、耐弯曲性、吸震性及与金属或其它基体的粘合性能。橡胶衬里广义上是指“衬胶”技术，即在金属或其它基体上衬贴橡胶材料，形成连续、封闭性隔离层以防护介质对基体的侵蚀、磨蚀等物化损伤。橡胶衬里在工业上应用已有 100 多年的历史。在行业处于天然橡胶加工的时代，橡胶衬里主要采用热硫化（以硫化罐法为主）硬质、半硬质胶，以提高其抗腐蚀和粘接性能。随着高分子材料的发展，多种合成橡胶（氯丁、丁基、卤化丁基、乙丙、氯磺化聚乙烯、丁腈、氟橡胶）
2、及其它材料逐渐引入了橡胶衬里，使其在耐酸、碱、油、耐热、抗冲击、高弹等性能上有了实质性进展。近二十年来为满足大型设备的防腐蚀要求，衬胶技术也在不断进步。常压蒸汽硫化、热水硫化衬胶工艺日臻完善，自然硫化、预硫化衬胶也已经大面积推广应用。此外液态（溶液、乳液、悬浮液、无溶剂液体）橡胶材料的防腐蚀涂层及热塑性弹性体的热喷涂工艺，也在一定领域中趋向实用。橡胶衬里防腐性能可靠，施工简便、快捷，且成本较低，在各种防腐措施中占有重要地位，特别是在承受复杂应力和强烈腐蚀的苛刻工作条件下及大型设备容器的防腐蚀方面，橡胶衬里更是首选的重要方法之一。10.2 术语与分类10.2.1 术语（1）橡胶衬里：在金属或其它
3、基体上贴衬橡胶材料，形成连续、封闭性隔离层以防护介质对基体的侵蚀、磨蚀等物化损伤。（2）衬里用橡胶板：将橡胶及其配合剂混合后，进行混炼、返炼，然后经挤出机或压延机生产的厚度大于 1mm 的橡胶板。（3） 硬胶：俗称胶木胶，是具有极高化学饱和度的橡胶，邵尔 D 硬度可达 7085度。天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶以及异戊二烯橡胶等都可制成不同特性的硬质胶，其抗腐蚀性能比相应的软质胶要好，范围也宽，但耐磨、抗冲击性能较差。硬质胶与金属的粘接强度高，只要硫化充分就可获得理想的硬质衬里。硬质胶是热塑性材料，一般在 70以上就会明显变软，所以选用时应慎重考虑。另外硬质胶不能承受过度的冲击、震动、变形和温度
4、的骤然升降，其热膨胀率比钢要大 35倍，并且在低于-5时易脆裂，这些都需要在设计衬里时综合权衡。（4） 半硬胶：邵尔 D 硬度为 4070 度的橡胶衬里。半硬胶的耐腐蚀性能不如硬质胶，但比软质胶强。半硬胶的韧性、抗冲击、耐形变、耐寒性能比硬质胶稍强。半硬胶可在经受较大温度变化（-570） 、机械振动不太剧烈、介质侵蚀不十分苛刻的环境中使用。（5） 软质胶：邵尔 A 硬度为 4585 度的橡胶衬里。在以硬度划分衬里种类时，特指天然、丁苯等不饱和橡胶制成的软质防腐衬里。软质胶有高弹、耐磨、延伸率大、柔韧抗曲挠和吸收震动等特性。能适应温度的急剧波动，能承受外力作用下的设备变形，能抗冲击和震动。由于软
5、质胶的耐腐蚀性能一般，故常被用作硬质衬里的缓冲耐磨层。（6） 热法衬胶：凡需加热才能完成硫化过程的衬里统称热法衬胶。热法衬胶可分为：高压硫化衬胶和常压硫化衬胶。（7） 高压硫化衬胶：在蒸汽压力达 0.30.5MPa，温度 135155条件下硫化的衬里。高压硫化衬胶可分为：硫化罐法衬胶和本体硫化衬胶。（8）硫化罐法衬胶：衬胶设备放入硫化罐后通蒸汽（压力 0.30.5MPa）使衬里硫化。（9）本体硫化衬胶：衬胶设备中通入蒸汽（压力 0.30.5MPa）使衬里硫化。（10）常压硫化衬胶：在常压条件下（1atm 左右）加热使衬里硫化。常压硫化衬胶可分为：常压蒸汽衬胶和热水硫化衬胶。（11）常压蒸汽衬胶
6、：衬胶设备通入常压蒸汽升温至 9095，经 2036h 使衬里硫化。（12）热水硫化衬胶：衬胶设备中灌满水后升温至 9095，经 2036h 使衬里硫化。（13）冷法衬胶：不需加热硫化的橡胶衬里统称冷法衬胶。冷法衬胶可分为预硫化橡胶衬里、自然硫化衬里、复合衬里。（14）预硫化橡胶衬里：将预先硫化好的橡胶板用胶粘剂粘在设备上形成的衬里。预硫化衬里多以丁基、乙丙等饱和型橡胶为主材料制成。此类衬里弹性好、延伸率大、耐磨、耐曲挠，能适应温度（-4080）的急剧变化。预硫化衬里还具有施工简单、贮运方便、耐介质范围广、使用寿命长、维修更新容易等优点，特别适用于大型设备衬胶。预硫化衬里的缺点是粘接强度不如热
7、法衬胶和自然硫化衬胶。（15）自然硫化衬里：将未硫化胶板用胶粘剂粘在设备上，经室温条件下放置 13 个月形成的衬里。自然硫化衬里也是一种软质衬里，多以氯丁、溴化丁基等橡胶制成。自然硫化衬里具有预硫化衬里的全部特性，其粘接性能比预硫化胶好得多，但需在较低温度下贮运，贴衬后要放置较长时间方能投产，使人略感美中不足。（16）复合衬里：两种（或两种以上）胶板复合在一起形成的衬里。复合衬里可分为：预硫化复合衬里、预硫化/自然硫化复合衬里。（17）预硫化复合衬里：衬里用胶板为双层结构。防腐层一般由饱和型橡胶（丁基、乙丙等）制成厚度为 13.5mm；粘合层一般为通用型橡胶（氯丁、丁苯、顺丁等）制成厚度约为
8、0.5mm。此类衬里比普通预硫化衬里易粘接。（18）预硫化/自然硫化复合衬里：先将自然硫化衬里贴在设备上，再贴预硫化衬里。此类衬里既保留了自然硫化衬里与基体贴合牢固的特色，又兼有了预硫化衬里投产速度快的优点。10.2.2 分类（1）按硬度分类在行业处于天然橡胶加工的时代，橡胶衬里主要采用加热硫化（以硫化罐法为主） ，分为硬胶、半硬胶和软胶三类。硬质、半硬质胶用来提高其抗腐蚀和粘接性能，软胶用来改善衬里的抗冲击和耐磨性能。在当时的历史条件下，橡胶衬里只要分清硬度就可知其用途。 （2）按硫化工艺分类橡胶衬里按硫化工艺分类见图 10-1。图 10-1 橡胶衬里按硫化工艺分类10.3 衬里用橡胶板力学
9、和耐腐蚀性能10.3.1 衬里力学性能见表 101。表 101 衬里用橡胶板力学性能加热硫化衬里 自然硫化衬里 预硫化衬里项 目硬胶 半硬胶 软胶溴化丁基氯丁 丁基氯化丁基氯丁邵尔 A 度 / / 4080 5570 5065硬度 邵尔 D 度 7085 4070 / / / / /拉伸强度/ MPa 10 10 9 5 8 6 4 8橡胶衬里热法衬里 冷法衬里高压硫化衬里 常压硫化衬里 预硫化衬里 自然硫化衬里 复合衬里硫化罐法衬里本体硫化衬里 常压蒸汽衬里 热水硫化衬里 预硫化复合衬里 预硫化/自然硫化复合衬里扯断伸长率/ % / 30 350 350 350 350 350 350扯断永
10、久变形/ % / / 40 40 40 30 30 30横向抗折断强度 /MPa 65 / / / / / / /冲击强度/ J/m3 200103200103/ / / / / /与钢的粘合强度（拉伸法）/ MPa 6.0 6.0 / / / / / /与钢的粘合强度（单板法）/ kN/m / / / 6.0 6.0 2.8 2.8 2.8注：表 101 摘自 GB18241.1-2001橡胶衬里 第 1 部分 设备防腐衬里 。10.3.2 耐化学腐蚀性能 衬里用橡胶板的耐腐蚀性能见表 102。 表 102 衬里用橡胶板的耐腐蚀性能浸泡时间 d 7试验温度 232 702 852 8540%
11、H2SO4 /W % -2+1 -2+3 -3+5 -3+520%HCl / W % -2+2 -2+8 -3+10 -3+1070%H3PO4 /W % -2+1 -2+3 -3+5 -3+5代表性介质 40%NaOH /W % -2+1 -2+3 -3+5 -3+5浓度其它介质 /W % -2+1 -2+3 -3+10 -3+10注：表 102 摘自 GB18241.1-2001橡胶衬里 第 1 部分 设备防腐衬里 。10.4 衬里用橡胶板配方组成由于各种橡胶的化学成分不同，其力学及耐腐蚀性能有较大差异。虽然配合技术可在不同程度上对橡胶的某方面性能进行改善，但合理选择胶种仍是决定衬里使用效
12、能的一个重要因素。本节将列举多种衬里常用橡胶板的耐腐蚀性能和经典配方以供参考。10.4.1 天然橡胶（NR）板天然胶是橡胶树通过生物合成产出的乳液经凝固、干燥、压片、烟熏等工艺制成的一种高分子弹性体。它的主要成分是聚异戊二烯。天然橡胶在弹性、强度、延伸率、耐寒、耐磨、耐曲挠等综合性能方面是通用橡胶中的佼佼者。使用天然橡胶（单用或与丁苯等橡胶并用）可以生产软质、半硬质和硬质橡胶衬里。从化学结构方面看，天然橡胶并不是一种很好的耐蚀材料，主链上的大量双链是受介质侵蚀的薄弱环节，这就是软质衬里力学性能虽好，但耐腐蚀性能有限的根本原因。在天然橡胶中加入大量硫磺（3040%）就可以将其主链上的双键完全饱和
13、。高度的饱和使天然橡胶由高弹态转入钢弹态形成了硬质橡胶。硬质橡胶的耐介质性能极佳，不仅能耐受多种无机酸、碱、盐的侵蚀，还可以耐大多数醇类、部分有机酸、湿氯气等强氧化型介质的侵蚀。硬质橡胶的抗冲击性能差，长期使用温度不宜超过 70，短时使用温度可以高些。耐化学腐蚀性能：见本章附表。（1）胶板配方表 103 列举了三种胶板的配方。表 103 天然橡胶软质、半硬质、硬质胶板配方配方编号材料名称 NR软 NR半硬 NR硬天然橡胶氧化镁100/10021002氧化锌 5 3 3硬脂酸 2 1.5 1.5硫磺 3 25 40促进剂 D 0.5 0.5促进剂 TMTD 0.5 / /喷雾炭黑 60 60 硬
14、质胶粉 60硫酸钡 50 35 20防老剂 2 2 2软化剂 10 2 2合计 234 231 231（2）胶浆胶料配方表 104 列出衬里用胶浆胶料配方。表 104 衬里用胶浆胶料配方配方编号材料名称胶浆胶天然橡胶 100硫磺 40硫酸钡 40防老剂 2氧化铁 20氧化铅 5萜烯树脂 5合计 21210.4.2 丁苯橡胶（SBR）板丁苯橡胶是以丁二烯和苯乙烯为单体，在乳液或溶液中经催化共聚得到的高聚物弹性体。丁苯橡胶适于制造软质胶、半硬胶和硬质胶。丁苯橡胶软质胶的抗腐能力与天然橡胶大致相同，但与盐酸接触时由于不能形成氯化物保护膜而更易受侵蚀。制成硬胶后丁苯橡胶的耐蚀性能明显提高。不仅能在 6
15、5浓盐酸中长期使用，而且还能耐甲酸、乙酸、糠醛等有机物。在 65以下也可以耐干、湿氯气。丁苯橡胶的耐热性能稍高于天然橡胶。二者并用可以在物理性能和工艺性能上相互补充，故常被衬里生产商选用。并用胶配方见表 105（表 105 所列胶料可用表 104 的胶浆粘接） 。丁苯橡胶的耐腐蚀性能见本章附表。表 105 丁苯橡胶与天然橡胶并用配方配方编号 NS软 NS半硬 NS硬材料名称天然橡胶 60 60 60丁苯橡胶 40 40 40氧化锌 5 3 3氧化镁 / 2 2硬脂酸 2 1.5 1.5促进剂 D / 0.5 0.5促进剂 TMTD 0.5 / /防老剂 2 2 2喷雾炭黑 70 70 高耐磨炭
16、黑 30硫酸钡 50 45 20凡士林 10 2 2硫磺 2 25 40硬质胶粉 / / 60合计 243 251 26110.4.3 丁腈橡胶（NBR）板丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳化共聚而制得的高分子弹性体。丁腈橡胶以优异的耐油性著称，对非极性和弱极性油类如汽油、脂肪族油、植物油、脂肪酸有极好的抗油性，但芳香族溶剂、卤代烃、酮及酯类等极性较大的溶剂对其有溶胀作用。丁腈软胶耐碱和耐酸性能较好，对强氧化性酸和浓酸抵抗力较差。丁腈硬质胶的耐介质性能优于软胶，耐热性能比天然硬胶好，适用温度可达 90。丁腈橡胶中的丙烯腈含量对其物理化学性能影响较大，设计配方时应根据使用条件选择适用的牌号。丁腈橡胶
17、的耐腐蚀性能见本章附表，胶板配方见表 106。表 106 丁腈橡胶板配方配方编号材料名称 NBR软 NBR半硬 NBR硬丁腈橡胶 100 100 100氧化锌 5 5 5硬脂酸 1.5 1.5 1.5促进剂 D / 0.5 0.5促进剂 TMTD 0.5 / /促进剂 DM 1.5 / /增塑剂 DBP 10 1 1高耐磨炭黑 40 40 30陶土 60 60 60防老剂 2 2 2硫磺 1.5 25 35合计 222 235 23510.4.4 氯丁橡胶（CR）板氯丁橡胶是由 2氯1，3 丁二烯聚合而成的高分子弹性体。氯丁属自补强型橡胶，除了良好的力学性能外还具有耐候、阻燃、耐油和耐多种介质
18、腐蚀等优异性能。氯丁橡胶适于制造软质衬里，也常采用其液态作防腐涂层。氯丁橡胶的粘接力极强，易与多种材料粘接。这不仅便于它用作衬里，而且也可用它制造胶粘剂，广泛用于金属与其它材料的粘接。氯丁橡胶具有优良的耐老化（耐候、耐臭氧）性能，它的耐热性能也远优于天然和丁苯橡胶。氯丁橡胶在碱液和磷酸、硼酸、稀硫酸（10%以下）中十分稳定，用其制造的磷酸贮罐使用寿命可超过十五年。氯丁橡胶易在较低温度（100以下）下硫化，适用于自然硫化衬里和涂层。氯丁橡胶耐浓盐酸、氢氟酸、硝酸、次氯酸和氯气的性能较差。氯丁橡胶的耐腐蚀性能见本章附表，胶板配方举例见表 107。表 107 氯丁橡胶板配方配方编号材料名称 CR1#
19、氯丁橡胶 100氧化镁 4氧化锌 5硬脂酸 1喷雾炭黑 60陶土 40操作油 10防老剂 A 1防老剂 D 1合计 22210.4.5 氯磺化聚乙烯（CSM ）板氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物，它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，其结构规整性被破坏而变为在常温状态下柔软而有弹性的高聚物。氯磺化聚乙烯是比较新的合成橡胶，主要分 20、30、40 和 45 型。20 和 30 型用于涂料工业，40 和 45 型用作橡胶制品。氯磺化聚乙烯主链不含双键，化学性质比较稳定，耐日光老化、耐臭氧及耐化学药品性远优于天然、丁苯等不饱和型橡胶。由于氯的引入使其具有一定的阻燃和耐油性能，它的耐磨、耐热性能也比较好，可长期
20、在 120环境中使用。氯磺化聚乙烯的耐氧化性酸的能力较强，可在常温条件下耐 50%的铬酸、20%以下的硝酸、50% 以下的硫酸和次氯酸盐，此外它的耐碱性也很好。氯磺化聚乙烯的耐腐蚀性能见本章附表，胶板配方举例见表 108。表 108 氯磺化聚乙烯衬里配方配方编号材料名称 CSM1#氯磺化聚乙烯 100氧化铅 20硬脂酸 3促进剂 DM 1.5促进剂 TRA 0.5环氧树脂 5半补强炭黑 40陶土 80DBP 20防老剂 NBC 1硫磺 1合计 27210.4.6 聚异丁烯、丁基橡胶和卤化丁基橡胶板聚异丁烯是异丁烯在低温（-75）条件下用路易斯酸（如 BF3）做催化剂聚合而成的一种高聚物，分子量
21、在 150103200103。异丁烯在室温下用 BF3 催化可制得低分子量均聚物。这种均聚物主要用来生产不干胶（如标签、不干胶、捕鼠胶等） 。聚异丁烯是一种热塑性弹性体，它不能硫化，在室温下还有一定的冷流性，只能用添加大量补强性炭黑或与其它塑料（如聚乙烯、聚苯乙烯）并用才能制成尺寸稳定的板材。丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯采用离子型聚合法共聚而成的一种线型无凝胶弹性体，它可用普通硫化体系进行硫化。丁基橡胶的硫化速度慢，与不饱和橡胶相容性差，粘接性能不好。为克服以上缺点，人们又发明了卤化丁基橡胶。上世纪 60 年代初美国 Exxon 公司成功开发了氯化丁基橡胶，70 年代加拿大 PoLysar
22、公司（后被德国 Byeer 公司并购）成功开发了溴化丁基橡胶。卤化丁基橡胶比丁基橡胶更易硫化，耐热、耐老化、耐曲挠、耐臭氧性能更好。聚异丁烯的化学性质十分稳定，可耐硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、稀硝酸等多种无机酸；氢氧化钠、氢氧化钾等强碱。耐老化和耐水性能也不错，只是耐热和耐磨性能不佳。丁基橡胶具有高饱和度、低渗透性（气密性为通用橡胶之冠） ，适于制作衬里材料。它在浓盐酸、浓磷酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氟酸中长期浸泡可不被侵蚀。它的耐碱性极好，对苛性碱和氨水都能抵御。在极性有机物中丁基橡胶能耐丙酮、甲醛、醋酸、柠檬酸和大部分醇类。丁基橡胶耐植物油的性能优于天然胶，在接触卤素、芳烃、卤代烃、矿物油时不宜
23、选用丁基胶。氯化丁基橡胶的耐介质性能与丁基橡胶类似，由于交联密度比丁基橡胶明显增加，对某些介质的耐蚀性还有所提高。氯化丁基橡胶与金属的粘合性能比丁基橡胶好，可用于制作预硫化衬里。氯化丁基橡胶的硫化速度比丁基橡胶快，但除了醌肟类物质外，其它硫化体系很难使其在室温条件下自然硫化。溴化丁基橡胶与氯化丁基橡胶的许多性质基本相同，两者都保持了丁基橡胶所具有的气密性好、耐老化、耐热、耐候、耐曲挠疲劳性能和耐化学介质侵蚀性能。溴化丁基橡胶的硫化速度比氯化丁基橡胶还快，可用来制造自然硫化防腐衬里。上述橡胶的耐腐蚀性能见本章附表，聚异丁烯胶板配方举例见表 109，丁基、氯化丁基、溴化丁基配方举例见表 1010。
24、表 109 聚异丁烯胶板配方配方编号材料名称 1# 2#聚异丁烯 100 100槽法炭黑 100 120热裂法炭黑 / 80石墨 100 /硬脂酸锌 / 10石蜡油 / 7聚乙烯 / 40合计 300 357表 1010 丁基、氯化丁基、溴化丁基胶板配方配方编号材料名称 IIR1# CIIR1# BIIR1#丁基橡胶 100 / /氯化丁基橡胶 / 100 /溴化丁基橡胶 / / 100氧化锌 5 5 5硬脂酸 1 1.5 1.5高耐磨炭黑 40 通用炭黑 60 30重晶石粉 40 40 40煅烧陶土 20 / 30石蜡油 15 10 10防老剂 NBC 1 1 1防老剂 2246 1 1 1
25、防老剂 TMTD 1 0.5 0.5防老剂 ZDC 1 1 1防老剂 DM 1.5 1.5 1.5硫磺 1.5 1.5 1.5合计 228 223 22310.4.7 乙丙橡胶（EPR）板三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯加少量第三单体聚合而成。常用的第三单体主要是双环戊二烯（DCPD ） 、乙叉降冰片烯（ ENB）和 1，4 己二烯（HD） 。第三单体的品种和含量对乙丙橡胶的硫化速度有很大影响，乙烯、丙烯的并用比例会影响其力学性能。乙丙橡胶耐热、耐老化、耐候、耐臭氧性能在通用橡胶中是最好的，它的耐化学品性能也非常优秀。乙丙橡胶可耐各种浓度的盐酸、磷酸、70%以下的硫酸、40%以下的氢氧化钠、氢氧化钾
26、以及丙酮、甲醛、乙醇等多种强极性有机物和大部分无机盐。二元乙丙橡胶是乙烯、丙烯的共聚物。它的硫化速度缓慢且不能用硫磺硫化。二元乙丙的耐老化性能极优，但因在硫化工艺方面的缺陷限制了其应用范围。乙丙橡胶的耐腐蚀性能见本章附表，胶板配方举例见表 1011。表 1011 乙丙橡胶板配方配方编号材料名称1# 2#三元乙丙橡胶 100 /二元乙丙橡胶 / 100氧化锌 5 5硬脂酸 1 1促进剂 TRA 1 /促进剂 DM 1.5 /高耐磨炭黑 40 40硫酸钡 60 60操作油 10 10硫磺 1.5 /DCP / 7合计 222 22310.4.8 聚硫橡胶（Polysulfide rubber）聚硫
27、橡胶是一种特种合成橡胶，这类橡胶的分子链是饱和的，在主链上含有硫原子构成的C S键和S S键。聚硫橡胶曾是早期合成橡胶中的重要品种，由于它硫化时产生强烈臭味而逐步被其它合成橡胶替代。聚硫橡胶不仅有很好的耐腐蚀性能，而且有优良的耐油、耐臭氧、耐寒性能。它的气透性相当低，和金属及其它材料的粘合性能也不错，适宜用作要求耐油且防化学腐蚀的橡胶衬里。聚硫橡胶有固态、液态和胶乳三种类型，每类各有很多品种和牌号。三种类型中以液态橡胶产量最大（约占总产量的 80%） ，制造衬里也主要采用此类聚合物。液态聚硫橡胶分子中有反应性很强的巯基、多种无机金属氧化物、过氧化物和有机过氧化物，配以适量的促进剂，就能使其在室
28、温条件下固化成高分子弹性体。液态聚硫橡胶具有良好的耐溶剂性和化学稳定性，它的耐碱性非常好，对稀酸、某些盐、海水等也有较好的耐蚀性。工程中经常用液态聚硫橡胶制作防腐涂料，采用刮、涂、喷、刷、浇注、浸渍等方法制成高弹性抗剧烈温度波动的覆盖保护层。液态聚硫橡胶还可以用于环氧、酚醛等树脂的增塑或改性剂，以提高它们的抗冲击和低温曲挠性。聚硫橡胶耐腐蚀性能见本章附表，胶板配方举例见表 1012。表 1012 聚硫橡胶配方配方编号材料名称A B聚硫橡胶 LP2 100 100钛白粉 50 /半补强炭黑 / 309 号硫化膏 7.8 7.8促进剂 D 0.1 0.1硬度（邵尔 A）/ 度 50 60拉伸强度
29、/ MPa 4.1 2.71扯断伸长率 / % 500 540固化时间（室温）/ h 24 24表面失粘时间（室温）/ h 6 6注：9 号硫化膏为二氧化锰加适当增塑剂组成。10.4.9 氯化聚乙烯（CPE）板氯化聚乙烯是聚乙烯通过氯取代反应而制成的无规生成物，它的主链几乎不存在双键结构，可视为乙烯、氯乙烯和 1，2二氯乙烯的三元共聚物。氯化聚乙烯的氯化程度对其性能影响很大。氯含量低于 15%时是塑料；氯含量在1624%时是热塑性弹性体；氯含量在 2548%之间为橡胶状弹性体；氯含量为 4958%时成为类似皮革的半弹性硬聚合物；氯含量在 73%以上则变成了脆性树脂。氯化聚乙烯由于含氯且有饱和分
30、子结构，故在耐臭氧、耐热及耐天候、阻燃、耐腐蚀和耐油等方面均有特长，它对微生物的侵蚀和啮齿类动物的破坏也有很好的抗耐性。氯化聚乙烯的耐腐蚀性能见本章附表，胶板配方举例见表 1013。表 1013 氯化聚乙烯胶板配方配方编号材料名称 CPE1#氯化聚乙烯 80氯丁橡胶 20氧化锌 1氧化镁 8硬脂酸 0.5促进剂 Na22 2.5煅烧陶土 70DOP 8变压器油 1合计 19110.5 橡胶衬里选材10.5.1 选材应考虑的主要因素橡胶衬里选择主要根据接触介质的特性、设备的工作条件、被衬物的大小、形状以及衬胶现场环境选定衬里的种类、厚度及层数。应考虑的主要因素如下：（1）介质的性质是气体还是液体
31、或者气液、气固共存；是酸、碱、盐类的单一介质还是混合介质；各类介质的浓度；介质是否含油或有机溶剂。（2）工作温度正常工作温度；最高和最低工作温度；温度是否经常变化，变化周期如何。（3）工作压力正常工作压力；最高和最低工作压力；压力的变化和变化周期；负压设备的真空度。（4）操作周期间断还是连续工作，检修周期为多长时间。（5）衬胶设备的运行设备是静止还是转动，设备中有无搅拌装置，搅拌速度是多少。（6）磨损与划伤 有固体悬浮或沉淀物时要注意固体含量、颗粒大小、形状及物料流速。气体、液体流速较快时要考虑磨损问题；使用过程中是否遭锐器划伤。（7）设备使用环境设备是露天还是在室内使用；衬里是否暴露于日晒雨
32、淋之中；露天设备要考虑夏天阳光暴晒时的温度和冬天的最低温度。（8）贮运、安装贮运温度；贮运安装过程中的颠簸和敲击。（9）清洗操作要求橡胶衬里上是否会结垢，垢的厚度和成分；清洗方法。10.5.2 选材原则（1）根据介质的性质选材。对于介质腐蚀性强、温度变化不大、无机械震动的衬里和管道宜贴衬 12 层硬质橡胶或耐蚀性能好的合成橡胶软胶；介质腐蚀性较弱、温度又较低时可单独选用半硬胶和软胶；介质为腐蚀性严重的气体时（如干、湿氯气等）必须选用 12 层硬质衬里，厚度亦应达到 46mm；介质中含固体悬浮物需考虑耐磨损时，最好采用耐蚀性较好的合成橡胶软质胶板，也可选用硬质胶作底层，软质胶作面层。（2）根据设
33、备使用环境选材暴露于室外的橡胶衬里要选用耐天候性能好（如乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等）的橡胶品种，而不宜采用硬质胶。安装在室外的衬胶设备若硬质胶有被冻坏的可能，宜采用合成橡胶软胶或用硬胶、软胶各衬一层。（3）真空设备选材真空设备不宜用冷法衬胶，最好用高温硫化硬质、半硬质橡胶，也可选氯丁等与基体粘合强度高的橡胶。（4）震动及温度波动设备选材机械震动强烈、温度波动较大的设备不宜采用硬质胶。（5）易遭划伤设备选材使用过程中经常会遭锐器划伤时不宜采用软橡胶。（6）转动部件选材转动部件可采用 12 层半硬胶衬里，当有磨损时需选用粘合强度高的软胶或硬软橡胶复合衬里。衬胶厚度、层数视磨损情况而定。（7）工作
34、温度较高设备选材工作温度较高（90以上）的设备橡胶衬里只适合用作砖板、瓷板、炭砖等衬里的隔离防渗层。（8）需切削构件选材需要进行机械切削加工的橡胶构件应采用硬橡胶。（9） 硫化方法的选择凡能进入硫化罐的衬胶设备（特别是管道） ，应首先选择硫化罐法衬胶；无法进入硫化罐的设备且壳体设计压力大于 0.3MPa 时可选择本体硫化法衬胶，设计压力小于 0.3MPa 时可选用常压蒸汽和热水硫化衬胶 ；大型设备衬里宜选自然硫化和预硫化法胶板。10.5.3 硬质、半硬质衬里可选用的橡胶板硬质、半硬质衬里可选用的橡胶板有天然橡胶板、丁苯橡胶板、丁腈橡胶板。10.5.4 预硫化橡胶衬里可选用的橡胶板预硫化橡胶衬里
35、可选用的橡胶板有丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶、聚异丁烯橡胶板、乙丙橡胶板、氯丁橡胶板、氯磺化聚乙烯橡胶板、氯化聚乙烯橡胶板、丁腈橡胶板。10.5.5 自然硫化衬里可选用的橡胶板（1） 自然硫化衬里可选用的橡胶板有氯丁橡胶板、溴化丁基橡胶板、氯磺化聚乙烯橡胶板。10.5.6 防腐涂料可选用的橡胶（1）防腐涂料可选用的橡胶有氯磺化聚乙烯橡胶、氯丁橡胶、聚硫橡胶。10.6 橡胶衬里的制造衬里用橡胶板生产工艺流程见图 102。配 合 剂化 验配 料天然橡胶 切 胶塑 炼合成橡胶 切 胶清除包装混 炼快速检验 返 炼压延或压出 检 查包装入库物化性能测试图 102 衬里用橡胶板工艺流程10.6.
36、1 塑炼天然橡胶的加工过程中塑炼是一个很重要的阶段。通过塑炼可以降低天然橡胶的门尼粘度，提高可塑性，增进填充剂和配合剂的良好分散，改善加工工艺性能，降低胶料的收缩和压出胶料的口型膨胀率。很多合成橡胶（如乙丙、丁基、丁腈、丁苯、氯化聚乙烯等）的塑炼效果不像天然橡胶那样明显，其门尼粘度和加工性能已在合成工艺中被充分考虑，故衬里所用的合成橡胶一般不需塑炼。10.6.2 混炼在炼胶机上将各种配合剂加入生胶制成混炼胶的工艺过程称为混炼。橡胶混炼要注意加料顺序。加料顺序如下：天然橡胶、合成橡胶软胶混炼加料顺序：生胶热炼 加促进剂、防老剂、硬脂酸等数量较少的配合剂 加补强填充剂和软化剂 加硫化剂。硬胶、半硬
37、胶的加料顺序：生胶热炼 加硫磺 加补强填充剂、硬脂酸、防老剂、软化剂等 促进剂和助促进剂。硬胶、半硬胶中的硫磺含量很大（2540 份） ，混炼时应最先加入，加硫磺时应将辊温尽可能降低至 55以下，硫磺要用筛子（4060 目）逐渐均匀加入。10.6.3 开炼与密炼硬胶、半硬胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶只适合用开炼机混炼；乙丙橡胶、丁基类橡胶、丁苯、天然软胶、丁腈软胶可用密炼机混炼，也可用开炼机混炼。10.6.4 出片（1）压延出片压延是指胶料通过压延机辊隙，利用辊筒间的压力使胶料产生延展变形制成胶片或胶布半成品的一种工艺过程。天然或天然/丁苯硬质橡胶，特别是配方中加入硬质胶粉的胶料压延工艺较易
38、掌握。操作时只要控制好辊筒温度、喂料方法、压延速度和精度就可获得光滑平整的胶片。不含硬质胶粉和气密性较好的橡胶压延时几乎无法根除气泡，只能先压薄膜（厚度 1mm 以下） ，再多层复合得到所需厚度的胶板。（2）压出出片压出又称挤出，是橡胶工业的基本工艺之一。它是指利用压出机，使胶料在螺杆或柱塞推动下连续不断向前运动，然后通过口型压出各种所需形状（板、管、密封条）半成品的工艺过程。衬里胶料压出出片的工艺要点如下：压出机温度：机身、螺杆温度不宜过高，一般在 4550。机头温度为 6070。硬质胶、半硬胶、自然硫化胶压出时机头温度宜偏低。口型温度可适当提高至 8090。压出速度：要根据胶料特性选择适当
39、的压出温度。压出速度过快会使胶料生热大而引发焦烧，反之则影响产量。一般情况下硬质胶、半硬胶和自然硫化胶的压出速度要稍慢，而丁苯、乙丙、氯化聚乙烯等不易焦烧的胶料压出速度可以快些。热喂料与冷喂料：热喂料压出机的螺杆较短（长径比为 1：6） ，压出的胶料必须经热炼出条后趁热加入压出机。冷喂料压出机的螺杆较长（长径比可达 1：1820） ，并带有混炼部件和其它装置，直接加入冷胶条即可压出光滑平整的胶片。冷却：出片后必须充分冷却，方法有风冷、水冷和辊筒冷却，其中以辊筒冷却效果最好。（3）硫化只有预硫化胶板在出片后需尽快硫化。硫化可在鼓式硫化机上或硫化罐中完成。硫化后的胶板表面应有清晰的布纹以利粘合。1
40、0.6.5 衬里用橡胶板的检验（1）力学性能和耐化学腐蚀性能：应符合表 101、102 要求。（2）规格尺寸及外观质量要求：规格尺寸及偏差见表 1014，外观质量要求见表1015。表 1014 衬里用橡胶板规格尺寸及偏差 单位：mm厚度 宽度公称尺寸 偏差 公称尺寸 偏差 1.5，2，2.5，3，4 +15% 800 +10，5 -10% -5表 1015 衬里用橡胶板外观质量要求序号 缺陷名称 外观质量1 气泡每平方米内深度不超过胶板厚度允许偏差，长端直径小于 3mm 的气泡不应超过 5 处2 表面杂质每平方米内深度和长度不超过胶板厚度偏差的杂质不超过 5 处3 水纹允许有不超过厚度偏差的轻
41、微痕迹，弯曲 90检查应无裂纹4 斑痕和凹凸不平 深度和高度不超过胶板厚度的允许偏差注：硬质胶、半硬胶的第 3 项缺陷（水纹）于硫化前检查。注：表 1015 摘自 GB18241.1-2001橡胶衬里 第 1 部分 设备防腐衬里10.6.6 标志、包装、运输与贮存GB18241.1-2001橡胶衬里 第 1 部分 设备防腐衬里对标志、包装、运输与贮存作如下规定：（1）未硫化胶板用塑料薄膜或垫布作隔离层卷于芯轴上，悬置于包装箱中；预硫化胶板要求按供销合同执行。（2）每个包装内应附有产品合格证，并注明产品标记、数量、商标、制造厂名、厂址、生产日期、产品标准代号。每个包装箱应标有“不许倒放”的标志。
42、（3）衬里胶板在运输与贮存时，应保持清洁，避免阳光直射，并禁止汽油、煤油等有机溶剂及酸、碱等有害物质接触。（4）自然硫化胶板，常压蒸汽、热水、热空气硫化胶板在运输与贮存中温度应保持在 10以下。高压蒸汽硫化胶板、预硫化胶板在室温下贮存时不应受压并距热源 2m 以上。（5）在遵守（3） 、 （4）规定的条件下，自生产之日起一年内，预硫化橡胶板性能应符合标准规定。其它衬里胶板在供销合同的保质期内性能亦应符合标准规定。10.7 衬里用胶粘剂的制造10.7.1 衬里用胶粘剂生产工艺流程衬里用胶粘剂生产工艺流程见图 103。图 103 衬里用胶粘剂生产工艺流程10.7.2 胶粘剂胶料的制备（1）塑炼天然
43、橡胶要进行三段塑炼，可塑度应控制在 0.50.6 之间。氯丁橡胶要在开炼机上采用低温（4050） 、小辊距（0.51mm） 、低容量（如450 炼胶机每次塑炼胶重量应在 25kg 左右）多次薄通（1020 次）塑炼。（2）混炼天然橡胶混炼见 10.7.2 条。氯丁橡胶混炼时产生的热量大，升温速度快，易粘辊，易焦烧，因此混炼时间宜短，辊温要低，容量要小。加料顺序为先加氧化镁，再加防老剂和其它配合剂，最后加氧化锌。（3）溶解：先将混炼胶切成小块，在密闭式打浆机中倒入大部分溶剂，开动搅拌器后将混炼胶小块倒入打浆机，溶解后加入剩余溶剂调配成规定浓度的胶液。天然橡胶的溶剂一般用 120 号汽油，氯丁橡胶
44、用芳烃（甲苯、二甲苯）或酯类（醋酸乙酯） 、120 号溶剂汽油、甲苯的混合溶剂溶解。制造胶粘剂的混炼胶不宜存放过久，应尽可能在 8 小时内溶解，放置时间过长会影响溶解效果和胶粘剂质量。10.7.3 检验（1）用旋转粘度计测胶粘剂粘度，达标者方能包装入库。（2）做粘接试验检验实用效果。（3）外观检验：胶粘剂不应有沉淀、结块、悬浮物和分层等不良现象。10.8 橡胶衬里设备、管道及管件结构设计化工行业标准 HG/T20677-1990橡胶衬里化工设备对结构设计作了如下规定：生 胶 塑 炼 混 炼 切 碎 打 浆 检 验 包装入库配合剂 溶 剂10.8.1 足够的刚度橡胶衬里设备必须具有足够的刚度，贴
45、衬硬橡胶时，角度扩大或缩小应2，平面或曲面挠曲的截面转角应2。贴衬其它橡胶时设备的刚度可由设计者根据要求而定。10.8.2 不得铆接橡胶衬里设备不得采用铆接结构。10.8.3 壳体结构简单橡胶衬里设备壳体结构设计力求简单。被衬橡胶层部位必须保证衬胶施工时手或工具能顺利进行操作。10.8.4 内表面光滑平整橡胶衬里设备金属壳体的内表面要求平整光滑。凡是棱角部位，均应呈圆弧过渡。内部拐角圆弧半径 R 不小于 5mm，外部棱角圆弧半径 R 不小于 3mm（见图 104） 。图 104 橡胶衬里设备拐角圆弧要求10.8.5 加强部位橡胶衬里设备金属壳体加强部位，应设计在不衬胶的一侧（见图 105） 。
46、图 105 橡胶衬里设备加强部位要10.8.6 零部件与橡胶衬里设备金属壳体焊接的所有零、部件，必须在衬胶施工前焊接完毕，衬胶后不允许再进行焊接。10.8.7 壳体长度橡胶衬里设备壳体直径小于或等于 700mm 的设备，其高度（或长度）不大于700mm。当高度（或长度）超过 700mm 时，应分节采用法兰连接结构。10.8.8 人孔设置衬里设备壳体不具有可拆的封头结构时，必须设置人孔。人孔的大小及数量应根据设备容积的大小而定（见表 105） 。以利于通风良好，保证施工安全。表 105 人孔设置立式 卧式安装位置和数量 安装位置和数量设备容积V/ m3 人孔直径/mm 筒体 顶盖人孔直径/mm
47、筒体或封头V65mm 时，300mm。见图 107（a） 。图 107 橡胶衬里设备的接管伸入设备内部的结构伸进部分较长（影响设备内衬胶施工操作进行）或需可拆结构时，接管应设计成由法兰与壳体上接管连接的结构，如图 107（b）所示。10.8.10 内部构件（1）橡胶衬里设备内的零部件（喷淋管、分配盘、多孔板等） ，尽可能设计成如图108 所示法兰连接结构、法兰夹持结构，以便于维修和更换。这些零部件尽可能选用不需要衬橡胶的防腐蚀材料。图 108 橡胶衬里涉笔内零部件设计（2）橡胶衬里设备内部设有不锈钢、钛或其它防腐蚀材料制造的蒸汽管加热器时，为了避免衬胶层过热而破坏脱层，蒸汽管外表面与衬胶层表面
48、的距离一般不得小于100mm。加热管通过接管进入设备时，只要通过接管的管子温度不超过 80，上述间距可适当缩小，但在任何情况下此间距不应小于 25mm，如图 109 所示。直接通入蒸汽加热时，不得使蒸汽直接冲击衬胶层表面。图 109 蒸汽管外表面与衬胶层表面间距（3）橡胶衬里设备的封头为椭圆形、碟形、锥形等形状时，一般都是凸面在外侧（不衬胶层的一侧） ，凹面在内侧；如有特殊要求时，应设计成图 1010（a）的结构形式，而不应采用图 1010（b）结构形式。图 1010 特殊要求时橡胶衬里封头设计（4）带有搅拌器的橡胶衬里设备是平底或平盖时，可设计成如图 10-11 所示带有加强锥的结构。图 1
49、011 带有搅拌器的橡胶衬里设备是平底或平盖时的设计（5）橡胶衬里设备内支承圈结构如图 1012 所示。图 1012 橡胶衬里设备内支承圈结构（6）多孔板、离心机转鼓之类的零部件衬橡胶时，金属板上的孔径需增大。增大量为衬胶层总厚度的 2 倍，孔径与板厚之比 d/h2.5 时，应采用图 1013（a）结构。d/h 2.5时，则采用图 1013（b）结构。图 1013 多孔板、离心机转鼓之类的零部件衬橡胶时（7）橡胶衬里设备内衬置挡板时，其结构如图 1014 所示。图 1014 橡胶衬里设备内衬置挡板的结构10.8.11 包边角钢与顶盖的连接大型贮罐的罐壁，包边角钢和顶盖的连接结构，见图 1015。10.8.12 罐壁与罐
