CN100500428C - 锁针大内径硅胶管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锁针大内径硅胶管及其制备方法。胶管包括内胶层、增强层和外胶层，增强层为锁针结构。本发明的锁针大内径硅胶管的制备方法，包括1)管胚制造过程，2)硫化成型过程。本发明摒弃了以前分段工序的传统方法，采用了先进的挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型，挤出的硅胶管外观达到无杂质、无缺陷、平整，光滑的效果。不但提高了生产效率，而且通过我们对胶料配方，结构几方面的研究与开发，使硅胶管的各项性能都能满足使用要求，尤其是芳纶线与内胶和外胶之间的附着强度达到1.2N/mm以上的标准，在高温下的爆破压力也能够达到0.4MPa以上。
Description
技术领域
本发明涉及胶管技术领域，特别涉及一种锁针大内径硅胶管及其制备方法。
技术背景
在所有橡胶中，硅胶具有最宽广的工作温度范围(-50~250℃)，而且具有优异的耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能，由于具有这些优点使得硅胶较其它橡胶相比有了更高的价值。
硅橡胶在汽车工业中的应用增长速度是很快的，其原因是随着汽车马力的加大，排气规定的严格，引擎旋转温度及各部件使用温度的上升，使用温度要求在-50℃~250℃之间，原有胶管性能已不能满足汽车本身性能的要求。而原使用的三元乙丙胶料(EPDM)只能达到在-40℃~160℃之间的使用要求，且使用的结构为纤维加强，使用温度远远不如硅胶管。现在国内存在的硅胶管大多为夹布硅胶管，但它存在着手工加工，工作效率较低的缺点。
发明内容
本发明的目的之一是解决现有胶料在耐高温性能及胶管爆破压力性能存在的不足，而且同时也为了解决手工制作硅胶管的工作效率低的问题，提出了采用挤出工艺制作锁针大内径硅胶管和制备方法。
本发明的锁针大内径硅胶管由三层组成的，其组成为内胶层1、增强层2和外胶层3，其中增强层为锁针结构，增强层的材料为芳纶线。
锁针大内径硅胶管的具体制备方法如下：
1)管胚制造过程
挤出内胶：
硅胶比较柔软，故其压出效果较好，易于操作，温度过高会产生焦烧现象，故挤出时应尽量保持低温，一般为20～45℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出。挤出内管厚度依胶管总壁厚而定。
增强层：
增强层结构包括针织、编织、缠绕等几种，在此我们选择了针织中的锁针结构，针织胶管用的骨架材料主要有聚酯线和芳纶线，但这两种材料相比，芳纶线的强力最高，且芳纶的伸长小、热收缩变形小、耐热性和耐化学品性极佳，因此选择芳纶线，其次是控制编织机速度，转数过高，会导致编织线在内胶层上过密，使胶管的附着强度降低，编织机转数过低，导致编织线在内胶层上过于疏稀，影响胶管的爆破压力，因此经过实验确定为牵引机速度为3～5m/min；编织机转数为135～165转。
挤出外胶：
由于硅胶从口型中出来时会膨胀，膨胀率取决于胶料的流动性能及胶料进入口型中所受的压力，所以机针与口型的确定为胶管比其口型尺寸膨胀约2～5％，因此要选择合适的机针、口型，设定挤出温度20～45℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出，挤出胶管厚度根据胶管总壁厚要求确定。
2)硫化成型过程：
硅胶硫化工艺的特点是：硫化不是一次完成，而是分两个阶段进行的，第一阶段胶料在加压下进行加热定型称为一段硫化，第二阶段是在烘箱中高温热空气硫化，以进一步稳定硫化胶各项物理机械性能，称为二段硫化，硅胶管经过一段和二段硫化后成型。一段硫化：硫化温度为120～180℃，硫化时间为5～30min；二段硫化：硫化温度为150～200℃，硫化时间为1～4h。
本发明摒弃了以前分段工序的传统方法，采用了先进的挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型，挤出的硅胶管外观达到无杂质、无缺陷、平整，光滑的效果。不但提高了生产效率，而且通过我们对胶料配方，结构几方面的研究与开发，使硅胶管的各项性能都能满足使用要求，尤其是芳纶线与内胶和外胶之间的附着强度达到1.2N/mm以上的标准，在高温下的爆破压力也能够达到0.4MPa以上。
附图说明
图1为本发明锁针硅胶管。
图2为本发明硅胶管的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
生产一种如图1所示的内径为50±0.5mm X 5±0.5mm X 200±3mm的硅橡胶管，步骤如图2所示的如下：
先将经过检验合格的生胶和辅料进行混炼，在挤出机上挤出，设定挤出温度为40±5℃，30±5℃，30±5℃，30±5℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出。
增强层：我们决定选择NORMAX(芳纶2200D)，选择了针织中的锁针结构，目的是为了提高硅胶管的爆破强力，牵引机速度为3.5±0.5m/min；编织机转数为155±10转。
挤出外胶：
选择合适的挤出外胶的机针、口型，设定挤出温度40±5℃，30±5℃，30±5℃，30±5℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出，挤出胶管厚度根据总体胶管要求壁厚进行确定。
2)硫化：
在模具上涂敷脱模剂，以便顺利脱模，将管胚套在模具上，在硫化灌里进行一次硫化，一段硫化：温度为170℃，时间是10min，之后在烘箱中进行二次硫化成型，二段硫化：温度为180℃，时间为1H。
然后经过清洗即可得到产品。
本产品的性能如下：
1、材料性能
2、成品性能
| 序号 | 试验项目 | 技术条件 | 实测值 |
| 1 | 耐热性150℃*120h | 无裂纹 | 无裂纹 |
| 2 | 耐寒-40℃*24h | 无裂纹 | 无裂纹 |
| 3 | 耐臭氧性2ppm*40℃*48h | 无龟裂 | 无龟裂 |
| 4 | 附着强度(N/CM) | ≥12 | 17.6 |
| 5 | 爆破压力200℃(MPa) | ≥0.4 | 0.57 |
实施例2：
生产内径为60±1mm X 5±0.5mm X 200±3mm的硅橡胶管，方法步骤如实施例1所示，所不同的是：
设定挤出温度为25±5℃，20±5℃，20±5℃，20±5℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出。
牵引机速度为3±0.5m/min；编织机转数为135±10转。
挤出外胶的机针、口型，设定挤出温度25±5℃，20±5℃，20±5℃，20±5℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出，挤出胶管厚度根据总体胶管要求壁厚进行确定。
一段硫化：温度为180℃，时间是5min，之后在烘箱中进行二次硫化成型，二段硫化：温度为200℃，时间为1H，然后经过清洗即可得到产品。
实施例3：
生产内径为30±1mm X 5±0.5mm X 200±3mm的硅橡胶管，方法步骤如实施例1所示，所不同的是：
设定挤出温度为45±5℃，35±5℃，35±5℃，35±5℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出。
牵引机速度为5±0.5m/min；编织机转数为165±10转。
挤出外胶的机针、口型，设定挤出温度45±5℃，35±5℃，35±5℃，35±5℃，挤出机各段均为此温度，将胶料回炼，挤出，挤出胶管厚度根据总体胶管要求壁厚进行确定。
一段硫化：温度为120℃，时间是30min，之后在烘箱中进行二次硫化成型，二段硫化：温度为150℃，时间为4H，然后经过清洗即可得到产品。
Claims (1)
1.一种锁针大内径硅胶管的制备方法，其特征包括如下步骤：
1)管胚制造过程
挤出内胶：控制挤出温度为20～45℃；
增强层：控制牵引机速度为3～5m/min；编织机转数为135～165转；增强层的材料为芳纶线，增强层为锁针结构；
挤出外胶：控制机针与口型为胶管比其口型尺寸膨胀2～5％；挤出温度为20～45℃；2)硫化成型过程：
采用两段硫化方法，一段硫化：设定硫化温度为120～180℃，硫化时间为5～30min；二段硫化：设定硫化温度为150～200℃，硫化时间为1～4h。
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