CN104672728A - 一种硅胶泵管及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种硅胶泵管及其制作方法，属于硅胶泵管配置技术领域。所述的硅胶泵管由泵管内层和泵管外层组成，是按重量份将氧化铝、氧化硅、含氟聚合物、聚四氟乙烯、纳米氢氧化镁、二甲基锡、硬脂酸、PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，冷混至30-40℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；再将硅胶、氧化铅、氢氧化铬、聚四氟乙烯、纳米氢氧化镁、二甲基锡、硬脂酸、PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，再冷混至30-40℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。本发明的硅胶泵管将泵管内层、泵管外层采用不同的配方制作，达到泵管内层耐酸碱、化学有机物及耐磨损的性能要求，泵管外层达到耐磨损、温度，弹性、恢复性好的性能要求。

Description

一种硅胶泵管及其制作方法
技术领域
本发明属于硅胶泵管配置技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀、耐磨损、耐温硅胶泵管及其制作方法。
背景技术
目前使用的硅胶泵管采用不同性能的硅胶而制成的软性管。一般国产蠕动硅胶泵管有两种形式：一种是白金硫化硅胶管，性状柔软，微透明，内壁光滑，低蛋白附着，低蛋白渗透，温度范围：-51-238℃；另一种是过氧化硅胶管，其性状柔软，微透明，内壁光滑，经济性，寿命长，温度范围：-51-238℃。
硅胶泵管传输不同的流体时，软管需表现出一定优良化学性能，即称之为化学相容。如：吸附性低、耐温性好、不易老化、不溶胀、抗腐蚀、抗析出物低等，同时，抗化学腐蚀性能随温度的升高而降低，在室温下对管没影响的化学药品可能随温度升高对软管产生影响。此外，蠕动泵的应用受软管承压性能的限制，硅胶泵管应具有一定弹性，即软管径向受压后能迅速恢复形状，具有一定的耐磨性，且韧性、抗撕裂程度也需良好。
更确切而言，硅胶泵管的内层的耐酸碱、化学有机物及耐磨性要强，外层的耐磨损、温度，弹性、恢复性要强。但现有的硅胶泵管耐磨性能高、耐酸碱度、耐腐蚀、耐温等性能并不能满足市场的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种耐腐蚀、耐磨损硅胶泵管及其制作方法，具体方案如下：
一种硅胶泵管，由泵管内层和泵管外层组成，所述的泵管内层包括以下重量份成分：
氧化铝8-12份、氧化硅12-18份、含氟聚合物2-8份、聚四氟乙烯5-12份、纳米氢氧化镁5-10份、稳定剂1-5份、硬脂酸0.1-0.3份、PE蜡0.5-1份；所述的含氟聚合物由聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物混合而成。
所述的泵管外层包括以下重量份成分：硅胶8-18份、氧化铅0.5-1.5份、氢氧化铬0.2-1份、聚四氟乙烯3-8份、纳米氢氧化镁5-8份、稳定剂1-4份、硬脂酸0.1-0.3份、PE蜡0.3-0.6份。
优选的，所述的泵管内层包括以下重量份成分：氧化铝10份、氧化硅15份、含氟聚合物5份、聚四氟乙烯7.5份、纳米氢氧化镁8份、稳定剂3.0份、硬脂酸0.15份、PE蜡0.7份。所述的泵管外层包括以下重量份成分：硅胶10份、氧化铅1份、氢氧化铬0.7份、聚四氟乙烯5份、纳米氢氧化镁6份、稳定剂2份、硬脂酸0.15份、PE蜡0.35份。
进一步的，所述的含氟聚合物为聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物按重量比2.5-3.5：1.5-2.5：2-3：1-1.5：1.5-2的比例混合而成，优选的，所述的含氟聚合物为聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物按重量比3：2：2.5：1.2：1.8的比例混合而成。所述的稳定剂为有机锡，选自二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡中的至少一种。所述的乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
上述硅胶泵管的制作方法包括以下步骤：
S1：按重量份，将氧化铝、氧化硅、含氟聚合物、聚四氟乙烯、纳米氢氧化镁、稳定剂、硬脂酸、PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，冷混至30-40℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
S2：按重量份，将硅胶、氧化铅、氢氧化铬、聚四氟乙烯、纳米氢氧化镁、稳定剂、硬脂酸、PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，再冷混至30-40℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
本发明的硅胶泵管将泵管内层、泵管外层采用不同的配方制作，达到泵管内层耐酸碱、化学有机物及耐磨损的性能要求，泵管外层达到耐磨损、温度，弹性，恢复性的性能要求。
针对本发明的硅胶泵管，分别对其泵管内层、泵管外层进行性能测试。一、泵管内层性能测试
1、泵管内层耐酸浓度检测方法
将挤塑成型的泵管内层置于不同浓度(25％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％)的硫酸溶液中，24小时后，泵管内层无腐蚀的最高硫酸浓度为泵管内层的耐酸浓度。
2、泵管内层耐碱检测方法
将挤塑成型的泵管内层置于不同质量浓度(25％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％)的氢氧化钠溶液中，24小时后，泵管内层无腐蚀的最高氢氧化钠质量浓度为泵管内层的耐碱浓度。
3、泵管内层耐有机物检测方法
将挤塑成型的泵管内层置于不同质量体积浓度(25％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％)的乙醇溶液中，24小时后，泵管内层无腐蚀的最高乙醇浓度为泵管内层的耐有机物浓度。
4、泵管内层耐磨损检测方法
制作内径5mm、厚度2mm的泵管内层，将其安装在蠕动泵上，蠕动泵以6000转/分钟的转速挤压抽取浓度为50％的硫酸溶液，记录泵管内层的最长磨损时间。
5、按以下配方重量份成分制作内径5mm、厚度2mm的泵管内层，按上述泵管内层性能测试方法检测其耐酸浓度、耐碱浓度、耐有机物(乙醇)浓度、耐磨损时间。其中，含氟聚合物为聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物按3：2：2.5：1.2：1.8的比例混合而成，稳定剂为二辛基锡。试验方案及结果如表1所示：
表1
成分/测试项 试验1 试验2 试验3 试验4 试验5 试验6
氧化铝 8 9 10 11 12 10
氧化硅 12 13 15 16 18 15
含氟聚合物 2 4 5 7 8 0
聚四氟乙烯 5 6 7.5 10 12 7.5
纳米氢氧化镁 5 7 8 9 10 8
稳定剂 1 2 3 4 5 3
硬脂酸 0.1 0.12 0.15 0.2 0.3 0.15
PE蜡 0.5 0.6 0.7 0.8 1 0.7
耐酸浓度 80％ 85％ 90％ 85％ 80％ 40％
耐碱浓度 55％ 60％ 85％ 80％ 70％ 30％
耐有机物浓度 60％ 70％ 80％ 75％ 70％ 45％
耐磨损时间 13h 15h 18h 14h 12h 6h
6、采用配方氧化铝10份、氧化硅15份、含氟聚合物5份、聚四氟乙烯7.5份、纳米氢氧化镁8份、稳定剂3.0份、硬脂酸0.15份、PE蜡0.7份制作内径5mm、厚度2mm的泵管内层，其中含氟聚合物组成重量份成分比例按表2配比混合制成，稳定剂为二辛基锡，检测其耐酸浓度、耐碱浓度、耐有机物(乙醇)浓度、耐磨损时间，试验方案及结果如表2所示：
表2
成分/测试项 试验7 试验8 试验9 试验10 试验11 试验12 试验13 试验14
聚全氟代乙丙烯 0 3 3 3 3 2.5 3 3.5
聚三氟氯乙烯 2 0 2 2 2 1.5 2 2.5
聚氟乙烯 2.5 2.5 0 2.5 2.5 2 2.5 3
四氟乙烯 1.2 1.2 1.2 0 1.2 1 1.2 1.5
乙烯共聚物 1.8 1.8 1.8 1.8 0 1.5 1.8 2
耐酸浓度 40％ 60％ 50％ 30％ 25％ 85％ 90％ 80％
耐碱浓度 70％ 60％ 45％ 50％ 30％ 80％ 85％ 70％
耐有机物浓度 45％ 30％ 50％ 65％ 45％ 70％ 80％ 85％
耐磨损时间 8h 9h 7h 10h 6h 14h 18h 16h
二、泵管外层性能测试
1、泵管外层耐磨损检测方法
制作内径5mm、厚度2mm的泵管外层，将其安装在蠕动泵上，蠕动泵以6000转/分钟的转速挤压抽取浓度为50％的硫酸溶液，记录泵管外层的磨损时间。
2、泵管外层耐老化温度检测方法
将挤塑成型的泵管外层置于不同温度(40℃、50℃、60℃、70℃、80℃)条件下老化烘烤2小时，泵管外层无老化变形的最高温度为泵管外层的耐老化温度。
3、泵管外层弹性检测方法
将内径5mm、厚度2mm、取样长度10cm的泵管外层拉伸至最大长度，计算其最大伸长率(最大长度/取样长度)。
4、泵管外层恢复性检测方法
将内径5mm、厚度2mm、取样长度10cm的泵管外层拉伸，测试其拉伸后可恢复至取样长度的最大恢复拉伸长度，计算其恢复性伸长率(最大恢复拉伸长度/取样长度)。
5、按以下配方重量份成分制作内径5mm、厚度2mm的泵管外层(稳定剂为二辛基锡)，按上述泵管外层性能测试方法检测其耐磨损时间、耐老化温度、最大伸长率、恢复性伸长率，结果如表3所示：
表3
成分/测试项 试验15 试验16 试验17 试验18 试验19 试验20 试验21
氧化铅 0.5 0.6 1 1.5 1.2 1.4 1.1
氢氧化铬 1 0.5 0.7 0.2 0.4 0.8 0.3
聚四氟乙烯 5 3 5 8 6 5 4
纳米氢氧化镁 2 1 6 5 4 7 3
稳定剂 7 6 2 5 8 5 6
硬脂酸 0.3 0.1 0.15 0.2 0.1 0.25 0.1
PE蜡 0.4 0.4 0.35 0.3 0.5 0.5 0.6
耐磨损时间(h) 30 35 40 38 37 34 30
耐老化温度(℃) 60 70 80 70 70 70 70
最大伸长率 1.6 1.7 1.8 1.7 1.7 1.6 1.6
恢复性伸长率 1.3 1.5 1.5 1.4 1.5 1.4 1.4
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
实施例1
将聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物按重量比2.5-3.5：1.5-2.5：2-3：1-1.5：1.5-2的比例混合制成含氟聚合物。
按重量份，将8-12份氧化铝、12-18份氧化硅、2-8份含氟聚合物、5-12份聚四氟乙烯、5-10份纳米氢氧化镁、1-5份二甲基锡、0.1-0.3份硬脂酸、0.5-1份PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，冷混至30-40℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
按重量份，将8-18份硅胶、0.5-1.5份氧化铅、0.2-1氢氧化铬、3-8份聚四氟乙烯、5-8份纳米氢氧化镁、1-4份二甲基锡、0.1-0.3份硬脂酸、0.3-0.6份PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，再冷混至30-40℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
实施例2
将聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物按重量比3：2：2.5：1.2：1.8的比例混合制成含氟聚合物。
按重量份，将8份氧化铝、12份氧化硅、2份含氟聚合物、5份聚四氟乙烯、5份纳米氢氧化镁、1份二辛基锡、0.1份硬脂酸、0.5份PE蜡于120℃条件下混合15min，冷混至40℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
按重量份，将8份硅胶、0.5份氧化铅、0.2氢氧化铬、3份聚四氟乙烯、5份纳米氢氧化镁、1份二辛基锡、0.1份硬脂酸、0.3份PE蜡于115-120℃条件下混合115min，再冷混至40℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
实施例3
将聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物按重量比2.5：1.5：2：1：1.5的比例混合制成含氟聚合物。
按重量份，将12份氧化铝、18份氧化硅、8份含氟聚合物、12份聚四氟乙烯、10份纳米氢氧化镁、5份四苯基锡、0.3份硬脂酸、1份PE蜡于115℃条件下混合10min，冷混至30℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
按重量份，将18份硅胶、1.5份氧化铅、1氢氧化铬、8份聚四氟乙烯、8份纳米氢氧化镁、4份四苯基锡、0.3份硬脂酸、0.6份PE蜡于115℃条件下混合10min，再冷混至30℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
实施例4
将聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物按重量比3.5：2.5：3：1.5：2的比例混合制成含氟聚合物。
按重量份，将10份氧化铝、15份氧化硅、5份含氟聚合物、8份聚四氟乙烯、8份纳米氢氧化镁、3份二甲基锡、0.2份硬脂酸、0.7份PE蜡于118℃条件下混合13min，冷混至35℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
按重量份，将13份硅胶、1份氧化铅、0.6氢氧化铬、5份聚四氟乙烯、6份纳米氢氧化镁、2.5份二甲基锡、0.2份硬脂酸、0.45份PE蜡于118℃条件下混合13min，再冷混至35℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
实施例5
将聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物按重量比3：2.5：1.5：1：1.5的比例混合制成含氟聚合物。
按重量份，将10份氧化铝、15份氧化硅、5份含氟聚合物、8份聚四氟乙烯、8份纳米氢氧化镁、3份二甲基锡、0.2份硬脂酸、0.7份PE蜡于118℃条件下混合13min，冷混至35℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
按重量份，将13份硅胶、1份氧化铅、0.6氢氧化铬、5份聚四氟乙烯、6份纳米氢氧化镁、2.5份二甲基锡、0.2份硬脂酸、0.45份PE蜡于118℃条件下混合13min，再冷混至35℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (9)

1.一种硅胶泵管，由泵管内层和泵管外层组成，其特征在于，所述的泵管内层包括以下重量份成分：
氧化铝8-12份、氧化硅12-18份、含氟聚合物2-8份、聚四氟乙烯5-12份、纳米氢氧化镁5-10份、稳定剂1-5份、硬脂酸0.1-0.3份、PE蜡0.5-1份；
所述的含氟聚合物由聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物混合而成。
2.根据权利要求1所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的泵管内层包括以下重量份成分：氧化铝10份、氧化硅15份、含氟聚合物5份、聚四氟乙烯7.5份、纳米氢氧化镁8份、稳定剂3.0份、硬脂酸0.15份、PE蜡0.7份。
3.根据权利要求2所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的含氟聚合物为聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物按重量比2.5-3.5：1.5-2.5：2-3：1-1.5：1.5-2的比例混合而成。
4.根据权利要求3所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的含氟聚合物为聚全氟代乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯、乙烯共聚物按重量比3：2：2.5：1.2：1.8的比例混合而成。
5.根据权利要求4所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
6.根据权利要求5所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的泵管外层包括以下重量份成分：
硅胶8-18份、氧化铅0.5-1.5份、氢氧化铬0.2-1份、聚四氟乙烯3-8份、纳米氢氧化镁5-8份、稳定剂1-4份、硬脂酸0.1-0.3份、PE蜡0.3-0.6份。
7.根据权利要求6所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的泵管外层包括以下重量份成分：硅胶10份、氧化铅1份、氢氧化铬0.7份、聚四氟乙烯5份、纳米氢氧化镁6份、稳定剂2份、硬脂酸0.15份、PE蜡0.35份。
8.根据权利要求7所述的硅胶泵管，其特征在于，所述的稳定剂为有机锡，选自二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡中的至少一种。
9.一种如权利要求1所述硅胶泵管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按重量份，将氧化铝、氧化硅、含氟聚合物、聚四氟乙烯、纳米氢氧化镁、稳定剂、硬脂酸、PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，冷混至30-40℃挤出，形成泵管内层，并将泵管内层置于模具上待用；
S2：按重量份，将硅胶、氧化铅、氢氧化铬、聚四氟乙烯、纳米氢氧化镁、稳定剂、硬脂酸、PE蜡于115-120℃条件下混合10-15min，再冷混至30-40℃挤出到模具上泵管内层的表面，形成泵管外层。
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