CN109080116A - 聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法及硫化封装的聚四氟乙烯软管组件 - Google Patents

聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法及硫化封装的聚四氟乙烯软管组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法及硫化封装的聚四氟乙烯软管组件，属于橡胶硫化技术领域。本发明的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，包括如下步骤：1)在涂覆有绝缘漆的玻璃纤维织物表面涂覆粘结剂，然后将玻璃纤维织物涂覆有粘结剂的一面朝内包裹在聚四氟乙烯软管组件上并形成玻璃纤维层；2)将橡胶包裹在玻璃纤维层外侧并形成橡胶层；3)硫化，即得。本发明的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法采用直接在聚四氟乙烯软管外的玻璃纤维层外包裹橡胶后硫化的方法，形成了硫化橡胶层。该方法得到的硫化封装的聚四氟乙烯软管组件在使用时外层不易松动，而且耐火温度较高，适用于各种场合的使用。

Description

聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法及硫化封装的聚四氟乙 烯软管组件
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法及硫化封装的聚四氟乙烯软管组件，属于橡胶硫化技术领域。
背景技术
聚四氟乙烯软管组件作为一种组合件，常用作传输气体或液体的管路。聚四氟乙烯软管组件一般是由聚四氟乙烯内管、金属增强层及两端的金属连接件组成，聚四氟乙烯软管组件具有重量轻、耐高压、耐腐蚀、使用温度范围广等优点。
随着科学技术的发展，不同的应用领域对聚四氟乙烯软管组件的高温耐火性能提出了更高的要求。现有技术中的高温耐火聚四氟乙烯软管组件，一般是在聚四氟乙烯软管上直接套上耐火管，两端用卡箍或紧固件固定。在使用过程中，耐火管容易松动，不能满足特定场所使用。而且直接利用防火材料硫化好的套管套设在软管上后耐火温度较低，通常在500～800℃，且弯曲后橡胶层容易开裂，使用时不能有效保护内部管坯。因此，开发一种直接在聚四氟乙烯软管上进行硫化的工艺路线意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，以解决现有技术中直接套设硫化橡胶管出现的耐火温度低的技术问题。本发明的目的还在于提供一种耐火温度高的硫化封装的聚四氟乙烯软管组件。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，包括如下步骤：
1)在涂覆有绝缘漆的玻璃纤维织物表面涂覆粘结剂，然后将玻璃纤维织物涂覆有粘结剂的一面朝内包裹在聚四氟乙烯软管组件上并形成玻璃纤维层；
2)将橡胶包裹在玻璃纤维层外侧并形成橡胶层；
3)硫化，即得。
本发明的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法采用直接在聚四氟乙烯软管外的玻璃纤维层外包裹橡胶后硫化的方法，形成了硫化橡胶层。该方法得到的硫化封装的聚四氟乙烯软管组件在使用时外层不易松动，而且耐火温度较高，适用于各种场合的使用。
所述涂覆有绝缘漆的玻璃纤维织物是在玻璃纤维织物的边缘的外侧面涂覆绝缘漆并干燥后得到的。玻璃纤维织物在涂覆绝缘漆之前先裁剪成合适的尺寸。裁剪时沿玻璃纤维织物的纹理进行裁剪。
所述绝缘漆为有机硅绝缘漆。所述有机硅绝缘漆为聚甲基苯基硅氧烷的二甲苯溶液。涂覆有机硅绝缘漆可以避免软管受潮和发霉。
所述玻璃纤维层厚度为0.6mm～3mm。硫化橡胶层厚度为0.8mm～2.5mm。其中位于中部的硫化橡胶层部分厚度为0.8mm～1mm，位于两端的硫化橡胶层部分厚度为1.2mm～2.5mm。
玻璃纤维层包括玻璃纤维织物层以及均匀缠绕在玻璃纤维织物层外的玻璃纤维线层。以防止软管组件来回弯曲造成橡胶硫化层、玻璃纤维层收缩过大。
所述橡胶包裹在玻璃纤维层外侧之前先进行混炼。混炼后进行压制。压制至合适的厚度。
所述硫化包括依次进行的一段硫化和二段硫化。
所述一段硫化时的硫化压强为2.5MPa～10MPa，硫化温度为150℃～180℃，硫化时间为20～60min。
一段硫化时，先在聚四氟乙烯软管组件内充入气体或者液体使管内压强达到2.6MPa～11MPa，然后将聚四氟乙烯软管组件密封，然后再进行硫化。
一段硫化后在140℃-180℃保温15-50min。
所述二段硫化包括如下步骤：在20℃～40℃保温20min～40min，然后在50℃～85℃保温15min～45min，然后在90℃～110℃保温15min～45min，然后在115℃～155℃保温20min～50min，然后在160℃～200℃保温70min～120min。
将玻璃纤维织物包裹在聚四氟乙烯软管组件上之前，先在聚四氟乙烯软管两端涂胶。涂胶之前对聚四氟乙烯软管表面进行清理。
一种硫化封装的聚四氟乙烯软管组件，包括软管本体，所述软管本体包括聚四氟乙烯软管层以及包裹在聚四氟乙烯软管层外并由内向外依次设置的金属增强层、玻璃纤维层、硫化橡胶层。
本发明的硫化封装的聚四氟乙烯软管组件采用多层设置，聚四氟乙烯软管层外由内向外依次设置有金属增强层、玻璃纤维层、硫化橡胶层。硫化后聚四氟乙烯软管组件弯曲曲率较大，能够同时满足重量轻和耐火耐高温性能。接头处不易出现泄露，气密性和耐压性能较好。
在沿聚四氟乙烯软管组件的轴线方向上，硫化橡胶层的长度大于玻璃纤维层的长度。这样可以使橡胶层对玻璃纤维层形成完全覆盖。
附图说明
图1为本发明的实施例1中的聚四氟乙烯软管组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
下面实施例中，橡胶为硅基橡胶即硅橡胶，在配置混炼胶时加入硫化剂。有机硅绝缘漆为聚甲基苯基硅氧烷的二甲苯溶液。
实施例1
本实施例的硫化封装的聚四氟乙烯软管组件为高温耐火聚四氟乙烯软管组件，如图1所示，包括软管本体以及设置在软管本体两端作为连接件的扣压接头1。软管主体包括内层的聚四氟乙烯软管层(内管)3以及包裹设置在聚四氟乙烯软管层外的主路金属编织网套管(金属增强层)4，主路金属编织网套管外包裹设置有玻璃纤维层6，玻璃纤维层外包裹设置有硫化橡胶层2。硫化橡胶层2在沿软管主体轴线方向上的长度大于玻璃纤维层6，使橡胶层对玻璃纤维层形成了全面覆盖。玻璃纤维层包括玻璃纤维织物层以及缠绕在玻璃纤维织物层外的玻璃纤维线层。扣压接头包括接头以及固定连接在接头一端的连接体，接头和连接体外形均呈圆管状，连接体的外径小于接头的外径，并在接头靠近连接体的一端形成了台阶面。接头靠近连接体的一端的外周面上设置有环形凹槽，用来卡接保护帽5。接头远离连接体的一端内部设置有与接头内腔相通且开口朝外的喇叭口。连接体与聚四氟乙烯软管的软管主体的聚四氟乙烯管层内腔插接配合，连接体外周面上设置有外螺纹，增强其外周面与聚四氟乙烯管层内腔的摩擦力。
扣压接头外对应的主路金属编织网套管的部分外部套设有扣压外套7，玻璃纤维层对应的端部部分压设在扣压外套外周面上，硫化橡胶层对应的端部压设在玻璃纤维层及部分的扣压外套的外周面上。
玻璃纤维层厚度为0.6mm。硫化橡胶层与扣压接头对应的端部部分的厚度为1.2mm，与扣压接头对应部分之外的中间部分的厚度为0.8mm。
本实施例的聚四氟乙烯软管组件的制备方法包括如下步骤：
1)将符合硫化加工的原料准备好，然后将聚四氟乙烯软管组件的主路金属编织网套管外表面进行清理，然后在主路金属编织网套管的两端涂胶。
配制混炼胶，利用炼胶机混炼，然后压制成合适的厚度。然后用刀片裁剪成合适尺寸的长方体。
沿玻璃纤维布的纹路将玻璃纤维布裁剪成尺寸合适的长方体，然后在裁剪好的长方体的玻璃纤维布的四周边缘侧面上涂覆有机硅绝缘漆，然后烘干保持粘结性。
2)在上述涂覆有机硅绝缘漆并烘干后的玻璃纤维布长方体朝向软管主体的内侧表面的边缘涂覆粘结剂，然后包裹在聚四氟乙烯软管的主路金属编织网套管外，使玻璃纤维布长方体沿周向正好将主路金属编织网套管恰好包裹完全，并形成玻璃纤维层。玻璃纤维层的两端压在扣压外套的外周面上。
3)在上述形成的玻璃纤维管层外包裹混炼后的橡胶，使橡胶沿周向将玻璃纤维管层恰好包裹完全，并形成橡胶层，橡胶层的两端在沿聚四氟乙烯软管组件轴线方向上均长出玻璃纤维管层的两端。
4)向包裹形成橡胶层的聚四氟乙烯软管组件的内腔中充入惰性气体，并使软管组件内腔中的气体压强达到2.6MPa，将聚四氟乙烯软管组件两端密封。
5)将密封后的聚四氟乙烯软管组件放进预热后的硫化模具中进行加压加热硫化，硫化压强为2.5MPa，硫化温度为150℃，硫化时间为20min。硫化后在140℃保温15min。然后取出组件，完成一段硫化。
6)将完成一段硫化的聚四氟乙烯软管组件按照如下方式保温：先在20℃保温20min，然后在50℃保温15min，然后在90℃保温15min，然后在115℃保温20min，然后在160℃保温70min。冷却，完成二段硫化。
7)将完成二段硫化后的聚四氟乙烯软管组件进行包装。
实施例2
本实施例的聚四氟乙烯软管组件的结构中，玻璃纤维层厚度为1.5mm。硫化橡胶层与扣压接头对应的端部部分的厚度为2mm，与扣压接头对应部分之外的中间部分的厚度为1mm，其他的同实施例1。
本实施例的聚四氟乙烯软管组件的制备方法包括如下步骤：
1)将符合硫化加工的原料准备好，然后将聚四氟乙烯软管组件的主路金属编织网套管外表面进行清理，然后在主路金属编织网套管的两端涂胶。
配制混炼胶，利用炼胶机混炼，然后压制成合适的厚度。然后用刀片裁剪成合适尺寸的长方体。
沿玻璃纤维布的纹路将玻璃纤维布裁剪成尺寸合适的长方体，然后在裁剪好的长方体的玻璃纤维布的四周边缘侧面上涂覆有机硅绝缘漆，然后烘干保持粘结性。
2)在上述涂覆有机硅绝缘漆并烘干后的玻璃纤维布长方体朝向软管主体的内侧表面的边缘涂覆粘结剂，然后包裹在聚四氟乙烯软管的主路金属编织网套管外，使玻璃纤维布长方体沿周向正好将主路金属编织网套管恰好包裹完全，并形成玻璃纤维层。玻璃纤维层的两端压在扣压外套的外周面上。
3)在上述形成的玻璃纤维管层外包裹混炼后的橡胶，使橡胶沿周向将玻璃纤维管层恰好包裹完全，并形成橡胶层，橡胶层的两端在沿聚四氟乙烯软管组件轴线方向上均长出玻璃纤维管层的两端。
4)向包裹形成橡胶层的聚四氟乙烯软管组件的内腔中充入惰性气体，并使软管组件内腔中的气体压强达到7MPa，将聚四氟乙烯软管组件两端密封。
5)将密封后的聚四氟乙烯软管组件放进预热后的硫化模具中进行加压加热硫化，硫化压强为6MPa，硫化温度为165℃，硫化时间为40min。硫化后在160℃保温32min。然后取出组件，完成一段硫化。
6)将完成一段硫化的聚四氟乙烯软管组件按照如下方式保温：先在30℃保温30min，然后在65℃保温30min，然后在95℃保温30min，然后在135℃保温35min，然后在180℃保温95min。冷却，完成二段硫化。
7)将完成二段硫化后的聚四氟乙烯软管组件进行包装。
实施例3
本实施例的聚四氟乙烯软管组件的结构中，玻璃纤维层厚度为3mm。硫化橡胶层与扣压接头对应的端部部分的厚度为2.5mm，与扣压接头对应部分之外的中间部分的厚度为1mm，其他的同实施例1。
本实施例的聚四氟乙烯软管组件的制备方法包括如下步骤：
1)将符合硫化加工的原料准备好，然后将聚四氟乙烯软管组件的主路金属编织网套管外表面进行清理，然后在主路金属编织网套管的两端涂胶。
配制混炼胶，利用炼胶机混炼，然后压制成合适的厚度。然后用刀片裁剪成合适尺寸的长方体。
沿玻璃纤维布的纹路将玻璃纤维布裁剪成尺寸合适的长方体，然后在裁剪好的长方体的玻璃纤维布的四周边缘侧面上涂覆有机硅绝缘漆，然后烘干保持粘结性。
2)在上述涂覆有机硅绝缘漆并烘干后的玻璃纤维布长方体朝向软管主体的内侧表面的边缘涂覆粘结剂，然后包裹在聚四氟乙烯软管的主路金属编织网套管外，使玻璃纤维布长方体沿周向正好将主路金属编织网套管恰好包裹完全，并形成玻璃纤维层。玻璃纤维层的两端压在扣压外套的外周面上。
3)在上述形成的玻璃纤维管层外包裹混炼后的橡胶，使橡胶沿周向将玻璃纤维管层恰好包裹完全，并形成橡胶层，橡胶层的两端在沿聚四氟乙烯软管组件轴线方向上均长出玻璃纤维管层的两端。
4)向包裹形成橡胶层的聚四氟乙烯软管组件的内腔中充入惰性气体，并使软管组件内腔中的气体压强达到11MPa，将聚四氟乙烯软管组件两端密封。
5)将密封后的聚四氟乙烯软管组件放进预热后的硫化模具中进行加压加热硫化，硫化压强为10MPa，硫化温度为180℃，硫化时间为60min。硫化后在180℃保温50min。然后取出组件，完成一段硫化。
6)将完成一段硫化的聚四氟乙烯软管组件按照如下方式保温：先在40℃保温40min，然后在85℃保温45min。然后在110℃保温45min，然后在155℃保温50min，然后在200℃保温120min。冷却，完成二段硫化。
7)将完成二段硫化后的聚四氟乙烯软管组件进行包装。
对比例
本对比例中的聚四氟乙烯软管组件的结构同实施例1，与实施例1中不同的是，本对比例中的聚四氟乙烯软管组件的硫化橡胶层是直接采用硫化橡胶套管套设在玻璃纤维层外。
试验例
取实施例1-3及对比例中的聚四氟乙烯软管组件，按照如下步骤进行测试：
1)结合强度试验，按照现有技术中的测试方法进行；
2)防火试验，按照HB7044-1994A级管进行相关要求执行；
3)真空及应力降低试验，按照GJB2837-1997进行相关要求执行。
4)机械冲击试验，按GJB150.18A-2009相关要求执行；
5)耐腐蚀试验，按照GJB2837-1997进行相关要求执行；
6)耐燃油试验，按照GJB2837-1997进行相关要求执行。
测试结果如表1所示。
表1实施例1-3及对比例中的聚四氟乙烯软管组件性能对比
由表1可知，本发明制得的聚四氟乙烯软管组件具有耐压、耐高温、防火、耐冲击、耐振动、耐腐蚀、密封性能好且橡胶硫化层与玻璃纤维层结合紧密，不易松动的特点，适合多种环境中应用。

Claims (9)

1.一种聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在涂覆有绝缘漆的玻璃纤维织物表面涂覆粘结剂，然后将玻璃纤维织物涂覆有粘结剂的一面朝内包裹在聚四氟乙烯软管组件上并形成玻璃纤维层；
2)将橡胶包裹在玻璃纤维层外侧并形成橡胶层；
3)硫化，即得。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于：步骤1)中所述涂覆有绝缘漆的玻璃纤维织物是在玻璃纤维织物的边缘外侧面涂覆绝缘漆并干燥后得到的。
3.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于：步骤3)中硫化包括依次进行的一段硫化和二段硫化。
4.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于：所述一段硫化时的硫化压强为2.5MPa～10MPa，硫化温度为150℃～180℃，硫化时间为20min-60min。
5.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于：所述一段硫化前，先在聚四氟乙烯软管组件内充入气体或者液体使管内压强达到2.6MPa-11MPa，然后将聚四氟乙烯软管组件密封。
6.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于：所述一段硫化后在140℃-180℃保温15-50min。
7.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯软管组件的硫化封装方法，其特征在于：所述二段硫化包括如下步骤：在20℃～40℃保温20min～40min，然后在50℃～85℃保温15min～45min，然后在90℃～110℃保温15min～45min，然后在115℃～155℃保温20min～50min，然后在160℃～200℃保温70min～120min。
8.一种硫化封装的聚四氟乙烯软管组件，其特征在于，包括软管本体，所述软管本体包括聚四氟乙烯软管层以及包裹在聚四氟乙烯软管层外并由内向外依次设置的金属增强层、玻璃纤维层、硫化橡胶层。
9.根据权利要求8所述的硫化封装的聚四氟乙烯软管组件，其特征在于：在沿聚四氟乙烯软管层的轴线方向上，硫化橡胶层的长度大于玻璃纤维层的长度。
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