CN109651731B - 一种伸缩软管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伸缩软管及其制备方法,所述伸缩软管至少包括复合在一起的外管体和内管体；所述外管体的材料包括以下重量份数的原料组分：100份的TPE热塑性弹性体、1～8份的二氧化硅SiO2、0.1～1份的抗静电剂；所述内管体的材料包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯PVC；1～30份的三元乙丙橡胶EPDM、1～30份的丁腈橡胶NBR、0.3～1.0份的稳定剂、10～80份的增塑剂、0.1～1份的PE蜡。将内管体的材料熔融挤出，然后经成型、牵引和定型制成内管体；将外管体的材料熔融挤出，复合在内管体上，再经冷却、牵引制成成品。本发明的伸缩软管强度高，抗静电，且柔韧性好，使用寿命长。

Description

一种伸缩软管及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑胶软管技术领域，具体涉及一种可伸缩的软管。
背景技术
现有灌溉或者洗车等领域使用的塑料伸缩软管存在以下质量缺陷：1、在搬运及使用过程中由于摩擦作用表面易产生静电会导致吸附灰尘，难以去除；2、表面硬度不够，耐磨性能差；3、抗拉伸强度、抗碾压性能差；4、管子一般有两层结构，外层由于拖曳磨损等破裂后，内层的波纹管较容易损坏；5、多次拉伸之后管子易出现拉伸疲劳，因而丧失拉伸性能或者老化。
现有塑料复合伸缩软管的外层原材料采用TPE热塑性弹性体，壁厚1.0mm左右,其柔韧性好、回弹性大，但表面硬度差不耐磨；内层采用了PPB-m02材料，经EVA材料改性后具有了一定的韧性和抗冲击性能，管子外层原材料上只考虑到使用时的回弹性，忽略了它的耐磨性，在反复使用过程中管子会来回反复拖磨，久而久之外层料会被磨破；内层料也只考虑到PP韧性好，所以管子的内层壁厚控制在0.6mm以便于伸缩，但并没考虑管子的抗疲劳性，壁厚太薄，所以抗拉伸性能和抗碾压性能很差，管子在使用过程会反复伸缩折叠n次，久而久之会在折叠处断裂，由于水压作用会在断裂处爆破。因此，现有的伸缩软管普遍存在使用寿命低的问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种表层硬度高、耐磨、抗静电，内层抗拉伸和抗碾压性能高，使用寿命长的伸缩软管。
本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种伸缩软管的制备方法，制备的伸缩软管表层硬度高、耐磨、抗静电，内层抗拉伸和抗碾压性能高，使用寿命长。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
一种伸缩软管，所述伸缩软管至少包括复合在一起的外管体和内管体；
所述外管体的材料为改性TPE热塑性弹性体，包括以下重量份数的原料组分：100份的TPE热塑性弹性体、1～8份的二氧化硅SiO2、0.1～1份的抗静电剂；
所述内管体的材料为改性聚氯乙烯，包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯PVC；1～30份的三元乙丙橡胶EPDM、1～30份的丁腈橡胶NBR、0.3～1.0份的稳定剂、10～80份的增塑剂、0.1～1份的PE蜡。
作为优选的一种技术方案，所述增塑剂包括10～50份的邻苯二甲酸二甲酯DOP和0～30份的己二酸二辛脂DOA。
作为优选的一种技术方案，所述抗静电剂为PVC抗静电剂。
作为优选的一种技术方案，所述内管体为波纹螺纹内管体，所述外管体内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。
作为改进的一种技术方案，所述伸缩软管还包括设在所述外管体和内管体之间的至少一层中间管体；所述至少一层中间管体在最靠近内管体的那一层中间管体的内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。
作为改进的一种技术方案，所述中间管体的材料为改性聚氯乙烯。
作为改进的一种技术方案，所述外管体和内管体之间；或者在所述内管体与中间管体之间、任两层中间管体之间、中间管体与外管体之间的至少两层管体之间，设有加强限位纤维线。
作为改进的一种技术方案，所述加强限位纤维线包括经线、绕线中的一种或者两种的结合。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
伸缩软管的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备内管体：按照重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后经成型、牵引和定型制成波纹螺纹内管体。
(2)制备成品：按照重量份数称取改性TPE热塑性弹性体原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤(1)制备得到的波纹螺纹内管体上，再经冷却、牵引制成成品。
作为改进的一种技术方案，在步骤(1)之后还包括制备中间管体的步骤：将所述改性聚氯乙烯原料混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤(1)制备得到的波纹螺纹内管体上，经冷却、牵引后制备得到半成品管体，然后在所述半成品管体上继续步骤(2)成品的制备；所述中间管体的制备步骤可以重复一至多次，制备成一层或者多层中间管体。
作为改进的一种技术方案，在制备内管体的牵引之后；在制备中间管体的牵引之后；在内管体外壁、任一中间管体的外壁的至少两层之间设置加强限位纤维线。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的伸缩软管，外管体的材料为改性TPE热塑性弹性体，包括以下重量份数的原料组分：100份的TPE热塑性弹性体、1～8份的二氧化硅SiO2、0.1～1份的抗静电剂；加入二氧化硅改性，目的是提高材料表面硬度，起到耐磨、耐拖磨作用；SiO2属无机刚性粒子，其在高速加热混合机的作用下，粒子受到热能而变得非常活跃，充分和TPE粒子相互结合，全部分散到TPE粒子当中，目的是用来提高TPE材料的表面硬度、提高材料的耐磨性能。加入抗静电剂的目的使管子表面不产生静电，防止吸附灰尘。所述内管体的材料为改性聚氯乙烯，包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯PVC；1～30份的三元乙丙橡胶EPDM、1～30份的丁腈橡胶NBR、0.3～1.0份的稳定剂、10～80份的增塑剂、0.1～1份的PE蜡。本发明的内层料采用PVC，加入EPDM、NBR和DOA等材料进行改性，使其具有了橡胶的特性和耐低温性能，其拉伸性能和抗碾压性能得到大幅度提高，不会因受力而被拉断；柔韧性、耐低温性得到提高，耐寒性可达-45℃，因此，本发明的伸缩软管的使用寿命大大延长。
本发明的伸缩软管还包括设在所述外管体和内管体之间的至少一层中间管体；所述中间管体的材料为改性聚氯乙烯。多了一层或者几层中间管体，在外管体因为磨损或者外力损坏之后，中间管体还可以起到对内管体的保护作用，不至于损坏漏水，提高了水管的使用寿命。
本发明的伸缩软管在外管体和内管体之间；或者在所述内管体与中间管体之间、任两层中间管体之间、中间管体与外管体之间的至少两层管体之间，设有加强限位纤维线；加强限位纤维线不仅提高了伸缩软管的强度，而且在管子拉伸时，起到限位作用，避免因过度拉伸导致的弹性丧失问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的结构剖视图；
图2是本发明实施例2的结构剖视图；
图中，1.外管体；2.内管体；3.中间管体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如附图1和附图2所示，本发明的伸缩软管，至少包括复合在一起的外管体1和内管体2；所述内管体1为波纹螺纹内管体，所述外管体1内壁与所述波纹螺纹内管体2的螺纹顶端相啮合。所述伸缩软管还包括设在所述外管体1和内管体2之间的中间管体3；所述中间管体3的内壁与所述波纹螺纹内管体2的螺纹顶端相啮合。
实施例1
伸缩软管，所述伸缩软管至少包括复合在一起的外管体和内管体；所述内管体为波纹螺纹内管体，所述外管体内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。
所述外管体的材料为改性TPE热塑性弹性体，包括以下重量份数的原料组分：100份的TPE热塑性弹性体、3份的二氧化硅SiO2、0.9份的抗静电剂；所述内管体的材料为改性聚氯乙烯，包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯PVC；25份的三元乙丙橡胶EPDM、16份的丁腈橡胶NBR、0.4份的稳定剂、30份的邻苯二甲酸二甲酯DOP、12份的己二酸二辛脂DOA、0.7份的PE蜡。
实施例2
伸缩软管，所述伸缩软管至少包括复合在一起的外管体和内管体；所述外管体和内管体之间还有一层中间管体；所述内管体为波纹螺纹内管体，所述中间管体内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。
所述外管体的材料为改性TPE热塑性弹性体，包括以下重量份数的原料组分：100份的TPE热塑性弹性体、4份的二氧化硅SiO2、0.5份的抗静电剂；所述中间管体和内管体的材料为改性聚氯乙烯，包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯PVC；15份的三元乙丙橡胶EPDM、15份的丁腈橡胶NBR、0.6份的稳定剂、20份的邻苯二甲酸二甲酯DOP、10份的己二酸二辛脂DOA、0.4份的PE蜡。
实施例3
伸缩软管，所述伸缩软管至少包括复合在一起的外管体和内管体；所述外管体和内管体之间还有一层中间管体；所述内管体为波纹螺纹内管体，所述中间管体内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。在所述内管体与中间管体之间设有加强限位纤维线，所述加强限位纤维线为沿所述管体周向一定角度旋转排列的多列绕线。
所述外管体的材料为改性TPE热塑性弹性体，包括以下重量份数的原料组分：100份的TPE热塑性弹性体、6份的二氧化硅SiO2、0.8份的抗静电剂；所述中间管体和内管体的材料为改性聚氯乙烯，包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯PVC；20份的三元乙丙橡胶EPDM、10份的丁腈橡胶NBR、0.8份的稳定剂、15份的邻苯二甲酸二甲酯DOP、20份的己二酸二辛脂DOA、0.5份的PE蜡。
实施例4
(1)制备内管体：按照实施例1的重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后经成型、牵引和定型制成波纹螺纹内管体。
(2)制备成品：按照实施例1的重量份数称取改性TPE热塑性弹性体原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤(1)制备得到的波纹螺纹内管体上，再经冷却、牵引制成成品。
实施例5
(1)制备内管体：按照实施例2的重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后经成型、牵引和定型制成波纹螺纹内管体。
(2)制备中间管体：按照实施例2的重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤(1)制备得到的波纹螺纹内管体上，经冷却、牵引后制备得到半成品管体；
(3)制备成品：在步骤(2)制备得到的半成品管体外壁径向放置多列加强限位纤维线经线，按照实施例2的重量份数称取改性TPE热塑性弹性体原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在半成品管体外壁上，再经冷却、牵引制成成品。
实施例6
(1)制备内管体：按照实施例3的重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后经成型、牵引和定型制成波纹螺纹内管体。
(2)制备中间管体：在步骤(1)制备得到的波纹螺纹内管体外壁放置加强限位纤维线，所述加强限位纤维线是沿所述管体轴向排列的多列经线和沿周向一定角度旋转排列的绕线组合成的网状结构，按照实施例3的重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤(1)制备得到的波纹螺纹内管体上，经冷却、牵引后制备得到半成品管体；
(3)制备成品：按照实施例3的重量份数称取改性TPE热塑性弹性体原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在半成品管体外壁上，再经冷却、牵引制成成品。
对比实验例1
对比实验例1跟实施例1的制备方法相同，不同的是使用的原料为：外层原材料采用TPE热塑性弹性体，内层采用了PPB-m02材料。
将实施例1制备的样条1和样条2和对比实验例1制备得到的样条3和样条4，测试其性能，实验条件及结果如下：
测试样条1长度为50mm，测试宽度为30mm(将管子最大横截面处切开)，测试厚度为4mm；夹具间距为35mm，引伸计间距为20mm，拉伸速率为20mm/min，给定应变为5％。测试样条2长度为150mm，测试宽度大约为30mm(将管子最大横截面处切开)，测试厚度为0.5mm左右；夹具间距为115mm，引伸计间距为50mm，拉伸速率为200mm/min，给定应变为5％。
测试样条3长度为50mm，测试宽度大约为30mm(将管子最大横截面处切开)，测试厚度为4mm；夹具间距为35mm，引伸计间距为20mm，拉伸速率为20mm/min，给定应变为5％。
测试样条4长度为150mm，测试宽度大约为30mm(将管子最大横截面处切开)，测试厚度为0.5mm左右；夹具间距为115mm，引伸计间距为50mm，拉伸速率为200mm/min，给定应变为5％。
实验数据如下：
Figure BDA0001900262560000071

Claims (9)

1.一种伸缩软管，所述伸缩软管至少包括复合在一起的外管体和内管体；其特征在于：
所述外管体的材料为改性TPE热塑性弹性体，包括以下重量份数的原料组分： 100份的TPE热塑性弹性体、1～8份的二氧化硅、0.1～1份的抗静电剂；
所述内管体的材料为改性聚氯乙烯，包括以下重量份数的原料组分：100份的聚氯乙烯;1～30份的三元乙丙橡胶、1～30份的丁腈橡胶、0.3～1.0份的稳定剂、10～80份的增塑剂、0.1～1份的PE蜡；
所述内管体为波纹螺纹内管体，所述外管体内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。
2.如权利要求1所述的伸缩软管，其特征在于：所述增塑剂包括10～50份的邻苯二甲酸二甲酯和0～30份的己二酸二辛脂。
3.如权利要求1所述的伸缩软管，其特征在于：所述伸缩软管还包括设在所述外管体和内管体之间的至少一层中间管体；所述至少一层中间管体在最靠近内管体的中间管体的内壁与所述波纹螺纹内管体的螺纹顶端相啮合。
4.如权利要求3所述的伸缩软管，其特征在于：所述中间管体的材料为改性聚氯乙烯。
5.如权利要求3所述的伸缩软管，其特征在于：所述外管体和内管体之间；或者在所述内管体与中间管体之间、任两层中间管体之间、中间管体与外管体之间的至少两层管体之间，设有加强限位纤维线。
6.如权利要求5所述的伸缩软管，其特征在于：所述加强限位纤维线包括经线、绕线中的一种或者两种的结合。
7.如权利要求1至6任一权利要求所述的伸缩软管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）制备内管体：按照重量份数称取改性聚氯乙烯原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后经成型、牵引和定型制成波纹螺纹内管体；
（2）制备成品：按照重量份数称取改性TPE热塑性弹性体原料，混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤（1）制备得到的波纹螺纹内管体上，再经冷却、牵引制成成品。
8.如权利要求7所述的伸缩软管的制备方法，其特征在于在步骤（1）之后还包括制备中间管体的步骤：将所述改性聚氯乙烯原料混合后经螺杆挤出机熔融挤出，然后复合在步骤（1）制备得到的波纹螺纹内管体上，经冷却、牵引后制备得到半成品管体，然后在所述半成品管体上继续步骤（2）成品的制备；所述中间管体的制备步骤可以重复一至多次，制备成一层或者多层中间管体。
9.如权利要求8所述的伸缩软管的制备方法，其特征在于：在制备内管体的牵引之后；在制备中间管体的牵引之后；在内管体外壁、任一中间管体的外壁上设置加强限位纤维线。
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