CN109849249A - 一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，属于胶管技术领域。本发明中可膨胀石墨导热系数相对较大，在传热过程中，防火材料的表面快速升温，膨胀石墨会微膨胀由卷曲状态变为舒张状态，提高隔热防火层的外表面散热面积，本发明以PVC橡胶为主要原料得内胶管层包覆改性硅酸铝纤维层，减少内胶管层弯折时的损伤，本发明PVC内胶管层主要原料为聚氯乙烯，用EPDM原胶对聚氯乙烯进行力学改性，添加剂环氧大豆油由于具有良好的耐热性、低温柔韧性，特别适用于PVC内胶管层中作为增塑剂使用，并且能使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因光热降解出来的氯化氢，从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，使PVC内胶管层耐老化性能提高。

Description

一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法

技术领域

本发明公开了一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，属于胶管技术领域。

背景技术

胶管是用以输送气体、液体、浆状或粒状物料的一类管状橡胶制品。胶管结构通常分为：内胶层、外胶层和骨架层（或称中间层）。内胶层直接承受输送介质的磨损、侵蚀；外胶层保护胶管内体不受外界环境的损伤和侵蚀；骨架层是胶管的承压层，赋予管体强度和刚度。胶管的工作压力取决于骨架层的材料和结构。骨架层的材料可用棉纤维、各种合成纤维、碳纤维或石棉、钢丝等。一般胶管的内外胶层材料采用天然橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶；耐油胶管采用氯丁橡胶、丁腈橡胶；耐酸碱，耐高温胶管采用乙丙橡胶、氟橡胶或硅橡胶等。按骨架层不同，常见的胶管有：全胶胶管（无织物材料）；夹布胶管；抽吸胶管；编织胶管；抽吸胶管；缠绕胶管；针织胶管（骨架层为针织物）；短纤维胶管。

胶管主要有几下几种分类：化学胶管：多功能化学胶管是指有较好的耐强溶剂、强酸碱介质腐蚀性能，可用于输送苯酮酯、醇、醛、烃、酸、碱、氯化烃等几乎所有已知的化学品种的软管。液压胶管：用途：供各种工程建筑、其中运输、注塑、农业机械，矿山设备、船舶、机床，一级各种机械化、自动化系统中输送高压液体和液压传动用。高压胶管：煤炭工业：煤炭工业用油管主要有液压支架胶管。有些煤矿液压支架的压力要求已经提高，一部分钢丝编织胶管不能满足其性能要求，要求改用钢丝缠绕油管。冶金行业：钢铁的制作过程中使用到的设备有连铸设备，分为电炉转炉和热炉转炉，其中对于胶管的要求是必须铠装外表，用来隔温降温耐烧，油泵和泵站使用中，除了要求达到合格的压力，就是耐老化要达到要求。农田水利。

但现有的胶管普遍耐热性和阻燃性差，通常外加耐火套管，但是套管厚度一定且不可膨胀，隔热效果有限，并且PVC胶管弹性差，容易老化。

因此，发明一种耐热阻燃性好且弹性好、耐老化性好的胶管对胶管技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对在目前胶管普遍耐热性和阻燃性差，通常外加耐火套管，但是套管厚度一定且不可膨胀，隔热效果有限，并且PVC胶管弹性差，容易老化的缺陷，提供了一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法为：

将膨胀隔热外层原料和二氧化硅溶胶前驱体混合，得到外层胶液，将备用内胶管层用备用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压30～35min，得到具有隔热膨胀层弹性胶管；

二氧化硅溶胶前驱体的制备方法为：

取200～220mL正硅酸乙酯与300～350mL无水乙醇混合放入烧杯中，向烧杯中加入60～80mL质量分数为10%的盐酸，用磁力搅拌器以400～450r/min的转速，搅拌1～2h，得到二氧化硅溶胶，向二氧化硅溶胶中加入20～30mL质量分数为5%的聚乙烯醇，室温下陈化20～24h，得到二氧化硅溶胶前驱体；

膨胀隔热外层原料的制备方法为：

将40～50g硼化锆粉末分散于300～350mL去离子水中，搅拌混合15～20min后，得到结合剂，将白刚玉、酸性火山玻璃岩、可膨胀石墨加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1～3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入氧化铝粉、聚丙烯酸钠、二氧化锆、石墨烯，搅拌混合10～20min，再依次加入结合剂，再球磨过200目筛得到膨胀隔热外层原料；

改性硅酸铝纤维的制备方法为：

（1）将乙烯含量为50～55%的EPDM原胶、环氧大豆油、天然沸石粉、氧化锌、硬脂酸铝、聚氯乙烯橡胶，混合得到混炼原料，送入复合模具中，以温度为70～80℃和压力为1.4～1.6MPa的条件热压成型为复合料条，送入塑料螺旋管复合缠绕成型机进行成型，冷却后进行高能电子束辐照交联，得到内胶管层，备用；

（2）按重量份数计，向400～500份水中加入70～80份高岭土、20～30份氧化铝、10～15份钛白粉、20～22份磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入质量分数为20%的磷酸溶液调节悬浮浆液的 pH值至5～6，加热升温至50～60℃，保温10～15h，得到混合浆液；

（3）将30～50份纳米二氧化硅气凝胶、30～40份粘土、200～300份水混合得到纳米二氧化硅气凝胶浆液，将上述混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液按体积比为4:1混合，放入马弗炉中的坩埚中，加热至700～800℃，预热40～50min，再升温至1300～1350℃，保温30～35min，得到熔融料液，经纺丝得到改性硅酸铝纤维。

膨胀隔热外层原料和二氧化硅溶胶前驱体混合质量比为3︰1。

热压设备控制热压压力为10～20MPa，热压温度为200～300℃。

二氧化硅溶胶前驱体的制备方法中盐酸的质量分数为10%，聚乙烯醇的质量分数为5%。

膨胀隔热外层原料的制备方法中膨胀隔热外层原料的各组分，按重量份数计，包括白刚玉30～35份、酸性火山玻璃岩、可膨胀石墨10～15份、氧化铝粉10～15份、聚丙烯酸钠0.3～0.5份、二氧化锆3～5份、石墨烯5～8份，结合剂8～10份。

膨胀隔热外层原料的制备方法中酸性火山玻璃岩为酸性火山玻璃岩、松脂岩、珍珠岩、浮岩的一种。

改性硅酸铝纤维的制备方法中混炼原料，按重量份数计，包括乙烯含量为50～55%的EPDM原胶20～30份、环氧大豆油10～15份、天然沸石粉15～20份、氧化锌5～10份、硬脂酸铝7～8份、聚氯乙烯橡胶70～80份，辐照交联的辐射剂量为20～25kGy。

改性硅酸铝纤维的制备方法中混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液混合体积比为4:1。

本发明的有益效果是：

（1）本发明将高岭土、氧化铝、钛白粉、磷酸铝与水，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入磷酸溶液调节pH，得到混合浆液，将粘土、纳米二氧化硅气凝胶混合制得纳米二氧化硅气凝胶浆液，将混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液混合加热熔融，得到熔融料液，经过纺丝得到改性硅酸铝纤维，以白刚玉、酸性火山玻璃岩、可膨胀石墨、氧化铝粉、聚丙烯酸钠、二氧化锆、石墨烯等为原料，硼化锆作为结合剂，球磨过筛得到具有膨胀隔热外层原料，最后膨胀隔热外层原料和二氧化硅溶胶前驱体混合，得到外层胶液，将内胶管层用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压得到具有隔热膨胀层弹性胶管，本发明胶管由内胶管层、改性硅酸铝纤维缠绕的增强层、膨胀隔热外层原料与二氧化硅溶胶前驱体形成的隔热防火层，本发明中可膨胀石墨导热系数相对较大，在传热过程中，防火材料的表面快速升温，膨胀石墨会微膨胀由卷曲状态变为舒张状态，提高隔热防火层的外表面散热面积，对防火材料内层起到降温作用，所用的改性硅酸铝纤维熔点在1500℃以上，对防火材料也起到增强保护作用，使用的酸性火山玻璃岩为高膨胀率火山岩，在1000℃以上高温条件下膨胀率为原来的几倍，可形成高厚度的隔热膨胀层；

（2）本发明以PVC橡胶为主要原料得内胶管层包覆改性硅酸铝纤维层，减少内胶管层弯折时的损伤，本发明PVC内胶管层主要原料为聚氯乙烯，用EPDM原胶对聚氯乙烯进行力学改性，所用EPDM原胶中乙烯含量在50～55%，可以避免形成丙烯嵌段，以保证丙烯、乙烯在EPDM分子中无规则分布，使EPDM具有低温弹性，由于所用聚氯乙烯橡胶是高密度聚乙烯经氯化取代反应制得的高分子材料，极性基团氯原子破坏了聚乙烯结晶的规整性，致使分子间的作用力增大，分子内旋受阻，分子链的柔顺性变差，而EPDM分子的内聚能较低，没有大量的侧基阻碍分子链的运动，分子链可在较宽范围内保持良好的柔顺性和弹性，故用EPDM可以有效提高聚氯乙烯的低温拉伸性能及低温柔韧性能，同时可以有效解决使用增塑剂而带来的成品低温拉伸性能变化大的问题，添加剂环氧大豆油由于具有良好的耐热性、低温柔韧性，特别适用于PVC内胶管层中作为增塑剂使用，并且能使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因光热降解出来的氯化氢，从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，使PVC内胶管层耐老化性能提高，更加稳定，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

按重量份数计，将20～30份乙烯含量为50～55%的EPDM原胶、10～15份环氧大豆油、15～20份天然沸石粉、5～10份氧化锌、7～8份硬脂酸铝、70～80份聚氯乙烯橡胶，混合得到混炼原料，送入复合模具中，以温度为70～80℃和压力为1.4～1.6MPa的条件热压成型为复合料条，送入塑料螺旋管复合缠绕成型机进行成型，冷却后进行高能电子束辐照交联，剂量为20～25kGy，得到内胶管层，备用；按重量份数计，向400～500份水中加入70～80份高岭土、20～30份氧化铝、10～15份钛白粉、20～22份磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入质量分数为20%的磷酸溶液调节悬浮浆液的pH值至5～6，加热升温至50～60℃，保温10～15h，得到混合浆液；将30～50份纳米二氧化硅气凝胶、30～40份粘土、200～300份水混合得到纳米二氧化硅气凝胶浆液，将上述混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液按体积比为4:1混合，放入马弗炉中的坩埚中，加热至700～800℃，预热40～50min，再升温至1300～1350℃，保温30～35min，得到熔融料液，经纺丝得到改性硅酸铝纤维，备用；取200～220mL正硅酸乙酯与300～350mL无水乙醇混合放入烧杯中，向烧杯中加入60～80mL质量分数为10%的盐酸，用磁力搅拌器以400～450r/min的转速，搅拌1～2h，得到二氧化硅溶胶，向二氧化硅溶胶中加入20～30mL质量分数为5%的聚乙烯醇，室温下陈化20～24h，得到二氧化硅溶胶前驱体，备用，将40～50g硼化锆粉末分散于300～350mL去离子水中，搅拌混合15～20min后，得到结合剂；按重量份数计，将30～35份白刚玉、20～25份酸性火山玻璃岩、10～15份可膨胀石墨加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1～3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入10～15份氧化铝粉、0.3～0.5份聚丙烯酸钠、3～5份二氧化锆、5～8份石墨烯，搅拌混合10～20min，再依次加入8～10份结合剂，再球磨过200目筛得到膨胀隔热外层原料，所述的酸性火山玻璃岩为酸性火山玻璃岩、松脂岩、珍珠岩、浮岩的一种；将上述膨胀隔热外层原料和备用的二氧化硅溶胶前驱体按质量比为3︰1混合，得到外层胶液，将备用内胶管层用备用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压30～35min，控制热压压力为10～20MPa，热压温度为200～300℃，得到具有隔热膨胀层弹性胶管。

实例1

酸性火山玻璃岩为：松脂岩

改性硅酸铝纤维的制备：

按重量份数计，将20份乙烯含量为50%的EPDM原胶、10份环氧大豆油、15份天然沸石粉、5份氧化锌、7份硬脂酸铝、70份聚氯乙烯橡胶，混合得到混炼原料，送入复合模具中，以温度为70℃和压力为1.4MPa的条件热压成型为复合料条，送入塑料螺旋管复合缠绕成型机进行成型，冷却后进行高能电子束辐照交联，剂量为20kGy，得到内胶管层，备用；

按重量份数计，向400份水中加入70份高岭土、20份氧化铝、10份钛白粉、20份磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入质量分数为20%的磷酸溶液调节悬浮浆液的pH值至5，加热升温至50℃，保温10h，得到混合浆液；

将30份纳米二氧化硅气凝胶、30份粘土、200份水混合得到纳米二氧化硅气凝胶浆液，将上述混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液按体积比为4:1混合，放入马弗炉中的坩埚中，加热至700℃，预热40min，再升温至1300℃，保温30min，得到熔融料液，经纺丝得到改性硅酸铝纤维。

结合剂的制备：

取200mL正硅酸乙酯与300mL无水乙醇混合放入烧杯中，向烧杯中加入60mL质量分数为10%的盐酸，用磁力搅拌器以400r/min的转速，搅拌1h，得到二氧化硅溶胶，向二氧化硅溶胶中加入20mL质量分数为5%的聚乙烯醇，室温下陈化20h，得到二氧化硅溶胶前驱体，备用，将40g硼化锆粉末分散于300mL去离子水中，搅拌混合15min后，得到结合剂。

膨胀隔热外层原料的制备：

按重量份数计，将30份白刚玉、20份松脂岩、10份可膨胀石墨加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入10份氧化铝粉、0.3份聚丙烯酸钠、3份二氧化锆、5份石墨烯，搅拌混合10min，再依次加入8份结合剂，再球磨过200目筛得到膨胀隔热外层原料，所述的酸性火山玻璃岩为酸性火山玻璃岩、松脂岩、珍珠岩、浮岩的一种。

具有隔热膨胀层弹性胶管的制备：

将上述膨胀隔热外层原料和备用的二氧化硅溶胶前驱体按质量比为3︰1混合，得到外层胶液，将备用内胶管层用备用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压30min，控制热压压力为10MPa，热压温度为200℃，得到具有隔热膨胀层弹性胶管。

实例2

酸性火山玻璃岩为：珍珠岩

改性硅酸铝纤维的制备：

按重量份数计，将25份乙烯含量为52%的EPDM原胶、12份环氧大豆油、17份天然沸石粉、7份氧化锌、7份硬脂酸铝、75份聚氯乙烯橡胶，混合得到混炼原料，送入复合模具中，以温度为75℃和压力为1.5MPa的条件热压成型为复合料条，送入塑料螺旋管复合缠绕成型机进行成型，冷却后进行高能电子束辐照交联，剂量为22kGy，得到内胶管层，备用；

按重量份数计，向450份水中加入75份高岭土、25份氧化铝、12份钛白粉、21份磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入质量分数为20%的磷酸溶液调节悬浮浆液的pH值至5，加热升温至55℃，保温12h，得到混合浆液；

将40份纳米二氧化硅气凝胶、35份粘土、250份水混合得到纳米二氧化硅气凝胶浆液，将上述混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液按体积比为4:1混合，放入马弗炉中的坩埚中，加热至750℃，预热45min，再升温至1320℃，保温32min，得到熔融料液，经纺丝得到改性硅酸铝纤维。

结合剂的制备：

取210mL正硅酸乙酯与340mL无水乙醇混合放入烧杯中，向烧杯中加入70mL质量分数为10%的盐酸，用磁力搅拌器以420r/min的转速，搅拌1.5h，得到二氧化硅溶胶，向二氧化硅溶胶中加入25mL质量分数为5%的聚乙烯醇，室温下陈化22h，得到二氧化硅溶胶前驱体，备用，将45g硼化锆粉末分散于320mL去离子水中，搅拌混合17min后，得到结合剂。

膨胀隔热外层原料的制备：

按重量份数计，将32份白刚玉、22份珍珠岩、12份可膨胀石墨加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为2mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入12份氧化铝粉、0.4份聚丙烯酸钠、4份二氧化锆、7份石墨烯，搅拌混合15min，再依次加入9份结合剂，再球磨过200目筛得到膨胀隔热外层原料，所述的酸性火山玻璃岩为酸性火山玻璃岩、松脂岩、珍珠岩、浮岩的一种。

具有隔热膨胀层弹性胶管的制备：

将上述膨胀隔热外层原料和备用的二氧化硅溶胶前驱体按质量比为3︰1混合，得到外层胶液，将备用内胶管层用备用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压32min，控制热压压力为15MPa，热压温度为250℃，得到具有隔热膨胀层弹性胶管。

实例3

酸性火山玻璃岩为：浮岩

改性硅酸铝纤维的制备：

按重量份数计，将30份乙烯含量为55%的EPDM原胶、15份环氧大豆油、20份天然沸石粉、10份氧化锌、8份硬脂酸铝、80份聚氯乙烯橡胶，混合得到混炼原料，送入复合模具中，以温度为80℃和压力为1.6MPa的条件热压成型为复合料条，送入塑料螺旋管复合缠绕成型机进行成型，冷却后进行高能电子束辐照交联，剂量为25kGy，得到内胶管层，备用；

按重量份数计，向500份水中加入80份高岭土、30份氧化铝、15份钛白粉、22份磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入质量分数为20%的磷酸溶液调节悬浮浆液的pH值至6，加热升温至60℃，保温15h，得到混合浆液；

将50份纳米二氧化硅气凝胶、40份粘土、300份水混合得到纳米二氧化硅气凝胶浆液，将上述混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液按体积比为4:1混合，放入马弗炉中的坩埚中，加热至800℃，预热50min，再升温至1350℃，保温35min，得到熔融料液，经纺丝得到改性硅酸铝纤维。

结合剂的制备：

取220mL正硅酸乙酯与350mL无水乙醇混合放入烧杯中，向烧杯中加入80mL质量分数为10%的盐酸，用磁力搅拌器以450r/min的转速，搅拌2h，得到二氧化硅溶胶，向二氧化硅溶胶中加入30mL质量分数为5%的聚乙烯醇，室温下陈化24h，得到二氧化硅溶胶前驱体，备用，将50g硼化锆粉末分散于350mL去离子水中，搅拌混合20min后，得到结合剂。

膨胀隔热外层原料的制备：

按重量份数计，将35份白刚玉、25份浮岩、15份可膨胀石墨加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入15份氧化铝粉、0.5份聚丙烯酸钠、5份二氧化锆、8份石墨烯，搅拌混合20min，再依次加入10份结合剂，再球磨过200目筛得到膨胀隔热外层原料，所述的酸性火山玻璃岩为酸性火山玻璃岩、松脂岩、珍珠岩、浮岩的一种。

具有隔热膨胀层弹性胶管的制备：

将上述膨胀隔热外层原料和备用的二氧化硅溶胶前驱体按质量比为3︰1混合，得到外层胶液，将备用内胶管层用备用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压35min，控制热压压力为20MPa，热压温度为300℃，得到具有隔热膨胀层弹性胶管。

对比例1：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性硅酸铝纤维。

对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少膨胀隔热外层原料。

对比例3：上海某公司生产的具有隔热膨胀层弹性胶管。

耐热老化性测试：将实例1～3和对比例中的胶管放置于设定参数为200℃×168h的耐老化实验机中，再测得硬度、拉伸强度、扯断伸长率。

隔热效果测试：将实例1～3和对比例中的胶管制备成厚度为3.0±0.2mm，进行灼烧试验。灼烧试验用火源采用酒精喷灯，温度显示器显示火焰温度为1288℃。灼烧试验均采用此酒精喷灯在距离下表面90mm距离进行。酒精喷灯依靠下部旋转平台的旋转，所述的测试片边长为100mm的正方形测试试样，在测试样中心直径50.0mm左右范围灼烧，温度传感器位于测试试样被灼烧背面中心位置，所测温度显示于温度显示器上，并被电脑记录软件所记录。

阻燃等级测试按阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增的标准进行检测。

表1胶管性能测定结果

测试项目	实例1	实例2	实例3	对比例1	对比例2	对比例3
							老化前硬度（HA）	82	83	83	80	75	81
老化前拉伸强度（MPa）	11.0	10.8	10.5	15.3	18.9	15.1
							老化前扯断伸长率（%）	667	668	668	550	450	570
耐热老化后硬度（HA）	82	83	83	65	73	75
							耐热老化后拉伸强度（MPa）	11.0	10.8	10.5	18.3	15.5	15.9
耐热老化后扯断伸长率（%）	660	666	668	450	530	470
							18min内背面温度（℃）	100	99	98	130	170	135
阻燃等级（级）	V-0	V-0	V-0	V-1	V-2	V-1

根据上述检测数据可知本发明的具有隔热膨胀层弹性胶管扯断伸长率高，弹性好，耐热性和耐老化性好，耐热老化试验后的性能基本无变化，隔热效果好，18min内背面温度可控制在100℃以内，阻燃性好，阻燃等级高，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

将膨胀隔热外层原料和二氧化硅溶胶前驱体混合，得到外层胶液，将备用内胶管层用备用改性硅酸铝纤维缠结包覆装入双层管型模具内层中，再向管型模具外层中填充外层胶液，将双层管型模具置于热压设备中热压30～35min，得到具有隔热膨胀层弹性胶管；

所述的二氧化硅溶胶前驱体的具体制备步骤为：

取200～220mL正硅酸乙酯与300～350mL无水乙醇混合放入烧杯中，向烧杯中加入60～80mL质量分数为10%的盐酸，用磁力搅拌器以400～450r/min的转速，搅拌1～2h，得到二氧化硅溶胶，向二氧化硅溶胶中加入20～30mL质量分数为5%的聚乙烯醇，室温下陈化20～24h，得到二氧化硅溶胶前驱体，备用；

所述的膨胀隔热外层原料的具体制备步骤为：

将40～50g硼化锆粉末分散于300～350mL去离子水中，搅拌混合15～20min后，得到结合剂，将白刚玉、酸性火山玻璃岩、可膨胀石墨加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1～3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入氧化铝粉、聚丙烯酸钠、二氧化锆、石墨烯，搅拌混合10～20min，再依次加入结合剂，再球磨过200目筛得到膨胀隔热外层原料；

所述的改性硅酸铝纤维的具体制备步骤为：

（1）将乙烯含量为50～55%的EPDM原胶、环氧大豆油、天然沸石粉、氧化锌、硬脂酸铝、聚氯乙烯橡胶，混合得到混炼原料，送入复合模具中，以温度为70～80℃和压力为1.4～1.6MPa的条件热压成型为复合料条，送入塑料螺旋管复合缠绕成型机进行成型，冷却后进行高能电子束辐照交联，得到内胶管层，备用；

（2）按重量份数计，向400～500份水中加入70～80份高岭土、20～30份氧化铝、10～15份钛白粉、20～22份磷酸铝，搅拌分散制成悬浮浆液，向悬浮浆液中加入质量分数为20%的磷酸溶液调节悬浮浆液的 pH值至5～6，加热升温至50～60℃，保温10～15h，得到混合浆液；

（3）将30～50份纳米二氧化硅气凝胶、30～40份粘土、200～300份水混合得到纳米二氧化硅气凝胶浆液，将上述混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液按体积比为4:1混合，放入马弗炉中的坩埚中，加热至700～800℃，预热40～50min，再升温至1300～1350℃，保温30～35min，得到熔融料液，经纺丝得到改性硅酸铝纤维，备用。

2.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：所述的膨胀隔热外层原料和二氧化硅溶胶前驱体混合质量比为3︰1。

3.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：所述的热压设备控制热压压力为10～20MPa，热压温度为200～300℃。

4.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：所述的二氧化硅溶胶前驱体的具体制备步骤中盐酸的质量分数为10%，聚乙烯醇的质量分数为5%。

5.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：所述的膨胀隔热外层原料的具体制备步骤中膨胀隔热外层原料的各组分，按重量份数计，包括白刚玉30～35份、酸性火山玻璃岩、可膨胀石墨10～15份、氧化铝粉10～15份、聚丙烯酸钠0.3～0.5份、二氧化锆3～5份、石墨烯5～8份，结合剂8～10份。

6.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：所述的膨胀隔热外层原料的具体制备步骤中酸性火山玻璃岩为酸性火山玻璃岩、松脂岩、珍珠岩、浮岩的一种。

7.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：所述的改性硅酸铝纤维的具体制备步骤（1）中混炼原料，按重量份数计，包括乙烯含量为50～55%的EPDM原胶20～30份、环氧大豆油10～15份、天然沸石粉15～20份、氧化锌5～10份、硬脂酸铝7～8份、聚氯乙烯橡胶70～80份，辐照交联的辐射剂量为20～25kGy。

8.根据权利要求1所述的一种具有隔热膨胀层弹性胶管的制备方法，其特征在于：

所述的改性硅酸铝纤维的具体制备步骤（3）中混合浆液、纳米二氧化硅气凝胶浆液混合体积比为4:1。