CN110173601B - 一种新型耐压耐高温软管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用。并且在内胶、增强层和外胶的选择过程中，注重胶管层和层之间的兼容性，使得该胶管的内外和增强层共同协调作用，得到一种新型耐压耐高温胶管，解决胶管增强层吸水率高的问题，同时还能使得耐温等级、抗爆破性能和阻燃性能更上一层楼。

Description

一种新型耐压耐高温软管
技术领域
本发明属于胶管领域，特别涉及一种新型耐压耐高温软管。
背景技术
迫于市场需求，越来越多的领域需要采用耐高压高温胶管，尤其是在油田、航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。目前市场上应用较多的耐高温胶管主要结构采用氟硅橡胶制作的，氟硅材料能提升耐温等级和耐磨性能；而增强层所用材料通常选用价廉的PET、尼龙等作为编织材料，其耐温等级不足，而且吸水率较高，在高温输送环境下难以满足胶管的使用，而且其抗爆破能力较差，难以实现长期的高温输送条件。
近年来另一款新的耐温胶管问世，其增强层采用芳纶纤维织物，耐温等级可提高至170～250℃，芳纶纤维具有尼龙以及PET纤维无法比拟的耐热性和抗爆破性，这使得芳纶织物在胶管的应用迅速展开。但研究表明芳纶纤维吸水性较高，其织物的吸水性最终取决于纤维本身，这使得胶管在使用中要尽量避免与水分子的接触，限制了此类胶管的使用环境，例如：汽车发动机高温输气管在输送高温压缩空气时含有大量蒸汽，这无形中降低了胶管的使用寿命。
CN108253207A公开了一种阻燃型生物基聚氨酯软管，内胶层和所述外胶层为生物基聚氨酯热塑性弹性体，带坯增强层是由聚酰亚胺纤维编织成的；同时公开了这种软管的生产方法。该生物基聚氨酯热塑性弹性体，以大豆油为初始原料，通过配合运用工艺相对简单的热稠化(Diels Alder环化反应)和臭氧氧化/还原技术，制备出了含有高反应活性伯羟基的生物基多元醇，并在此基础上制备了聚氨酯热塑性弹性体，从而能够取代现有的石油基多元醇，并在其中加入阻燃剂，在避免生物基聚氨酯热塑性弹性体力学性能劣化的同时，提高了生物基聚氨酯热塑性弹性体的阻燃性能，带坯增强层为自阻燃的聚酰亚胺纤维编织而成，使软管具有优异的阻燃性能。虽然该软管在增强层也包括聚酰亚胺纤维编织物，但是该软管仅仅提高了阻燃性，并且成本比较高，层和层之间的兼容性比较差。因此，亟待需要提出一种新型耐压耐高温胶管，可以解决胶管增强层吸水率高的问题，同时还能使得耐温等级、抗爆破性能和阻燃性能更上一层楼。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种新型耐压耐高温软管，不仅解决了胶管增强层吸水率高的问题，而且耐温等级、抗爆破性能和阻燃性等性能还得到很大的提高。具体内容如下：
为了达到上述技术性目的，本发明采用以下技术方案来解决：一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用。
进一步，所述的氟橡胶层中氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，并且相较于100重量份的偏二氟乙烯系氟橡胶，还包括白炭黑60-80重量份，碳纤维1-5重量份，十三氟辛基三乙氧基硅烷1-5重量份，N，N-二甲基乙酰胺1-5重量份。
进一步，所述的氟橡胶层的制备方法如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为120-130℃，密炼时间为10-15min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为180-240℃，硫化时间为10-15min；即可获得氟橡胶层内胶。
进一步，所述内胶的氟橡胶层，耐温等级高达250℃，具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的特性。
进一步，所述聚酰亚胺纤维织物，其使用温度在长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％。
更进一步，所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温。
更进一步，所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；
更进一步，最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100。
更进一步，最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其制备工艺如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为100-120℃，密炼时间为10-15min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为180-240℃，硫化时间为10-15min；即可获得最外层。
一种新型耐压耐高温胶管的制备方法，将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内层和外层在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可获得一种新型耐压耐高温胶管。
有益效果：本申请通过构建合适结构的高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用。并且在内胶、增强层和外胶的选择过程中，注重胶管层和层之间的兼容性，使得该胶管的内外和增强层共同协调作用，提高一体化的性能，层间的粘合强度高达到2.8KN/m，得到一种新型耐压耐高温胶管，解决胶管增强层吸水率高的问题，同时还能使得耐温等级、抗爆破性能和阻燃性能更上一层楼。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为本发明所提供的实施例结构示意图；
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
参见附图1，图1展示了该发明胶管的结构示意图。胶管内层，采用氟硅橡胶，氟原子的引入，提高了胶管的耐压耐腐蚀、耐高温、耐摩擦的性能，可耐酸碱，耐温等级可达到250℃；增强层为PI(聚酰亚胺)纤维织物，是由聚酰亚胺纤维长丝经编织而成，编织面密度在20～800g/m2，具备聚酰亚胺纤维高强、绝热、绝缘、阻燃、无毒无烟、耐高温等特性，编织成的织物又大幅度增加了胶管的柔韧性，耐弯折性能。利用聚酰亚胺纤维的导热系数小、绝热的特性，中间层同时起到保温隔热的效果；胶管外层，具有抗阻燃性和耐高温性能，由PI短纤维与橡胶的复合层，保护内层和中间层。
实施例1：
一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用；所述的氟橡胶层中氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，并且相较于100重量份的偏二氟乙烯系氟橡胶，还包括白炭黑70重量份，碳纤维3重量份，十三氟辛基三乙氧基硅烷3重量份，N，N-二甲基乙酰胺2重量份；所述的氟橡胶层的制备方法如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为120℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得氟橡胶层内胶；所述内胶的氟橡胶层，耐温等级高达250℃，具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的特性；所述聚酰亚胺纤维织物，其使用温度在长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％；所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温；所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其制备工艺如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为110℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得最外层；
将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内层和外层在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可制备获得一种新型耐压耐高温胶管。
实施例2：
一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用；所述的氟橡胶层中氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，并且相较于100重量份的偏二氟乙烯系氟橡胶，还包括白炭黑75重量份，碳纤维3重量份，十三氟辛基三乙氧基硅烷3重量份，N，N-二甲基乙酰胺2重量份；所述的氟橡胶层的制备方法如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为120℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得氟橡胶层内胶；所述内胶的氟橡胶层，耐温等级高达250℃，具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的特性；所述聚酰亚胺纤维织物，其使用温度在长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％；所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温；所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其制备工艺如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为110℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得最外层；
将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内层和外层在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可制备获得一种新型耐压耐高温胶管。
实施例3：
一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用；所述的氟橡胶层中氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，并且相较于100重量份的偏二氟乙烯系氟橡胶，还包括白炭黑70重量份，碳纤维5重量份，十三氟辛基三乙氧基硅烷3重量份，N，N-二甲基乙酰胺2重量份；所述的氟橡胶层的制备方法如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为120℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得氟橡胶层内胶；所述内胶的氟橡胶层，耐温等级高达250℃，具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的特性；所述聚酰亚胺纤维织物，其使用温度在长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％；所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温；所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其制备工艺如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为110℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得最外层；
将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内层和外层在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可制备获得一种新型耐压耐高温胶管。
实施例4：
一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用；所述的氟橡胶层中氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，并且相较于100重量份的偏二氟乙烯系氟橡胶，还包括白炭黑70重量份，碳纤维3重量份，十三氟辛基三乙氧基硅烷1重量份，N，N-二甲基乙酰胺1重量份；所述的氟橡胶层的制备方法如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为120℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得氟橡胶层内胶；所述内胶的氟橡胶层，耐温等级高达250℃，具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的特性；所述聚酰亚胺纤维织物，其使用温度在长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％；所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温；所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其制备工艺如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为110℃，密炼时间为10min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为10min；即可获得最外层；
将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内层和外层在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可制备获得一种新型耐压耐高温胶管。
实施例5：
一种新型耐压耐高温胶管，胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶。内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用；所述的氟橡胶层中氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，并且相较于100重量份的偏二氟乙烯系氟橡胶，还包括白炭黑70重量份，碳纤维3重量份，十三氟辛基三乙氧基硅烷3重量份，N，N-二甲基乙酰胺2重量份；所述的氟橡胶层的制备方法如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为120℃，密炼时间为15min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为15min；即可获得氟橡胶层内胶；所述内胶的氟橡胶层，耐温等级高达250℃，具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的特性；所述聚酰亚胺纤维织物，其使用温度在长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％；所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温；所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其制备工艺如下：称取上述原料，搅拌混合均匀，随后将混合物加入至密炼机中密炼，密炼温度为110℃，密炼时间为15min；随后将密炼挤压成型后的橡胶进行硫化处理，硫化温度为200℃，硫化时间为15min；即可获得最外层；
将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内层和外层在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可制备获得一种新型耐压耐高温胶管。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种新型耐压耐高温胶管，其特征在于：胶管结构主要分为三层：内胶、增强层和外胶；内胶采用耐油、耐压、耐高温、耐摩擦的氟硅橡胶层；中间层采用聚酰亚胺纤维织物作为增强层，具有低密度以及较好的阻燃性、耐高温性、柔韧性和抗爆破性；最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，具有抗阻燃性和耐高温性能，起保护内层和中间层的作用；
所述聚酰亚胺纤维织物，其长期使用温度在-200～300℃，吸水率低于1％；所述聚酰亚胺纤维织物，弹性好，强度高，耐弯折，极限氧指数>38，低收缩，低导热，隔热保温；
所述聚酰亚胺纤维织物以网眼布的形式作为中间层存在；
所述聚酰亚胺纤维织物由聚酰亚胺纤维长丝经编织而成，编织面密度20～800g/m2，具备聚酰亚胺纤维高强、绝热、绝缘、阻燃、无毒无烟、耐高温的特性，编织成的织物又大幅度增加了胶管的柔韧性，耐弯折性能；
最外层由聚酰亚胺短纤维与橡胶复合而成，其中聚酰亚胺短纤维与橡胶的质量比为5:100；在内胶、增强层和外胶的选择过程中，注重胶管层和层之间的兼容性，使得该胶管的内、 外胶 和增强层共同协调作用，提高一体化的性能，层间的粘合强度高达到2.8KN/m；
所述制备方法为：将聚酰亚胺纤维织物编织成带坯，随后将内胶 和外胶 在所述带坯的相应内外表面挤出成型，即可制备获得一种新型耐压耐高温胶管。
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