CN110307409A - 一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管及其制备方法 - Google Patents

一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管及其制备方法，所述特氟龙软管由改性聚四氟乙烯内管和套设于聚四氟乙烯内管外的外套管组成，改性聚四氟乙烯内管和外套管均为中部空心的管状结构，改性聚四氟乙烯内管的外壁与外套管的内壁均为螺旋波纹结构；改性聚四氟乙烯内管由下列原料制成：聚四氟乙烯粉料、聚酰胺—酰亚胺、硫酸钡微粉、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、甘油；外套管由内而外依次由缠绕层、纤维编织层、橡胶外层复合构成。本发明中的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管使用过程中不会发生各层之间相互滑动或弹出的情况，有效降低了特氟龙软管发生渗漏的机率，具有优异的耐磨性、抗蠕变性、抗压缩性。

Description

一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯软管技术领域，具体涉及一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管及其制备方法。
背景技术
特氟龙软管常用作传输气体或液体的管路。现有特氟龙软管由内而外依次由聚四氟乙烯内管、螺旋钢丝层、钢丝编制层、橡胶外层组成。现有特氟龙软管主要存在以下问题：1、现有特氟龙软管的聚四氟乙烯内管、螺旋钢丝层、钢丝编制层及橡胶外层之间的连接为套接连接，相邻两层之间存在间隙，且相邻两层之间容易产生移动，无法形成紧密连接；2、实际应用中特氟龙软管和接头连接时，螺旋钢丝层容易松散并弹出原位，且钢丝编制层极易产生滑动，导致特氟龙软管和接头连接后发生渗漏的机率增高；3、实际使用时特氟龙软管与接头之间通过扣压成型，扣压力大于400吨，且扣压前还需将聚四氟乙烯内管外部的螺旋波纹用高温烫平，需要额外利用专业高温加热设备，操作流程复杂且增加了生产成本；4、由于聚四氟乙烯本身材质坚硬，现有特氟龙软管的聚四氟乙烯内管内径大于25mm时内表面只能做成波纹状的，不能做成光滑平面的，否则软管将无法弯曲极易损坏；而波纹状内表面在很多应用环境下会导致所输送的物料有滞留，无法有效清洗干净，特别在食品、制药、化工等领域容易造成污染或细菌滋生，而实际应用中聚四氟乙烯内管内径大于25mm的尺寸，如38mm、51mm、63mm、76mm又是常用尺寸；5、现有特氟龙软管输送气体或流体时，聚四氟乙烯内管与流体直接接触，因此聚四氟乙烯内管更容易发生损耗，现有特氟龙软管中的聚四氟乙烯内管无法单独拉出，若聚四氟乙烯内管发生损耗，则必须将整个特氟龙软管全部更换，增加了使用维修成本；6、现有特氟龙软管存在不耐磨、易蠕变、抗压缩性差的缺点。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供了一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，使用过程中不会发生各层之间相互滑动或弹出的情况，有效降低了特氟龙软管发生渗漏的机率，具有优异的耐磨性、抗蠕变性、抗压缩性；此外，本发明还提供了一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，由改性聚四氟乙烯内管和套设于所述聚四氟乙烯内管外的外套管组成，所述改性聚四氟乙烯内管和所述外套管均为中部空心的管状结构，所述改性聚四氟乙烯内管的外壁与所述外套管的内壁均为螺旋波纹结构，所述改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构的螺距与所外套管内壁上的螺旋波纹结构的螺距相等；
所述改性聚四氟乙烯内管由下列重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料80～100份、聚酰胺—酰亚胺2～5份、硫酸钡微粉8～12份、纳米二氧化硅1～10份、硅烷偶联剂1～4份、甘油1～3份；
所述外套管由内而外依次由缠绕层、纤维编织层、橡胶外层复合构成，所述纤维编织层硫化固定于所述橡胶外层内壁，所述缠绕层硫化固定于所述纤维编织层内壁；其中，所述缠绕层为呈螺旋式设置的螺旋钢丝，所述螺旋钢丝的螺距与所述改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
优选的，所述改性聚四氟乙烯内管由下列重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料95份、聚酰胺—酰亚胺4份、硫酸钡微粉8份、纳米二氧化硅5份、硅烷偶联剂3份、甘油2份。
优选的，所述缠绕层为由直径为0.15mm～0.38mm的不锈钢丝缠绕形成的螺旋式结构。
本发明第二方面提供了上述一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，包括以下步骤：
S1、利用等离子体对橡胶外层的内壁及纤维编织层的内外壁进行喷射处理，提高橡胶外层的内壁以及纤维编织层内外壁的可粘接性；
S2、在所述纤维编织层内外壁及所述橡胶外层内壁均涂敷粘结剂，将所述纤维编织层内壁包裹套接在缠绕层外壁上，将橡胶外层涂敷有粘结剂的一面朝内包裹套接在所述纤维编织层的外壁上，得到待硫化固定的外套管；
S3、将步骤S2所得待硫化的固定外套管置于一定温度和压力下的蒸汽硫化罐内进行硫化，即得硫化固定的外套管；
S4、将步骤S3所得硫化固定的外套管与改性聚四氟乙烯内管通过所述外套管内壁上的螺旋波纹结构与所述改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构螺旋连接，即得可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管。
进一步的，所述步骤S3中硫化温度为170℃，硫化压强为0.5MPa～3MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中的缠绕层、纤维编织层和橡胶外层为一体成型结构，外套管中相邻两层之间不存在间隙，形成紧密连接，因此本发明中的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管使用过程中不会发生各层之间相互滑动或弹出的情况，有效降低了特氟龙软管发生渗漏的机率。
2、本发明一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中的外套管与改性聚四氟乙烯内管通过外套管内壁上的螺旋波纹结构与改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构紧密螺旋连接在一起，因此本发明中的一种特氟龙软管与接头连接时，无需再将聚四氟乙烯内管外部的螺旋波纹用高温烫平，提高了特氟龙软管的生产效率，降低了特氟龙软管的生产成本。
3、本发明一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中的改性聚四氟乙烯内管发生损坏时，可只更换改性聚四氟乙烯内管，无需更换外套管，节约了特氟龙软管的维修成本。
4、本发明一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中的改性聚四氟乙烯内管在聚四氟乙烯粉料、聚酰胺—酰亚胺、硫酸钡微粉、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂及甘油的协同作用下，使特氟龙软管具有优异的耐磨性、抗蠕变性、抗压缩性。
5、本发明一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中的改性聚四氟乙烯内管内表面光滑，即使实际使用中需要改性聚四氟乙烯内管内径大于25mm，改性聚四氟乙烯内管内表面也无需加工为波纹状，避免了因波纹内表面而导致的输送物料滞留、无法有效清洗干净、细菌滋生等问题。
6、本发明中的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管制备方法操作简单，便于实现工业化生产。
附图说明
图1为本发明中一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的内部结构示意图。
图2为本发明中一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中改性聚四氟乙烯内管的结构示意图。
图3为本发明中一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管中缠绕层的结构示意图。
图4为本发明中一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法流程图。
各标记与部件名称对应关系如下：
改性聚四氟乙烯内管1、缠绕层2、纤维编织层3、橡胶外层4。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1、图2及图3所示，一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，由改性聚四氟乙烯内管1和套设于聚四氟乙烯内管外的外套管组成，改性聚四氟乙烯内管1和外套管均为中部空心的管状结构，改性聚四氟乙烯内管1的外壁与外套管的内壁均为螺旋波纹结构，改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距与所外套管内壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，改性聚四氟乙烯内管1由下列重量的原料制成：聚四氟乙烯粉料100g、聚酰胺—酰亚胺4g、硫酸钡微粉12g、纳米二氧化硅8g、硅烷偶联剂3g、甘油2g。
外套管由内而外依次由缠绕层2、纤维编织层3、橡胶外层4复合构成，纤维编织层3硫化固定于橡胶外层4内壁，缠绕层2硫化固定于纤维编织层3内壁；其中，缠绕层2为呈螺旋式设置的螺旋钢丝，螺旋钢丝的螺距与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，缠绕层2为由直径为0.3mm的不锈钢丝缠绕形成的螺旋式结构。
参照图4所示，上述一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，包括以下步骤：
S1、利用等离子体对橡胶外层4的内壁及纤维编织层3的内外壁进行喷射处理，提高橡胶外层4的内壁以及纤维编织层3内外壁的可粘接性；
S2、在纤维编织层3内外壁及橡胶外层4内壁均涂敷粘结剂，将纤维编织层3内壁包裹套接在缠绕层2外壁上，将橡胶外层4涂敷有粘结剂的一面朝内包裹套接在纤维编织层3的外壁上，得到待硫化固定的外套管；
S3、将步骤S2所得待硫化的固定外套管置于一定温度和压力下的蒸汽硫化罐内进行硫化，即得硫化固定的外套管；其中，硫化温度为170℃，硫化压强为2.5MPa。
S4、将步骤S3所得硫化固定的外套管与改性聚四氟乙烯内管1通过外套管内壁上的螺旋波纹结构与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构螺旋连接，即得可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管。
实施例2
如图1、图2及图3所示，一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，由改性聚四氟乙烯内管1和套设于聚四氟乙烯内管外的外套管组成，改性聚四氟乙烯内管1和外套管均为中部空心的管状结构，改性聚四氟乙烯内管1的外壁与外套管的内壁均为螺旋波纹结构，改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距与所外套管内壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，改性聚四氟乙烯内管1由下列重量的原料制成：聚四氟乙烯粉料85g、聚酰胺—酰亚胺2g、硫酸钡微粉10g、纳米二氧化硅5g、硅烷偶联剂2g、甘油1g。
外套管由内而外依次由缠绕层2、纤维编织层3、橡胶外层4复合构成，纤维编织层3硫化固定于橡胶外层4内壁，缠绕层2硫化固定于纤维编织层3内壁；其中，缠绕层2为呈螺旋式设置的螺旋钢丝，螺旋钢丝的螺距与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，缠绕层2为由直径为0.3mm的不锈钢丝缠绕形成的螺旋式结构。
参照图4所示，上述一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，包括以下步骤：
S1、利用等离子体对橡胶外层4的内壁及纤维编织层3的内外壁进行喷射处理，提高橡胶外层4的内壁以及纤维编织层3内外壁的可粘接性；
S2、在纤维编织层3内外壁及橡胶外层4内壁均涂敷粘结剂，将纤维编织层3内壁包裹套接在缠绕层2外壁上，将橡胶外层4涂敷有粘结剂的一面朝内包裹套接在纤维编织层3的外壁上，得到待硫化固定的外套管；
S3、将步骤S2所得待硫化的固定外套管置于一定温度和压力下的蒸汽硫化罐内进行硫化，即得硫化固定的外套管；其中，硫化温度为170℃，硫化压强为2.5MPa。
S4、将步骤S3所得硫化固定的外套管与改性聚四氟乙烯内管1通过外套管内壁上的螺旋波纹结构与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构螺旋连接，即得可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管。
实施例3
如图1、图2及图3所示，一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，由改性聚四氟乙烯内管1和套设于聚四氟乙烯内管外的外套管组成，改性聚四氟乙烯内管1和外套管均为中部空心的管状结构，改性聚四氟乙烯内管1的外壁与外套管的内壁均为螺旋波纹结构，改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距与所外套管内壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，改性聚四氟乙烯内管1由下列重量的原料制成：聚四氟乙烯粉料95g、聚酰胺—酰亚胺4g、硫酸钡微粉11g、纳米二氧化硅7g、硅烷偶联剂3g、甘油2g。
外套管由内而外依次由缠绕层2、纤维编织层3、橡胶外层4复合构成，纤维编织层3硫化固定于橡胶外层4内壁，缠绕层2硫化固定于纤维编织层3内壁；其中，缠绕层2为呈螺旋式设置的螺旋钢丝，螺旋钢丝的螺距与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，缠绕层2为由直径为0.3mm的不锈钢丝缠绕形成的螺旋式结构。
参照图4所示，上述一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，包括以下步骤：
S1、利用等离子体对橡胶外层4的内壁及纤维编织层3的内外壁进行喷射处理，提高橡胶外层4的内壁以及纤维编织层3内外壁的可粘接性；
S2、在纤维编织层3内外壁及橡胶外层4内壁均涂敷粘结剂，将纤维编织层3内壁包裹套接在缠绕层2外壁上，将橡胶外层4涂敷有粘结剂的一面朝内包裹套接在纤维编织层3的外壁上，得到待硫化固定的外套管；
S3、将步骤S2所得待硫化的固定外套管置于一定温度和压力下的蒸汽硫化罐内进行硫化，即得硫化固定的外套管；其中，硫化温度为170℃，硫化压强为2.5MPa。
S4、将步骤S3所得硫化固定的外套管与改性聚四氟乙烯内管1通过外套管内壁上的螺旋波纹结构与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构螺旋连接，即得可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管。
实施例4
如图1、图2及图3所示，一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，由改性聚四氟乙烯内管1和套设于聚四氟乙烯内管外的外套管组成，改性聚四氟乙烯内管1和外套管均为中部空心的管状结构，改性聚四氟乙烯内管1的外壁与外套管的内壁均为螺旋波纹结构，改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距与所外套管内壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，改性聚四氟乙烯内管1由下列重量的原料制成：聚四氟乙烯粉料95g、聚酰胺—酰亚胺4g、硫酸钡微粉8g、纳米二氧化硅5g、硅烷偶联剂3g、甘油2g。
外套管由内而外依次由缠绕层2、纤维编织层3、橡胶外层4复合构成，纤维编织层3硫化固定于橡胶外层4内壁，缠绕层2硫化固定于纤维编织层3内壁；其中，缠绕层2为呈螺旋式设置的螺旋钢丝，螺旋钢丝的螺距与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
其中，缠绕层2为由直径为0.3mm的不锈钢丝缠绕形成的螺旋式结构。
参照图4所示，上述一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，包括以下步骤：
S1、利用等离子体对橡胶外层4的内壁及纤维编织层3的内外壁进行喷射处理，提高橡胶外层4的内壁以及纤维编织层3内外壁的可粘接性；
S2、在纤维编织层3内外壁及橡胶外层4内壁均涂敷粘结剂，将纤维编织层3内壁包裹套接在缠绕层2外壁上，将橡胶外层4涂敷有粘结剂的一面朝内包裹套接在纤维编织层3的外壁上，得到待硫化固定的外套管；
S3、将步骤S2所得待硫化的固定外套管置于一定温度和压力下的蒸汽硫化罐内进行硫化，即得硫化固定的外套管；其中，硫化温度为170℃，硫化压强为2.5MPa。
S4、将步骤S3所得硫化固定的外套管与改性聚四氟乙烯内管1通过外套管内壁上的螺旋波纹结构与改性聚四氟乙烯内管1外壁上的螺旋波纹结构螺旋连接，即得可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，其特征在于，由改性聚四氟乙烯内管和套设于所述聚四氟乙烯内管外的外套管组成，所述改性聚四氟乙烯内管和所述外套管均为中部空心的管状结构，所述改性聚四氟乙烯内管的外壁与所述外套管的内壁均为螺旋波纹结构，所述改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构的螺距与所外套管内壁上的螺旋波纹结构的螺距相等；
所述改性聚四氟乙烯内管由下列重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料80～100份、聚酰胺—酰亚胺2～5份、硫酸钡微粉8～12份、纳米二氧化硅1～10份、硅烷偶联剂1～4份、甘油1～3份；
所述外套管由内而外依次由缠绕层、纤维编织层、橡胶外层复合构成，所述纤维编织层硫化固定于所述橡胶外层内壁，所述缠绕层硫化固定于所述纤维编织层内壁；其中，所述缠绕层为呈螺旋式设置的螺旋钢丝，所述螺旋钢丝的螺距与所述改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构的螺距相等。
2.如权利要求1所述的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯内管由下列重量份的原料制成：聚四氟乙烯粉料95份、聚酰胺—酰亚胺4份、硫酸钡微粉8份、纳米二氧化硅5份、硅烷偶联剂3份、甘油2份。
3.如权利要求1所述的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管，其特征在于，所述缠绕层为由直径为0.15mm～0.38mm的不锈钢丝缠绕形成的螺旋式结构。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用等离子体对橡胶外层的内壁及纤维编织层的内外壁进行喷射处理，提高橡胶外层的内壁以及纤维编织层内外壁的可粘接性；
S2、在所述纤维编织层内外壁及所述橡胶外层内壁均涂敷粘结剂，将所述纤维编织层内壁包裹套接在缠绕层外壁上，将橡胶外层涂敷有粘结剂的一面朝内包裹套接在所述纤维编织层的外壁上，得到待硫化固定的外套管；
S3、将步骤S2所得待硫化的固定外套管置于一定温度和压力下的蒸汽硫化罐内进行硫化，即得硫化固定的外套管；
S4、将步骤S3所得硫化固定的外套管与改性聚四氟乙烯内管通过所述外套管内壁上的螺旋波纹结构与所述改性聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋波纹结构螺旋连接，即得可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管。
5.如权利要求4所述的一种可螺旋组成且内表面光滑的特氟龙软管的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中硫化温度为170℃，硫化压强为0.5MPa～3MPa。
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