CN112373165A - 航空航天用自卷式编织套管及其制备方法 - Google Patents

航空航天用自卷式编织套管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种航空航天用自卷式编织套管及其制备方法，所述航空航天用自卷式编织套管包括自内而外顺次形成的第一管体、胶料填充层和第二管体；且，所述第一管体与所述第二管体各自包括经纱和纬纱，所述经纱为单纤维材料，所述纬纱为多纤维材料；所述胶料填充层包括胶体基料和碳纤维。本发明基于内外管体的双层设置，并采用单纤维和多纤维材料混编的方式，从而有效提高管体本身的韧性和断裂强度等理化性能，进一步基于胶料填充层的设置，有效提高两个管体之间的连接的紧密性，并且，能够基于胶料填充层中胶体基料和碳纤维的设置，进一步使得内部形成为网格状结构，有效提高整体的防盐雾和抗菌性能，进一步形成保护层，实现对电缆线芯的有效保护。

Description

航空航天用自卷式编织套管及其制备方法
技术领域
本发明涉及编织套管生产加工领域，具体地，涉及航空航天用自卷式编织套管及其制备方法。
背景技术
在航空航天等领域，都需要应用到电缆，而对于电缆而言，其外部需要套设套管以对其进行保护，并进一步起到一定的阻燃屏蔽等性能。
自卷式编织套管以其良好的柔软性使得其便于弯曲，进而能够通过开口式的结构直接对线缆进行包覆，方便有效地实现对线缆本身的保护。现有的编织套管一般是采用尼龙纤维等直接编织而成，在应用于航空航天领域中具有一定的局限性。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中常规的自卷式编织套管在应用于要求较高的航空航天领域上具有一定的局限性的问题，从而提供一种能够有效适应航空航天领域中的高要求的航空航天用自卷式编织套管及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种航空航天用自卷式编织套管，所述航空航天用自卷式编织套管包括自内而外顺次形成的第一管体、胶料填充层和第二管体；且，
所述第一管体与所述第二管体各自包括经纱和纬纱，所述经纱为单纤维材料，所述纬纱为多纤维材料；
所述胶料填充层包括胶体基料和碳纤维。
优选地，所述单纤维材料为尼龙纤维，所述多纤维材料为PET纤维和通过硅烷偶联剂改性后的改性PBO纤维的混合纤维。
优选地，所述胶料填充层还包括石墨烯和固化剂。
优选地，所述第一管体、所述胶料填充层与所述第二管体的厚度之比为1:0.2-0.4:0.5-0.8。
优选地，所述胶体基料为环氧树脂。
在本发明的另一方面，还提供了一种根据上述所述的航空航天用自卷式编织套管的制备方法，所述制备方法包括：
1)采用经纱和纬纱混编，得到第一预制管体；
2)将所述第一预制管体经预热软化处理后，将外侧面置于胶料中进行辊压，以使得所述第一预制管体外表面上粘附形成胶料填充层；
3)在所述胶料填充层外侧采用经纱和纬纱混编，形成第二预制管体，以使得所述第一预制管体、所述胶料填充层和所述第二预制管体配合形成为套管雏体；
4)将形成的套管雏体置于整理剂中进行二浸二轧后，顺次进行预烘干和烘干，制得航空航天用自卷式编织套管。
优选地，步骤1)和步骤3)中的混编过程包括：
11)对第二股纱沿轴向方向交替进行拉长和缩短后，将所述第二股纱拉直；
12)采用第一股纱沿所述第二股纱的轴线方向呈螺旋状延伸缠绕所述第二股纱的外部，形成为所述经纱；
13)将PET纤维和改性PBO纤维混纺，形成为所述纬纱；
14)将所述经纱与所述纬纱混编。
优选地，步骤2)中辊压过程包括：
21)将胶料加热形成为流体后，平铺放置；
22)夹取第一预制管体，并将外侧朝向所述胶料后，顺次进行一次轻压、重压和二次轻压；其中，
所述二次轻压、所述一次轻压和所述重压过程的辊压压力顺次增加。
优选地，在一次轻压过程中，所述胶料不含有石墨烯和固化剂；
在重压和二次轻压过程中，还包括预先向所述胶料中加入石墨烯和固化剂进行混合。
优选地，步骤2)中预热软化过程包括顺次进行的第一升温段、第一恒温段、第二升温段、第二恒温段和降温段。
优选地，所述第一升温段为以5-8℃/min的升温速率升温至50-60℃；
所述第一恒温段的恒温时间为10-20min；
所述第二升温段为以2-5℃/min的升温速率升温至80-90℃；
所述第二恒温段的恒温时间为20-30min。
通过上述技术方案，本发明基于内外管体的双层设置，并采用单纤维和多纤维材料混编的方式，从而有效提高管体本身的韧性和断裂强度等理化性能，进一步基于胶料填充层的设置，有效提高两个管体之间的连接的紧密性，并且，能够基于胶料填充层中胶体基料和碳纤维的设置，进一步使得内部形成为网格状结构，有效提高整体的防盐雾和抗菌性能，进一步形成保护层，实现对电缆线芯的有效保护。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的制备方法的流程图；
图2是本发明提供的航空航天用自卷式编织套管的结构示意图；
图3是本发明提供的经纱的结构示意图。
附图标记说明
1-第一管体 2-胶料填充层；
3-第二管体 4-第一股纱；
5-第二股纱。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图2所示，本发明提供了一种航空航天用自卷式编织套管，所述航空航天用自卷式编织套管包括自内而外顺次形成的第一管体1、胶料填充层2和第二管体3；且，
所述第一管体1与所述第二管体3各自包括经纱和纬纱，所述经纱为单纤维材料，所述纬纱为多纤维材料；
所述胶料填充层2包括胶体基料和碳纤维。
上述设计采用第一管体1和第二管体3套合的方式进行设置，并进一步在第一管体1和第二管体3之间填充由胶体和碳纤维混合形成的胶料填充层2，从而使得第一管体1与第二管体3之间能够有效粘结，并且，基于碳纤维的存在，能够使得整体形成为网格结构，更有效地在不进一步增加重量的前提下，实现一定的防菌防尘效果，同时，整体形成为网格状结构，能够更好地使得整体结构更为稳定，有效提高整体的韧性等理化性能。进一步地，第一管体1和第二管体3采用单纤维材料和多纤维材料进行混编，能够使得整体编织后的结构相对更为稳定和紧密，进一步提高整体的使用性能。
在本发明的一种更为优选的实施方式中，所述单纤维材料可以选择本领域常规使用的类型，例如，所述单纤维材料为尼龙纤维。
进一步地，为了更好地提高整体的韧性和拉伸性能，这里的多纤维材料可以为多种多纤维类材料混合后的材料，具体地，在本发明的一种优选的实施方式中，所述多纤维材料为PET纤维和通过硅烷偶联剂改性后的改性PBO纤维的混合纤维。
进一步优选地实施方式中，所述胶料填充层2还包括石墨烯和固化剂。
为了更好地实现自卷性能，并进一步提高其整体的理化性能，所述第一管体1、所述胶料填充层2与所述第二管体3的厚度之比为1:0.2-0.4:0.5-0.8。
这里的胶体基料可以采用本领域技术人员能够理解和使用的类型，例如，一种优选地实施方式中，所述胶体基料为环氧树脂。
在本发明的一种优选的实施方式中，第一管体1的编织密度小于第二管体3的编织密度，以使得满足轻质的前提下，能够更好地防尘防菌，同时自卷性能更好。
如图1所示，本发明还提供了一种根据上述所述的航空航天用自卷式编织套管的制备方法，所述制备方法包括：
1)采用经纱和纬纱混编，得到第一预制管体；
2)将所述第一预制管体经预热软化处理后，将外侧面置于胶料中进行辊压，以使得所述第一预制管体外表面上粘附形成胶料填充层2；
3)在所述胶料填充层2外侧采用经纱和纬纱混编，形成第二预制管体，以使得所述第一预制管体、所述胶料填充层2和所述第二预制管体配合形成为套管雏体；
4)将形成的套管雏体置于整理剂中进行二浸二轧后，顺次进行预烘干和烘干，制得航空航天用自卷式编织套管。
通过第一预制管体在胶料中的来回辊压，使得胶料的粘附厚度达到预设范围即可，在第一预制管体、所述胶料填充层2和所述第二预制管体配合形成套管雏体后，进一步在整理剂中经过二浸二轧，从而使得整个管体的表面经过有效整理，当然，这里的整理剂可以采用本领域常规使用的对此类纤维类材料进行整理使用的整理剂即可，在此不多作赘述。
在混编过程中，为了进一步提高编织后的第一管体1和第二管体3的使用性能，在整体保证其轻质的基础上，更好地实现防菌防尘效果，如图3所示，步骤1)和步骤3)中的混编过程包括：
11)对第二股纱5沿轴向方向交替进行拉长和缩短后，将所述第二股纱5拉直；
12)采用第一股纱4沿所述第二股纱5的轴线方向呈螺旋状延伸缠绕所述第二股纱5的外部，形成为所述经纱；
13)将PET纤维和改性PBO纤维混纺，形成为所述纬纱；
14)将所述经纱与所述纬纱混编。
进一步优选地实施方式中，步骤2)中辊压过程包括：
21)将胶料加热形成为流体后，平铺放置；
22)夹取第一预制管体，并将外侧朝向所述胶料后，顺次进行一次轻压、重压和二次轻压；其中，
所述二次轻压、所述一次轻压和所述重压过程的辊压压力顺次增加。
上述辊压方式使得胶料以不同的施力大小辊压至第一预制管体外表面，并形成紧密度不同的多层，使得其能够更好地基于第一预制管体形成为网状的胶体结构，并且，能够进一步基于整个辊压过程的不同阶段的设置提高整体的卷曲性能。
在一种更为优选的实施方式中，在一次轻压过程中，所述胶料不含有石墨烯和固化剂；
在重压和二次轻压过程中，还包括预先向所述胶料中加入石墨烯和固化剂进行混合。
更为优选的实施方式中，步骤2)中预热软化过程包括顺次进行的第一升温段、第一恒温段、第二升温段、第二恒温段和降温段。
进一步地，所述第一升温段为以5-8℃/min的升温速率升温至50-60℃；
所述第一恒温段的恒温时间为10-20min；
所述第二升温段为以2-5℃/min的升温速率升温至80-90℃；
所述第二恒温段的恒温时间为20-30min。
经过上述方式得到的本发明提供的这一结构的航空航天用自卷式编织套管，其密度轻，具有良好的韧性和抗拉伸性能，能够满足航空航天使用的需求，且在未添加防腐剂等前提下具有很好的防尘防菌作用，长时间使用后的防尘防菌效果优越。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种航空航天用自卷式编织套管，其特征在于，所述航空航天用自卷式编织套管包括自内而外顺次形成的第一管体(1)、胶料填充层(2)和第二管体(3)；且，
所述第一管体(1)与所述第二管体(3)各自包括经纱和纬纱，所述经纱为单纤维材料，所述纬纱为多纤维材料；
所述胶料填充层(2)包括胶体基料和碳纤维。
2.根据权利要求1所述的航空航天用自卷式编织套管，其特征在于，所述单纤维材料为尼龙纤维，所述多纤维材料为PET纤维和通过硅烷偶联剂改性后的改性PBO纤维的混合纤维。
3.根据权利要求1或2所述的航空航天用自卷式编织套管，其特征在于，所述胶料填充层(2)还包括石墨烯和固化剂；
优选地，所述第一管体(1)、所述胶料填充层(2)与所述第二管体(3)的厚度之比为1:0.2-0.4:0.5-0.8。
4.根据权利要求1或2所述的航空航天用自卷式编织套管，其特征在于，所述胶体基料为环氧树脂。
5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的航空航天用自卷式编织套管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)采用经纱和纬纱混编，得到第一预制管体；
2)将所述第一预制管体经预热软化处理后，将外侧面置于胶料中进行辊压，以使得所述第一预制管体外表面上粘附形成胶料填充层(2)；
3)在所述胶料填充层(2)外侧采用经纱和纬纱混编，形成第二预制管体，以使得所述第一预制管体、所述胶料填充层(2)和所述第二预制管体配合形成为套管雏体；
4)将形成的套管雏体置于整理剂中进行二浸二轧后，顺次进行预烘干和烘干，制得航空航天用自卷式编织套管。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤3)中的混编过程包括：
11)对第二股纱(5)沿轴向方向交替进行拉长和缩短后，将所述第二股纱(5)拉直；
12)采用第一股纱(4)沿所述第二股纱(5)的轴线方向呈螺旋状延伸缠绕所述第二股纱(5)的外部，形成为所述经纱；
13)将PET纤维和改性PBO纤维混纺，形成为所述纬纱；
14)将所述经纱与所述纬纱混编。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中辊压过程包括：
21)将胶料加热形成为流体后，平铺放置；
22)夹取第一预制管体，并将外侧朝向所述胶料后，顺次进行一次轻压、重压和二次轻压；其中，
所述二次轻压、所述一次轻压和所述重压过程的辊压压力顺次增加。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在一次轻压过程中，所述胶料不含有石墨烯和固化剂；
在重压和二次轻压过程中，还包括预先向所述胶料中加入石墨烯和固化剂进行混合。
9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中预热软化过程包括顺次进行的第一升温段、第一恒温段、第二升温段、第二恒温段和降温段。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一升温段为以5-8℃/min的升温速率升温至50-60℃；
所述第一恒温段的恒温时间为10-20min；
所述第二升温段为以2-5℃/min的升温速率升温至80-90℃；
所述第二恒温段的恒温时间为20-30min。
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