CN113547715B - 一种钢丝硅胶管的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝硅胶管的生产工艺，包括将硅胶原料和催化剂和交联剂等材料加入混料机内部，搅拌或开炼并混合处理；送入挤出机中挤出，通过绕簧机将表面已经预处理硅烷偶联剂的不锈钢弹簧钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径，根据挤出机的进料频率调整绕簧机绕丝转速，保证绕簧速度与进料速度的同步性；经过一次交联成型和二次烘烤得到钢丝硅胶管。所得钢丝硅胶管精准控制螺距范围为0.01‑100mm，螺距误差在0.1‑2mm范围内，并显著增强钢丝硅胶管剥离强度、耐压爆破、耐负压等各项性能。
Description
技术领域
本发明属于硅胶管制备技术领域，具体涉及一种钢丝硅胶管的生产工艺。
背景技术
目前输送液体和气体的管道大都使用塑料或橡胶来制作，其中硅胶管和PVC管应用广泛，但是硅胶管管壁较薄，长期输送负压或高温液体容易开裂造成泄漏，同时硅胶管容易变形造成堵塞，因此需要对其结构和制备工艺进行改进。CN205479800U公开了一种硅胶钢丝管，包括内层硅胶和外层硅胶，及设置于内、外层硅胶之间的中间层，所述中间层由钢丝和编织线构成，使硅胶钢丝管不易变形、更耐用；而且所述钢丝和编织线在橡胶挤出机挤出硅胶的同时加入，产品一次成型。CN1760024A公开了一种锁针大内径硅胶管及其制备方法，胶管包括内胶层、增强层和外胶层，采用挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型，并控制增强层牵引机速度3～5m/min，编织机转数为135～165转。但由于增强层钢丝缠绕密度等特性对于钢丝硅胶管的耐压耐用等性能具有显著影响，因此需优化增强层制备工艺以精密控制钢丝硅胶管的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢丝硅胶管的生产工艺，通过绕簧机与挤出机间参数的配合调节，精准控制螺距并增强钢丝与硅胶管间附着强度，达到更好的耐压效果。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种钢丝硅胶管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将硅胶原料、交联剂和催化剂等材料加入混料机内部，搅拌或开炼并混合处理；
S2：根据管径选用相对应型号的成型口模，并将步骤S1所得混料送入挤出机中挤出；
S3：在S2挤出过程中，通过绕簧机将不锈钢弹簧钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径，根据挤出机的进料频率调整绕簧机绕丝转速，保证绕簧速度与进料速度的同步性；
S4：S3挤出成型过程后经过一次交联成型工序；
S5：进行二次烘烤得到钢丝硅胶管。
优选的，所述步骤S3中弹簧绕芯丝径为1-95mm，挤出机进料频率为0.5-50Hz，绕簧机绕丝转速为1-200r/min。
优选的，所述步骤S3中绕簧机绕丝转速ν＝λ(1.67+F)/(0.23+0.07D)，其中λ为经验值0.9-1.1，F为进料频率，D为螺距。
优选的，所述步骤S3中弹簧绕芯丝径为14mm，挤出机进料频率为14Hz，绕簧机绕丝转速为38r/min。
优选的，所述步骤S1中硅胶硬度为30-70A。
优选的，所述步骤S3中不锈钢弹簧钢丝表面已经预处理硅烷偶联剂。
优选的，所述钢丝硅胶管的生产工艺适用于口径2-100mm，弹簧钢直径0.3-5mm的钢丝硅胶管。
优选的，所述钢丝硅胶管的生产工艺还包括在步骤S5烘烤前在钢丝硅胶管外层加入网格编织线并进行二次挤出胶料粘合在钢丝硅胶管基体上形成编织线增强层。
优选的，所述网格编织线为聚酯纤维网格编织线。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
将绕簧机引入钢丝硅胶管的生产工艺，并通过绕簧机与挤出机间参数的配合调节，精准控制螺距范围为0.01-100mm，并控制螺距误差在0.1-2mm范围内；并通过引入编织线增强层进一步加强钢丝与硅胶管间附着强度，使耐压爆破增加至0.4-3Mpa，耐负压达到-0.3至-1Mpa显著增强钢丝硅胶管的各项性能。
附图说明
图1为本发明钢丝硅胶管的挤压成型工艺图；
图2为本发明钢丝硅胶管的挤压成型工艺中绕簧机结构图；
图3为本发明钢丝硅胶管的挤压成型工艺中成型口局部放大图；
其中，1-口模，2-丝杆固定件，3-送丝头，4-进料机头，5-弹簧钢丝，6-硅胶钢丝管，7-绕簧机，8-芯模，9-弹簧绕芯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1至图3所示，在绕簧机7的控制下，弹簧钢丝5沿丝杆固定件2固定的弹簧绕芯9缠绕，使钢丝成型为圆形的螺旋状，再由送丝头3将弹簧钢丝5沿轴向送至口模1处的型腔内，混料从挤出机送料机头4进入，与弹簧钢丝5在口模1处的型腔内沿芯模8挤压成型，形成硅胶钢丝管6。
实施例1
一种10*18钢丝硅胶管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将高透明、撕裂医疗级硅胶原料配合铂金双组份催化交联体系材料加入混料机内部，也可以根据不同需求添加不同颜料，色膏称重公差±0.01g、催化剂和交联剂等材料重量公差+0.1g，开炼25-30min，进行25-50℃混合处理，硅胶硬度55A。
S2：选用相对应型号的成型口模直径为
芯模直径
口模与芯模的实际扩大比率为0.5％-5％，将步骤S1所得混料送入挤出机中挤出。
S3：在S2挤出过程中，通过绕簧机将表面已经预处理硅烷偶联剂的不锈钢弹簧钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径为14mm，弹簧绕芯丝径取决于管内外径，根据挤出机的进料频率调整至14Hz绕簧机绕丝转速为38r/min，保证绕簧速度与进料速度的同步性同时保证产品生产效率，所得螺旋缠绕的钢丝线的螺距为2.5mm，可根据螺距的要求选用不同规格的弹簧绕芯，根据不同的使用要求选用弹簧钢直径1mm。
S4：S3挤出成型过程后经过一次交联工序，按照顺序依次通过高温炉隧道(温度550±5℃)、第一节隧道炉(温度200±5℃)、第二节隧道炉(温度200±5℃)、第三节隧道炉(温度200±5℃)，再到收料机。
S5：进行二次烘烤处理，将一次交联成型的钢丝硅胶管置入120-140℃烘箱内30min，得到最终10*18钢丝硅胶管。
实施例2
一种10*18钢丝硅胶管的生产工艺，与实施例1的区别在于：S3中挤出机的进料频率调整至14Hz，螺距调整至4mm，绕簧机绕丝转速为23.8r/min。
实施例1和2所得钢丝硅胶管由内硅胶层、缠绕的钢丝增强层和外硅胶层组成，其性能检测结果如下表所示：
表1实施例1和2所得钢丝硅胶管性能检测结果
实施例3
一种3*7钢丝硅胶管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将高透明、撕裂食品级硅胶原料配合铂金双组份催化交联体系材料加入混料机内部，也可以根据不同需求添加不同颜料，色膏称重公差±0.01g、催化剂和交联剂等材料重量公差+0.1g，搅拌25-30min，进行25-50℃混合处理，硅胶硬度50A。
S2：选用相对应型号的成型口模直径为
、芯模直径
，口模与芯模的实际扩大比率为0.5％-5％，将步骤S1所得混料送入挤出机中挤出。
S3：在S2挤出过程中，通过绕簧机将表面已经预处理硅烷偶联剂的不锈钢弹簧钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径为5mm，弹簧绕芯丝径取决于管内外径，根据挤出机的进料频率调整至5Hz绕簧机绕丝转速为29r/min，保证绕簧速度与进料速度的同步性同时保证产品生产效率，所得螺旋缠绕的钢丝线的螺距为0.01mm，可根据螺距的要求选用不同规格的弹簧绕芯，根据不同的使用要求选用弹簧钢直径0.3mm。
S4：S3挤出成型过程后经过一次交联工序，照顺序依次通过高温炉隧道(温度550±5℃)、第一节隧道炉(温度200±5℃)、第二节隧道炉(温度200±5℃)、第三节隧道炉(温度200±5℃)，再到收料机。
S5：进行二次烘烤处理，将一次交联成型的钢丝硅胶管置入120-140℃烘箱内30min，得到最终3*7钢丝硅胶管。
实施例4
一种80*100钢丝硅胶管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将高透明、撕裂医疗级硅胶原料配合铂金双组份催化交联体系材料加入混料机内部，也可以根据不同需求添加不同颜料，色膏称重公差±0.01g、催化剂和交联剂等材料重量公差+0.1g，搅拌25-30min，进行25-50℃混合处理，硅胶硬度50A。
S2：选用相对应型号的成型口模直径为
芯模直径
口模与芯模的实际扩大比率为0.5％-5％，将步骤S1所得混料送入挤出机中挤出。
S3：在S2挤出过程中，通过绕簧机将表面已经预处理硅烷偶联剂的不锈钢弹簧钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径为90mm，弹簧绕芯丝径取决于管内外径，根据挤出机的进料频率调整至50Hz绕簧机绕丝转速为7r/min，保证绕簧速度与进料速度的同步性同时保证产品生产效率，所得螺旋缠绕的钢丝线的螺距为100mm，可根据螺距的要求选用不同规格的弹簧绕芯，根据不同的使用要求选用弹簧钢直径5mm。
S4：S3挤出成型过程后经过一次交联工序，按照顺序依次通过高温炉隧道(温度570±10℃)、第一节隧道炉(温度260±5℃)、第二节隧道炉(温度260±5℃)、第三节隧道炉(温度270±5℃)，再到收料机。
S5：进行二次烘烤处理，将一次交联成型的钢丝硅胶管置入140-160℃烘箱内90min，得到最终80*100钢丝硅胶管。
实施例3和4所得钢丝硅胶管由内硅胶层、缠绕的钢丝增强层和外硅胶层组成，其性能检测结果如下表所示：
表2实施例3和4所得钢丝硅胶管性能检测结果
实施例5
钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径为44mm一种38*50钢丝硅胶管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将高透明、撕裂食品级硅胶原料配合铂金双组份催化交联体系材料加入混料机内部，也可以根据不同需求添加不同颜料，色膏称重公差±0.01g、催化剂和交联剂等材料重量公差+0.1g，搅拌25-30min，进行25-50℃混合处理，硅胶硬度50A。
S2：选用相对应型号的成型口模直径为
、芯模直径
，口模与芯模的实际扩大比率为0.5％-5％，将步骤S1所得混料送入挤出机中挤出。
S3：在S2挤出过程中，通过绕簧机将表面已经预处理硅烷偶联剂的不锈钢弹簧，弹簧绕芯丝径取决于管内外径，根据挤出机的进料频率调整至28Hz绕簧机绕丝转速为30r/min，保证绕簧速度与进料速度的同步性同时保证产品生产效率，所得螺旋缠绕的钢丝线的螺距为15mm，可根据螺距的要求选用不同规格的弹簧绕芯，根据不同的使用要求选用弹簧钢直径3mm。
S4：S3挤出成型过程后经过一次交联工序，按照顺序依次通过高温炉隧道(温度580±10℃)、第一节隧道炉(温度250±5℃)、第二节隧道炉(温度250±5℃)、第三节隧道炉(温度250±5℃)，再到收料机。
S5：进行二次烘烤处理，将一次交联成型的钢丝硅胶管置入120-140℃烘箱内30min，得到最终38*50钢丝硅胶管。
实施例6
一种钢丝编织线硅胶管的生产工艺，与实施例5的区别在于，还包括在S5烘烤步骤前，在钢丝硅胶管外层编织一层聚酯纤维网格编织线，再将编织好后的钢丝硅胶管导入用来成型编织线管的成型机头，经过二次挤出过程挤出胶料粘合在钢丝硅胶管基体上形成增强层。
实施例5和6所得钢丝硅胶管和钢丝编织线硅胶管的性能检测结果如下表所示：
表3实施例5和6所得钢丝硅胶管性能检测结果
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将硅胶原料、交联剂、催化剂和颜料加入混料机内部，搅拌或开炼并混合处理；
S2：根据管径选用相对应型号的成型口模，并将步骤S1所得混料送入挤出机中挤出；
S3：在S2挤出过程中，通过绕簧机将不锈钢弹簧钢丝与硅胶同时挤出一体成型，并控制弹簧绕芯丝径为1-95mm，挤出机进料频率为0.5-50Hz，绕簧机绕丝转速为1-200r/min，根据挤出机的进料频率调整绕簧机绕丝转速ν＝λ(1.67+F)/(0.23+0.07D)，其中λ为经验值0.9-1.1，F为进料频率，D为螺距，螺距范围为0.01-100mm，保证绕簧速度与进料速度的同步性；
S4：S3挤出成型过程后经过一次交联成型工序；
S5：进行二次烘烤得到钢丝硅胶管。
2.如权利要求1所述的钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中弹簧绕芯丝径为14mm，挤出机进料频率为14Hz，绕簧机绕丝转速为38r/min。
3.如权利要求1所述的钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中硅胶硬度为30-70A。
4.如权利要求1所述的钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中不锈钢弹簧钢丝表面已经预处理硅烷偶联剂。
5.如权利要求1所述的钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，所述钢丝硅胶管的生产工艺适用于口径2-100mm，弹簧钢直径0.3-5mm的钢丝硅胶管。
6.如权利要求1所述的钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，所述钢丝硅胶管的生产工艺还包括在步骤S5二次烘烤前在钢丝硅胶管外层加入网格编织线并进行二次挤出胶料粘合在钢丝硅胶管基体上形成编织线增强层。
7.如权利要求6所述的钢丝硅胶管的生产工艺，其特征在于，所述网格编织线为聚酯纤维网格编织线。
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