CN113583367A - 一种芳纶浸渍复合材料衬垫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述衬垫由PBO纤维丝通过并丝、编织、干燥、裁断、挂胶、定型工序制成，其中，将纤维丝编织成的套管按照预设尺寸裁断后，在挂胶工序中将所述套管浸泡到聚四氟乙烯树脂溶液中，使所述套管内、外表面充分浸渍聚四氟乙烯树脂，使聚四氟乙烯树脂的含量占所述套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％，再将浸渍充分的套管在衬垫模具中以一定的压力、温度进行定型，修整后得到芳纶浸渍复合材料衬垫。本发明还提供了该衬垫的制备方法，本发明可以在各种液压油、燃油、盐雾、湿热等环境下使用，具备耐腐蚀、耐盐雾、耐高温、耐磨损等性能。
Description
技术领域
本发明涉及衬垫技术领域，具体而言，尤其涉及一种用在卡箍固定导管时卡箍与导管之间的芳纶浸渍复合材料衬垫及其制备方法。
背景技术
目前，传统卡箍固定导管或线缆时，在卡箍与导管或线缆之间使用橡胶、起球布、金属网带、聚四氟乙烯衬套等衬垫形式，上述材料的产品在使用时存在如下缺点：
衬垫卡箍使用的橡胶垫易老化、龟裂、剥落，老化失效后的橡胶垫使金属箍架直接与线缆或导管接触，磨损线缆和导管，会引起线缆绝缘皮磨损短路，高振动部位磨穿导管。
在某些线束系统中，传统卡箍由于常年暴露在外面，有的固定部位位于发动机附近，有的固定部位位于油箱区域附近，极易沾染各种液压油、燃油亦或者处于海水盐雾、湿热等恶劣环境中，由于传统卡箍不具备耐腐蚀、耐盐雾、耐高温、耐磨损等性能，因此，在各种工况中会存在出现功能失效的风险，由此导致无法可靠的固定线缆或导管，大大降低了产品的可靠性，埋下安全隐患。
因此，有必要提供一种适应恶劣工况条件的卡箍材料，用以解决现有技术中存在的不足。
发明内容
根据上述提出传统卡箍易磨损且耐腐蚀等性能差的技术问题，而提供一种用在卡箍固定导管时卡箍与导管之间的芳纶浸渍复合材料衬垫及其制备方法。本发明的衬垫主要利用PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维丝、聚四氟乙烯树脂制成，将PBO纤维丝编织成套管，浸渍聚四氟乙烯树脂中，将浸渍充分的套管在模具中以一定的压力、温度进行定型制造芳纶浸渍复合材料衬垫。本发明满足有压缩、回弹、耐振性能要求，同时能够在高温环境下使用的卡箍垫需求。
本发明采用的技术手段如下：
一种芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述衬垫由PBO纤维丝通过并丝、编织、干燥、裁断、挂胶、定型工序制成，其中，将纤维丝编织成的套管按照预设尺寸裁断后，在挂胶工序中将所述套管浸泡到聚四氟乙烯树脂溶液中，使所述套管内、外表面充分浸渍聚四氟乙烯树脂，使聚四氟乙烯树脂的含量占所述套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％，优选为70％，再将浸渍充分的套管在衬垫模具中以一定的压力、温度进行定型，修整后得到芳纶浸渍复合材料衬垫。
进一步地，所述衬垫呈长条状，截面呈长方形管状，根据使用截取长度和二次裁剪，用于装配。
进一步地，并丝工序是根据衬垫结构尺寸，将PBO纤维丝由一根单丝通过并丝机并丝为由多根单丝组成的复丝，并丝后的复丝应保证纤维丝表面无脏污、无破损。
进一步地，编织工序是将已经并丝成多根的PBO纤维丝使用编织机编织成制造衬垫所需的折径/内径的套管，其中，折径为7～13mm，内径为10～11mm，编织后的套管表面无脏污、无破损。
进一步地，干燥工序是将已编织的套管，在400～405℃温度条件下，干燥20～25分钟。
进一步地，裁断工序是将已干燥的套管裁断为435～465mm，要求裁断的断面整齐、平整，称重并记录平均质量。
进一步地，所述挂胶工序中，是将所述套管多次浸泡到稀释到一定浓度的聚四氟乙烯树脂溶液中，其中，聚四氟乙烯树脂溶液的浓度为40％、50％或60％，进一步地，在不同浓度的聚四氟乙烯树脂溶液多次浸泡，且顺序不限；浸泡后在280～295℃温度下放置20～25分钟，直至聚四氟乙烯树脂的含量占所述套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％，挂胶后的套管表面均匀，纤维无外露，无脏污，颜色为乳白色。
进一步地，所述定型工序是将已挂胶的套管，内部穿过支撑工装，放入到与芳纶浸渍复合材料衬垫外形一致的衬垫模具中，使用压力机，在100～120kg/cm2压力下、400～420℃温度下，保持420～460S，制造出芳纶浸渍复合材料衬垫，表面要求均匀、平整、无破损且无气泡和杂质，允许弯曲180°时有轻微泛白现象。
进一步地，所述支撑工装使用不锈钢带制造，宽度和厚度与芳纶浸渍复合材料衬垫的内形一致。
本发明还公开了上述的芳纶浸渍复合材料衬垫的制备方法，其特征在于包括如下步骤，
S1、并丝工序，根据衬垫结构尺寸，将PBO纤维丝由一根单丝通过并丝机并丝为由多根单丝组成的复丝；
S2、编织工序，将已经并丝成多根的PBO纤维丝使用编织机编织成制造衬垫所需的折径/内径的套管，其中，折径为7～13mm，内径为10～11mm的套管；
S3、干燥工序，将已编织的套管，在400～405℃温度条件下，干燥20～25分钟；
S4、裁断工序，将已干燥的套管裁断为435～465mm；
S5、挂胶工序，将已裁断的套管，多次浸泡到稀释到一定浓度的聚四氟乙烯树脂溶液中，其中，聚四氟乙烯树脂溶液的浓度为40％、50％或60％，浸泡后在280～295℃温度下放置20～25分钟，使套管内、外表面充分浸渍聚四氟乙烯树脂，同时使聚四氟乙烯树脂的含量站到套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％；
S6、定型工序，将已挂胶的套管，内部穿过支撑工装，放入到与芳纶浸渍复合材料衬垫外形一致的衬垫模具中，使用压力机，在100～120kg/cm2压力下、400～420℃温度下，保持420～460S，制造出芳纶浸渍复合材料衬垫。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的衬垫放置在卡箍与导管间，可以在各种液压油、燃油、盐雾、湿热等环境下使用，能够在高温(315℃)、酸碱、振动环境中长期使用，较传统使用的橡胶、起球布、金属网带材料，具有良好的耐化学试剂、耐热、耐磨性。
本发明的衬垫可以根据配用的卡箍箍带制造相应的宽度和厚度，这样设计可以使该衬垫适用不同宽度、厚度的箍带，使衬垫更好的贴合、填充卡箍和导管的间隙，且使卡箍固定导管的固定效果不会降低。
综上，本发明的衬垫具备耐腐蚀、耐盐雾、耐高温、耐磨损等优良性能，在各种工况中，不会出现功能失效，可靠的固定线缆后果导管。
基于上述理由本发明可在导管或线缆固定等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种芳纶浸渍复合材料衬垫的结构示意。
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1和图2所示，本发明提供了一种芳纶浸渍复合材料衬垫，所述衬垫由PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维丝和聚四氟乙烯树脂制成，呈长条状，截面呈长方形管状。由PBO纤维丝并丝后编织成套管，经干燥后将聚四氟乙烯树脂充分的浸渍在套管内外表面后，在压力机上通过温度、压力、时间，使用支撑工装和模具的共同作用下成型，使聚四氟乙烯树脂充分的包裹纤维丝，使纤维丝与聚四氟乙烯成为整体制造芳纶浸渍复合材料衬垫。
实施例1
本实施例中，芳纶浸渍复合材料衬垫呈长条状，截面呈长方形管状，根据使用截取长度和二次裁剪，用于装配。
具体制备方法如下：
S1、并丝工序：检查PBO纤维丝外观，应平顺、无起球。通过并丝机将PBO纤维丝由一根通过并丝机并丝为四根，并丝后保证纤维丝表面无脏污、无破损。
S2、编织工序：将已经并丝成四根的PBO纤维丝使用编织机编织成折径10mm，内径10～11mm的套管，套管股数为32股，一股由通过并丝工序的四根纤维丝组成，编织后的套管表面无脏污、无破损。
S3、干燥工序：将已编织的套管，在400℃温度条件下，干燥20分钟。
S4、裁断工序：将已干燥的套管裁断为450mm，要求裁断的断面整齐、平整，称重并记录平均质量。
S5、挂胶工序：将已裁断的套管，多次浸泡到稀释到浓度分别为40％、50％、60％的聚四氟乙烯树脂溶液中，浸泡顺序不分先后，浸泡后在290℃温度下放置20分钟，使套管内、外表面充分浸渍聚四氟乙烯树脂，同时使聚四氟乙烯树脂的含量站到套管与聚四氟乙烯树脂总重量的70％，同时要求挂胶后的套管表面均匀，纤维无外露，无脏污(赃物)，颜色为乳白色。
S6、定型工序：将已挂胶的套管，内部穿过支撑工装，放入到与芳纶浸渍复合材料衬垫外形一致的衬垫模具中，使用压力机，在100～120kg/cm2压力下、400℃温度下，保持460S，制造出芳纶浸渍复合材料衬垫，表面要求均匀、平整、无破损且无气泡和杂质，允许弯曲180°时有轻微泛白现象。其中，支撑工装使用不锈钢带制造，宽度13.4mm，厚度1.3mm，长度500mm，宽度和厚度与芳纶浸渍复合材料衬垫的内形一致。
S7、修整工序：使用裁切刀将定型后的芳纶浸渍复合材料衬垫的两端进行裁切修整，去除有缺陷的部分。
表1列出了一种宽16mm，厚4mm，壁厚1.3mm芳纶浸渍复合材料衬垫的试验结果，从试验结果中可以看出，该规格芳纶浸渍复合材料衬垫各项性能良好。
表1一种规格的芳纶浸渍复合材料衬垫的试验结果
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述衬垫由PBO纤维丝通过并丝、编织、干燥、裁断、挂胶、定型工序制成，其中，将纤维丝编织成的套管按照预设尺寸裁断后，在挂胶工序中将所述套管浸泡到聚四氟乙烯树脂溶液中，使所述套管内、外表面充分浸渍聚四氟乙烯树脂，使聚四氟乙烯树脂的含量占所述套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％，再将浸渍充分的套管在衬垫模具中以一定的压力、温度进行定型，修整后得到芳纶浸渍复合材料衬垫。
2.根据权利要求1所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述衬垫呈长条状，截面呈长方形管状，根据使用截取长度和二次裁剪，用于装配。
3.根据权利要求1所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，并丝工序是根据衬垫结构尺寸，将PBO纤维丝由一根单丝通过并丝机并丝为由多根单丝组成的复丝，并丝后的复丝应保证纤维丝表面无脏污、无破损。
4.根据权利要求3所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，编织工序是将已经并丝成多根的PBO纤维丝使用编织机编织成制造衬垫所需的折径/内径的套管，其中，折径为7～13mm，内径为10～11mm，编织后的套管表面无脏污、无破损。
5.根据权利要求4所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，干燥工序是将已编织的套管，在400～405℃温度条件下，干燥20～25分钟。
6.根据权利要求5所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，裁断工序是将已干燥的套管裁断为435～465mm，要求裁断的断面整齐、平整，称重并记录平均质量。
7.根据权利要求6所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述挂胶工序中，是将所述套管多次浸泡到稀释到一定浓度的聚四氟乙烯树脂溶液中，其中，聚四氟乙烯树脂溶液的浓度为40％、50％或60％，浸泡后在280～295℃温度下放置20～25分钟，直至聚四氟乙烯树脂的含量占所述套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％，挂胶后的套管表面均匀，纤维无外露，无脏污，颜色为乳白色。
8.根据权利要求7所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述定型工序是将已挂胶的套管，内部穿过支撑工装，放入到与芳纶浸渍复合材料衬垫外形一致的衬垫模具中，使用压力机，在100～120kg/cm2压力下、400～420℃温度下，保持420～460S，制造出芳纶浸渍复合材料衬垫，表面要求均匀、平整、无破损且无气泡和杂质，允许弯曲180°时有轻微泛白现象。
9.根据权利要求8所述的芳纶浸渍复合材料衬垫，其特征在于，所述支撑工装使用不锈钢带制造，宽度和厚度与芳纶浸渍复合材料衬垫的内形一致。
10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述的芳纶浸渍复合材料衬垫的制备方法，其特征在于包括如下步骤，
S1、并丝工序，根据衬垫结构尺寸，将PBO纤维丝由一根单丝通过并丝机并丝为由多根单丝组成的复丝；
S2、编织工序，将已经并丝成多根的PBO纤维丝使用编织机编织成制造衬垫所需的折径/内径的套管，其中，折径为7～13mm，内径为10～11mm的套管；
S3、干燥工序，将已编织的套管，在400～405℃温度条件下，干燥20～25分钟；
S4、裁断工序，将已干燥的套管裁断为435～465mm；
S5、挂胶工序，将已裁断的套管，多次浸泡到稀释到一定浓度的聚四氟乙烯树脂溶液中，其中，聚四氟乙烯树脂溶液的浓度为40％、50％或60％，浸泡后在280～295℃温度下放置20～25分钟，使套管内、外表面充分浸渍聚四氟乙烯树脂，同时使聚四氟乙烯树脂的含量站到套管与聚四氟乙烯树脂总重量的68～72％；
S6、定型工序，将已挂胶的套管，内部穿过支撑工装，放入到与芳纶浸渍复合材料衬垫外形一致的衬垫模具中，使用压力机，在100～120kg/cm2压力下、400～420℃温度下，保持420～460S，制造出芳纶浸渍复合材料衬垫。
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2021
- 2021-08-06 CN CN202110904135.0A patent/CN113583367A/zh active Pending
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