CN114263792A - 一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管及其制备方法。包括硅橡胶内衬管、胶粘层和编织层;硅橡胶内衬管包括如下重量份组分:耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑20‑40份、活化分散剂2‑4份、炭黑0‑6份、硫化剂0.5‑1.5份;胶粘层由改性粘胶制备而成。本发明解决了复合软管耐高温的问题,可在200℃以及长期使用,短期可耐300℃;本发明采用改性粘胶作为粘结层,其与硅橡胶内衬管和编织层之间的粘接效果好,可以得到综合性能比较理想的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。
Description
技术领域
本发明涉及软管的制备技术领域,具体涉及一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管及其制备方法。
背景技术
常规长纤维编织物增强的复合软管的内衬管通常是由通用橡胶、热塑性弹性体、PVC等橡塑材质制成,可以满足绝大部分流体传输需求,由于热塑性弹性体和PVC软管都不耐热,熔融温度通常在120℃-180℃之间,软化点更低,通常使用温度在100℃以下。通用橡胶如天然橡胶、EPDM等,由于热老化问题,其长期使用温度往往也不超过120℃,短期也很少能超过180℃。
在某些特殊的应用场合,输送的流体温度往往超过200℃,如高温蒸汽或热空气。而硅橡胶在耐高温性能方面是非常优异的,因此,选用硅橡胶作为内衬管比起其他橡塑材料有比较大的优势。硅橡胶作为内衬管的主要问题是与带坯的粘接问题,因为硅橡胶比较难与增强纤维复合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,解决了复合软管耐高温的问题,可以在200℃以下长期使用,短期可耐300℃高温;还提升了硅橡胶内衬管与编织层之间的粘接性。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,包括若干硅橡胶内衬管、若干胶粘层和编织层;所述硅橡胶内衬管包括如下重量份的组分:耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑20-40份、活化分散剂2-4份、炭黑0-6份、硫化剂0.5-1.5份;所述胶粘层由改性粘胶制备而成。所述胶粘层用于提升硅橡胶内衬管与编织层(带坯)之间的粘接性。本发明的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管解决了复合软管耐高温的问题,可以在200℃下长期使用,短期可耐300℃高温。本发明采用改性粘胶作为粘结层,其与硅橡胶内衬管和编织层(带坯)之间的粘接效果好,因此,可以得到综合性能比较理想的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。现有长纤维缠绕复合软管的耐压难以满足耐压要求,只能适用于低压的应用场合。长纤维编织层复合软管则可以耐较高的压力。
进一步,所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管还包括内保护层和外保护层;所述编织层为耐高温纤维编织层。所述耐高温纤维编织层可以是涤纶纤维、芳纶纤维、碳纤维等耐高温纤维制备而成,可以根据不同的使用要求和工作温度要求选择。一般180℃及以下可以选用涤纶纤维,300℃及以下可以选择芳纶纤维,更高的温度则可以用碳纤维。所述内保护层可以由耐高温耐腐蚀的橡塑材料(如PVDF,氟硅橡胶等)及其改性材料组成;所述外保护层是由耐磨聚氨酯或丁腈橡胶材料制备而成。
进一步,所述硫化剂为双二五;所述活化分散剂为ADL-XJ003。活化分散剂协助所述气相白炭黑在耐高温硅橡胶中的分散,便于加工。
进一步,所述硅橡胶内衬管的制备方法包括如下步骤:
(1)开炼机将上述各组分充分混炼,得到混炼胶;
(2)然后将所述混炼胶挤出制管;
(3)将步骤(2)制得的管硫化,得到硅橡胶内衬管。
进一步,所述硅橡胶内衬管的制备方法:步骤(1)中所述开炼机的辊温为40-50℃。
进一步,所述硅橡胶内衬管的制备方法:步骤(2)中所述挤出的温度为20-50℃,管的厚度为0.5-2.0mm。
进一步,所述硅橡胶内衬管的制备方法:步骤(3)中所述硫化温度为170-200℃,硫化时间为5-20分钟。
进一步,所述改性粘胶包括如下重量份的组分:所述混炼胶100份、丁苯胶20-30份、PE 5-18份、硅油4-6份、交联剂1.5-2.5份、过氧化物硫化剂0.4-0.8份、防老剂0.1-0.3份。所述所述交联剂为HVA-2;所述硅油为甲基苯基硅油;所述过氧化物硫化剂为DCP。
进一步,所述改性粘胶的制备方法包括如下步骤:
(1)在密炼机中150-170℃下将上述5-18份的PE熔化并搅拌均匀;
(2)然后降温至120-140℃并加入20-30份的丁苯胶和0.1-0.3的份防老剂进行混炼2-5分钟;
(3)步骤(2)混炼后依次加入1.5-2.5份的交联剂、4-6份的硅油和0.4-0.8份的过氧化物硫化剂并混炼均匀;
(4)在经过步骤(3)混炼后的体系中加入100份的所述混炼胶并继续混炼1-3分钟后出料;
(5)最后开炼,得到改性粘胶。
一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管的制备方法,其特征在于,在所述硅橡胶内衬管外包覆一层改性粘胶,形成所述胶粘层,并穿管于所述编织层中,在所述编织层外继续包覆一层改性粘胶形成第二层胶粘层,然后在所述第二层胶粘层外再套设硅橡胶内衬管,然后在温度180-200℃、气压1.0-1.5MPa的水蒸气环境中硫化粘合5-10分钟,制得所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。
本发明的有益效果:
(1)本发明的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管解决了复合软管耐高温的问题,可以在200℃以下长期使用,短期可耐300℃高温,常规的复合软管耐温通常在100℃以下;
(2)本发明的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管提升了硅橡胶内衬管与编织层之间的粘接性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管的结构示意图。
图中:1内保护层、2硅橡胶内衬管、3胶粘层、4编织层、5外保护层。
具体实施方式
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的一部分实施例,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作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。
实施例1
如图1所示,一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,包括两个硅橡胶内衬管2、胶粘层3和编织层4;所述硅橡胶内衬管包括如下重量份的组分:耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑30份、活化分散剂(ADL-XJ003)2份、炭黑4份、硫化剂(双二五)1.0份;所述胶粘层3由改性粘胶制备而成。
实施例1中所述的硅橡胶内衬管的制备方法包括如下步骤:
(1)开炼机将上述甲基乙烯基硅橡胶100份、气相白炭黑30份、活化分散剂2份、炭黑4份、双二五1.0份的组分充分混炼,得到混炼胶;所述开炼机的辊温为45℃;
(2)然后将上述混炼胶从开炼机中挤出制管;控制所述挤出的温度为30℃,所制备的管的厚度为1.8mm;
(3)将步骤(2)所制备的管在170℃下硫化10分钟,即得到硅橡胶内衬管。
实施例1中所述的改性粘胶包括如下重量份的组分:所述混炼胶100份、丁苯胶25份、PE15份、硅油(甲基苯基硅油)5份、交联剂(HVA-2)2.5份、过氧化物硫化剂(DCP)0.5份、防老剂0.1份。
所述的改性粘胶的制备方法包括如下步骤:
(1)在密炼机中150℃下将上述15份的PE熔化并搅拌均匀;
(2)然后将温度降至130℃,随后加入上述25份的丁苯胶和0.1的份防老剂进行混炼2分钟;
(3)向步骤(2)混炼后的物料中依次加入上述2.5份的交联剂、5份的硅油和0.5份的过氧化物硫化剂(DCP)并混炼均匀;
(4)在经过步骤(3)混炼后的体系中加入上述100份的混炼胶并继续混炼1分钟后出料;
(5)最后开炼,即得到改性粘胶。
实施例1中所述的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管的制备方法,在所述硅橡胶内衬管2外包覆一层改性粘胶,形成所述胶粘层3,然后将该硅橡胶内衬管2穿管于所述耐高温纤维编织层4中,然后在所述耐高温纤维编织层4的外部继续包覆一层改性粘胶,并形成第二层胶粘层3,然后在所述第二层胶粘层3外再套设硅橡胶内衬管2,然后在温度180℃、气压1.0MPa的水蒸气环境中硫化粘合10分钟,制得所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。上述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管还包括内保护层1和外保护层5;上述耐高温纤维编织层4是由涤纶纤维制备而成。
实施例2
如图1所示,一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,包括两个硅橡胶内衬管2、胶粘层3和编织层4;所述硅橡胶内衬管包括如下重量份的组分:耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑20份、活化分散剂(ADL-XJ003)3份、炭黑6份、硫化剂(双二五)1.5份;所述胶粘层3由改性粘胶制备而成。
实施例2中所述的硅橡胶内衬管的制备方法包括如下步骤:
(1)用开炼机将上述耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑20份、活化分散剂3份、炭黑6份、硫化剂(双二五)1.5份的组分充分混炼,得到混炼胶;所述开炼机的辊温为50℃;
(2)然后将上述混炼胶从开炼机中挤出制管;控制所述挤出的温度为40℃,所制备的管的厚度为1.0mm;
(3)将步骤(2)所制备的管在180℃下硫化20分钟,即得到硅橡胶内衬管。
实施例2中所述的改性粘胶包括如下重量份的组分:所述混炼胶100份、丁苯胶20份、PE 18份、硅油(甲基苯基硅油)4份、交联剂(HVA-2)1.5份、过氧化物硫化剂(DCP)0.8份、防老剂0.2份。
所述的改性粘胶的制备方法包括如下步骤:
(1)在密炼机中170℃下将上述18份的PE熔化并搅拌均匀;
(2)然后将温度降至120℃,随后加入上述20份的丁苯胶和0.2的份防老剂进行混炼3分钟;
(3)向步骤(2)混炼后的物料中依次加入上述1.5份的交联剂、4份的甲基苯基硅油和0.8份的过氧化物硫化剂(DCP)并混炼均匀;
(4)在经过步骤(3)混炼后的体系中加入上述100份的所述混炼胶并继续混炼2分钟后出料;
(5)最后开炼,即得到改性粘胶。
实施例2中所述的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管的制备方法,在所述硅橡胶内衬管2外包覆一层改性粘胶,形成所述胶粘层3,然后将该硅橡胶内衬管2穿管于所述耐高温纤维编织层4中,然后在所述耐高温纤维编织层4的外部继续包覆一层改性粘胶,并形成第二层胶粘层3,然后在所述第二层胶粘层3外再套设硅橡胶内衬管2,然后在温度200℃、气压1.2MPa的水蒸气环境中硫化粘合5分钟,制得所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。上述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管还包括了内保护层1和外保护层5;上述耐高温纤维编织层4是由芳纶纤维制备而成。
实施例3
如图1所示,一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,包括两个硅橡胶内衬管2、胶粘层3和编织层4;所述硅橡胶内衬管包括如下重量份的组分:耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑40份、活化分散剂(ADL-XJ003)4份、不加炭黑、硫化剂(双二五)0.5份;所述胶粘层3由改性粘胶制备而成。
实施例3中所述的硅橡胶内衬管的制备方法包括如下步骤:
(1)用开炼机将上述耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑40份、活化分散剂4份、双二五0.5份的组分充分混炼,得到混炼胶;所述开炼机的辊温为40℃;
(2)然后将上述混炼胶从开炼机中挤出制管;控制所述挤出的温度为20℃,所制备的管的厚度为0.5mm;
(3)将步骤(2)所制备的管在200℃下硫化5分钟,即得到硅橡胶内衬管。
实施例3中所述的改性粘胶包括如下重量份的组分:所述混炼胶100份、丁苯胶30份、PE 5份、硅油(甲基苯基硅油)6份、交联剂(HVA-2)1.8份、过氧化物硫化剂(DCP)0.4份、防老剂0.3份。
所述的改性粘胶的制备方法包括如下步骤:
(1)在密炼机中160℃下将上述5份的PE熔化并搅拌均匀;
(2)然后将温度降至140℃,随后加入上述30份的丁苯胶和0.3的份防老剂进行混炼5分钟;
(3)向步骤(2)混炼后的物料中依次加入上述1.8份的HVA-2、6份的甲基苯基硅油和0.4份的过氧化物硫化剂(DCP)并混炼均匀;
(4)在经过步骤(3)混炼后的体系中加入上述100份的所述混炼胶并继续混炼3分钟后出料;
(5)最后开炼,即得到改性粘胶。
实施例3中所述的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管的制备方法,在所述硅橡胶内衬管2外包覆一层改性粘胶,形成所述胶粘层3,然后将该硅橡胶内衬管2穿管于所述耐高温纤维编织层4中,然后在所述耐高温纤维编织层4的外部继续包覆一层改性粘胶,并形成第二层胶粘层3,然后在所述第二层胶粘层3外再套设硅橡胶内衬管2,然后在温度190℃、气压1.5MPa的水蒸气环境中硫化粘合8分钟,制得所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。上述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管还包括了内保护层1和外保护层5;上述耐高温纤维编织层4是由芳纶纤维制备而成。
测试例1
将上述实施例1中制备的硅橡胶内衬管,在200℃下进行热氧老化测试,其结果如表1所示:
表1为实施例1制备的硅橡胶内衬管在200℃热氧老化下的测试结果
0h | 72h | 168h | |
硬度(HA) | 47.3 | 56.2 | 61.0 |
拉伸强度(MPa) | 6.11 | 5.58 | 5.3 |
100%定伸应力(MPa) | 0.8 | 1.1 | 1.1 |
300%定伸应力(MPa) | 2.1 | 2.3 | 2.4 |
断裂伸长率% | 606 | 604 | 550 |
由表1的测试数据可以看出所制备的硅橡胶内衬管的耐老化性能好,经过热氧老化后力学数据变化不大,说明了本发明的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管耐高温,可以在200℃下长期使用。
将上述实施例1制得的长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管通过机器进行剥离测试,测试硅橡胶内衬管与编织层(带坯)之间的粘接性,经过机器剥离测试后硅橡胶内衬管发生撕裂,而编织层附着于硅橡胶内衬管上,说明了本发明的改性粘胶形成的胶粘层提升了硅橡胶内衬管与编织层之间的粘接性。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,包括若干硅橡胶内衬管(2)、若干胶粘层(3)和编织层(4);所述硅橡胶内衬管包括如下重量份的组分:耐高温硅橡胶100份、气相白炭黑20-40份、活化分散剂2-4份、炭黑0-6份、硫化剂0.5-1.5份;所述胶粘层(3)由改性粘胶制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管还包括了内保护层(1)和外保护层(5);所述编织层(4)为耐高温纤维编织层。
3.根据权利要求1所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述硫化剂为双二五;所述活化分散剂为ADL-XJ003。
4.根据权利要求1所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述硅橡胶内衬管的制备方法包括如下步骤:
(1)开炼机将上述各组分充分混炼,得到混炼胶;
(2)然后将所述混炼胶挤出制管;
(3)将步骤(2)制得的管硫化,得到硅橡胶内衬管。
5.根据权利要求4所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述硅橡胶内衬管的制备方法:步骤(1)中所述开炼机的辊温为40-50℃。
6.根据权利要求4所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述硅橡胶内衬管的制备方法:步骤(2)中所述挤出的温度为20-50℃,管的厚度为0.5-2.0mm。
7.根据权利要求4所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述硅橡胶内衬管的制备方法:步骤(3)中所述硫化温度为170-200℃,硫化时间为5-20分钟。
8.根据权利要求4所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述改性粘胶包括如下重量份的组分:所述混炼胶100份、丁苯胶20-30份、PE 5-18份、硅油4-6份、交联剂1.5-2.5份、过氧化物硫化剂0.4-0.8份、防老剂0.1-0.3份。
9.根据权利要求8所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管,其特征在于,所述改性粘胶的制备方法包括如下步骤:
(1)在密炼机中150-170℃下将上述5-18份的PE熔化并搅拌均匀;
(2)然后降温至120-140℃并加入20-30份的丁苯胶和0.1-0.3的份防老剂进行混炼2-5分钟;
(3)步骤(2)混炼后依次加入1.5-2.5份的交联剂、4-6份的硅油和0.4-0.8份的过氧化物硫化剂并混炼均匀;
(4)在经过步骤(3)混炼后的体系中加入100份的所述混炼胶并继续混炼1-3分钟后出料;
(5)最后开炼,得到改性粘胶。
10.根据权利要求1所述的一种长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管的制备方法,其特征在于,在所述硅橡胶内衬管(2)外包覆一层改性粘胶,形成所述胶粘层(3),并穿管于所述编织层(4)中,在所述编织层(4)外继续包覆一层改性粘胶形成第二层胶粘层(3),然后在所述第二层胶粘层(3)外再套设硅橡胶内衬管(4),然后在温度180-200℃、气压1.0-1.5MPa的水蒸气环境中硫化粘合5-10分钟,制得所述长纤维编织物增强的硅橡胶复合软管。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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