CN115891297A - 一种聚氨酯纤维缠绕的胶管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯纤维缠绕的胶管及其制备方法，包括内胶层、纤维缠绕层以及外胶层，所述纤维缠绕层缠绕在内胶层上，纤维缠绕层为聚酯纤维缠绕层，所述纤维缠绕层至少为两层，每相邻的两个纤维缠绕层间均设置棉线。本发明通过在相邻的纤维缠绕层间均设置棉线，利用棉线较大的摩擦力，限制了聚酯纤维的乱线，从而使纤维缠绕层能够排列均匀，在之后的胶管使用过程中，应力分散，能够减少安全隐患的发生。
Description
技术领域
本发明属于胶管制备技术领域，具体涉及一种聚氨酯纤维缠绕的胶管及其制备方法。
背景技术
中低压橡胶软管一般由内胶层、纤维增强层、外胶层构成。夹布胶管、纤维编织胶管、纤维缠绕胶管三种为主要的结构形式。从普遍和长远发展观点来看，经济、合理的纤维编织、缠绕结构的橡胶管具有更大的发展前途，特别纤维缠绕胶管由于缠绕之间无相互交织点，因而承压强度高，耐冲击，曲挠性能优异，管体柔软，低成本，使用寿命长，生产效率高，使用范围广等，是一种结构经济合理的产品。由于聚酯纤维表面比较光滑，内胶层经过缠绕机缠绕时以及缠绕层在进入外胶挤出机时，缠绕增强层发生乱线，不但胶管外观不能满足，而且由于增强层纤维排列不均匀使胶管使用时存在应力集中点，造成安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何在纤维缠绕时，防止缠绕增强层发生乱线，为解决上述问题，提供一种聚氨酯纤维缠绕的胶管及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是以下述方式实现的：
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，包括内胶层、纤维缠绕层以及外胶层，所述纤维缠绕层缠绕在内胶层上，纤维缠绕层为聚酯纤维缠绕层，所述纤维缠绕层至少为两层，每相邻的两个纤维缠绕层间均设置棉线。
所述棉线至少为一根，棉线沿胶管轴向延伸。
所述棉线的直径为0.2~0.3mm，其弹性模量为9500~13000MPa。
所述纤维缠绕层的缠绕密度为0.25~0.4。
所述聚酯纤维的直径为0.45~0.85mm，其弹性模量为11000~20000Mpa。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其步骤如下：
步骤1：准备好芯棒，涂好脱模剂，经烘干后备用；
步骤2：将混炼好的胶料通过挤出机挤到芯棒上，形成内胶层；
步骤3：将装满聚酯纤维的线轴安装在缠绕机上，缠绕机上纤维束的张力控制为1-2kgf；
步骤4：每相邻的两个缠绕层之间安装一个棉线线轴，此线轴上的棉线与内胶层同速度同向平行移动；
步骤5：缠绕完成后在每根胶管两端5cm内的最外层纤维层上用胶带粘结；
步骤6：将外胶通过挤出机挤到最外层的聚酯纤维缠绕层上，所述外胶的挤出机的芯型直径大于最外层纤维缠绕层直径1~2mm，挤出机机头压力为30~35MPa。
所述缠绕机为双盘，其纤维缠绕层数为两层，或缠绕机为四盘，其纤维缠绕层数为四层。
所述纤维缠绕层数为两层，则第一聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角α为54°10′～54°30′，第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角β为54°30′～54°45′，或纤维缠绕层数为四层，则第一聚酯纤维缠绕层、第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间的夹角和前述一致，第三聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°30′～54°45′，第四聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°45′～55°15′。
相对于现有技术，本发明具有以下益处：本发明通过在相邻的纤维缠绕层间均设置棉线，利用棉线较大的摩擦力，限制了聚酯纤维的乱线，从而使纤维缠绕层能够排列均匀，在之后的胶管使用过程中，应力分散，能够减少安全隐患的发生。
附图说明
图1是本发明的缠绕结构示意图。
图2是本发明的缠绕方式平面图。
其中，1是内胶层；2是纤维缠绕层；3是外胶层；4是棉线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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其他所有实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
如图1~2所示，一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，包括内胶层1、纤维缠绕层2以及外胶层3，纤维缠绕层2缠绕在内胶层1上，纤维缠绕层2为聚酯纤维缠绕层，纤维缠绕层2至少为两层，每相邻的两个纤维缠绕层2间均设置棉线4。由于聚酯纤维表面比较光滑，内胶层1经过缠绕机缠绕时以及缠绕层在进入外胶挤出机时，缠绕增强层发生乱线，不但胶管外观不能满足，而且由于增强层纤维排列不均匀使胶管使用时存在应力集中点，造成安全隐患。
棉线4至少为一根，棉线4沿胶管轴向延伸。
棉线4的直径为0.2~0.3mm，其弹性模量为9500~13000MPa。一般地讲，对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变（称为“形变”），“弹性模量”的一般定义是：单向应力状态下应力除以该方向的应变。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个统称，表示方法可以是“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。
纤维缠绕层2的缠绕密度为0.25~0.4。缠绕密度是指缠绕线材所遮蔽的表面与胶管整个被缠绕表面的比例，用百分数来表示缠绕密度越小，缠绕的平均缝隙越大，当缠绕密度达100%时，缠绕将无缝隙缠绕密度的大小可根据产品使用要求、生产工艺、设备条件及材料性能而定。
聚酯纤维的直径为0.45~0.85mm，其弹性模量为11000~20000Mpa。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其步骤如下：步骤1：准备好芯棒，涂好脱模剂，经烘干后备用；步骤2：将混炼好的胶料通过挤出机挤到芯棒上，形成内胶层1；步骤3：将装满聚酯纤维的线轴安装在缠绕机上，缠绕机上纤维束的张力控制为1-2kgf；步骤4：每相邻的两个缠绕层之间安装一个棉线4线轴，此线轴上的棉线4与内胶层1同速度同向平行移动；步骤5：缠绕完成后在每根胶管两端5cm内的最外层纤维层上用胶带粘结；步骤6：将外胶通过挤出机挤到最外层的聚酯纤维缠绕层上，外胶的挤出机的芯型直径大于最外层纤维缠绕层2直径1~2mm，挤出机机头压力为30~35MPa。
缠绕机为双盘，其纤维缠绕层2数为两层，或缠绕机为四盘，其纤维缠绕层2数为四层。
纤维缠绕层2数为两层，则第一聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角α为54°10′～54°30′，第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角β为54°30′～54°45′，或纤维缠绕层2数为四层，则第一聚酯纤维缠绕层、第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间的夹角和前述一致，第三聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°30′～54°45′，第四聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°45′～55°15′。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，包括内胶层1、纤维缠绕层2以及外胶层3，纤维缠绕层2缠绕在内胶层1上，纤维缠绕层2为聚酯纤维缠绕层，纤维缠绕层2为两层，两个纤维缠绕层2间设置棉线4。由于聚酯纤维表面比较光滑，内胶层1经过缠绕机缠绕时以及缠绕层在进入外胶挤出机时，缠绕增强层发生乱线，不但胶管外观不能满足，而且由于增强层纤维排列不均匀使胶管使用时存在应力集中点，造成安全隐患。
棉线4为一根，棉线4沿胶管轴向延伸。
棉线4的直径为0.2mm，其弹性模量为9500MPa。
纤维缠绕层2的缠绕密度为0.25。
聚酯纤维的直径为0.45mm，其弹性模量为11000Mpa。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其步骤如下：步骤1：准备好芯棒，涂好脱模剂，经烘干后备用；步骤2：将混炼好的胶料通过挤出机挤到芯棒上，形成内胶层1；步骤3：将装满聚酯纤维的线轴安装在缠绕机上，缠绕机上纤维束的张力控制为1kgf；步骤4：两个缠绕层之间安装一个棉线4线轴，此线轴上的棉线4与内胶层1同速度同向平行移动；步骤5：缠绕完成后在每根胶管两端5cm内的最外层纤维层上用胶带粘结；步骤6：将外胶通过挤出机挤到最外层的聚酯纤维缠绕层上，外胶的挤出机的芯型直径大于最外层纤维缠绕层2直径1mm，挤出机机头压力为30MPa。
缠绕机为双盘，其纤维缠绕层2数为两层。纤维缠绕层2数为两层，则第一聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角α为54°10′，第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角β为54°30′。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，包括内胶层1、纤维缠绕层2以及外胶层3，纤维缠绕层2缠绕在内胶层1上，纤维缠绕层2为聚酯纤维缠绕层，纤维缠绕层2为四层，每相邻的两个纤维缠绕层2间均设置棉线4。由于聚酯纤维表面比较光滑，内胶层1经过缠绕机缠绕时以及缠绕层在进入外胶挤出机时，缠绕增强层发生乱线，不但胶管外观不能满足，而且由于增强层纤维排列不均匀使胶管使用时存在应力集中点，造成安全隐患。
棉线4为三根，棉线4沿胶管轴向延伸。
棉线4的直径为0.3mm，其弹性模量为13000MPa。
纤维缠绕层2的缠绕密度为0.4。
聚酯纤维的直径为0.85mm，其弹性模量为20000Mpa。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其步骤如下：步骤1：准备好芯棒，涂好脱模剂，经烘干后备用；步骤2：将混炼好的胶料通过挤出机挤到芯棒上，形成内胶层1；步骤3：将装满聚酯纤维的线轴安装在缠绕机上，缠绕机上纤维束的张力控制为2kgf；步骤4：每相邻的两个缠绕层之间安装一个棉线4线轴，此线轴上的棉线4与内胶层1同速度同向平行移动；步骤5：缠绕完成后在每根胶管两端5cm内的最外层纤维层上用胶带粘结；步骤6：将外胶通过挤出机挤到最外层的聚酯纤维缠绕层上，外胶的挤出机的芯型直径大于最外层纤维缠绕层2直径2mm，挤出机机头压力为35MPa。
缠绕机为四盘，其纤维缠绕层2数为四层。
纤维缠绕层2数为四层，则第一聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角α为54°30′，第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角β为54°45′，第三聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°45′，第四聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为55°15′。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，包括内胶层1、纤维缠绕层2以及外胶层3，纤维缠绕层2缠绕在内胶层1上，纤维缠绕层2为聚酯纤维缠绕层，纤维缠绕层2为四层，每相邻的两个纤维缠绕层2间均设置棉线4。由于聚酯纤维表面比较光滑，内胶层1经过缠绕机缠绕时以及缠绕层在进入外胶挤出机时，缠绕增强层发生乱线，不但胶管外观不能满足，而且由于增强层纤维排列不均匀使胶管使用时存在应力集中点，造成安全隐患。
棉线4为三根，棉线4沿胶管轴向延伸。
棉线4的直径为0.25mm，其弹性模量为10000MPa。
纤维缠绕层2的缠绕密度为0.35。
聚酯纤维的直径为0.65mm，其弹性模量为17000Mpa。
一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其步骤如下：步骤1：准备好芯棒，涂好脱模剂，经烘干后备用；步骤2：将混炼好的胶料通过挤出机挤到芯棒上，形成内胶层1；步骤3：将装满聚酯纤维的线轴安装在缠绕机上，缠绕机上纤维束的张力控制为1.5kgf；步骤4：每相邻的两个缠绕层之间安装一个棉线4线轴，此线轴上的棉线4与内胶层1同速度同向平行移动；步骤5：缠绕完成后在每根胶管两端5cm内的最外层纤维层上用胶带粘结；步骤6：将外胶通过挤出机挤到最外层的聚酯纤维缠绕层上，外胶的挤出机的芯型直径大于最外层纤维缠绕层2直径1.5mm，挤出机机头压力为33MPa。
缠绕机为四盘，其纤维缠绕层2数为四层。纤维缠绕层2数为四层，则第一聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角α为54°20′，第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角β为54°40′，第三聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°40′，第四聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°95′。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，包括内胶层（1）、纤维缠绕层（2）以及外胶层（3），所述纤维缠绕层（2）缠绕在内胶层（1）上，纤维缠绕层（2）为聚酯纤维缠绕层，其特征在于，所述纤维缠绕层（2）至少为两层，每相邻的两个纤维缠绕层（2）间均设置棉线（4）。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，其特征在于，所述棉线（4）至少为一根，棉线（4）沿胶管轴向延伸。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，其特征在于，所述棉线（4）的直径为0.2~0.3mm，其弹性模量为9500~13000MPa。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，其特征在于，所述纤维缠绕层（2）的缠绕密度为0.25~0.4。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯纤维缠绕的胶管，其特征在于，所述聚酯纤维的直径为0.45~0.85mm，其弹性模量为11000~20000Mpa。
6.一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
步骤1：准备好芯棒，涂好脱模剂，经烘干后备用；
步骤2：将混炼好的胶料通过挤出机挤到芯棒上，形成内胶层（1）；
步骤3：将装满聚酯纤维的线轴安装在缠绕机上，缠绕机上纤维束的张力控制为1-2kgf；
步骤4：每相邻的两个缠绕层之间安装一个棉线（4）线轴，此线轴上的棉线（4）与内胶层（1）同速度同向平行移动；
步骤5：缠绕完成后在每根胶管两端5cm内的最外层纤维层上用胶带粘结；
步骤6：将外胶通过挤出机挤到最外层的聚酯纤维缠绕层上，所述外胶的挤出机的芯型直径大于最外层纤维缠绕层（2）直径1~2mm，挤出机机头压力为30~35MPa。
7.根据权利要求6所述的一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其特征在于，所述缠绕机为双盘，其纤维缠绕层（2）数为两层，或缠绕机为四盘，其纤维缠绕层（2）数为四层。
8.根据权利要求7所述的一种聚氨酯纤维缠绕的胶管的制备方法，其特征在于，所述纤维缠绕层（2）数为两层，则第一聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角α为54°10′～54°30′，第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角β为54°30′～54°45′，或纤维缠绕层（2）数为四层，则第一聚酯纤维缠绕层、第二聚酯纤维缠绕层与胶管之间的夹角和前述一致，第三聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°30′～54°45′，第四聚酯纤维缠绕层与胶管之间夹角为54°45′～55°15′。
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