CN116608334A - 一种编织加强型软管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种编织加强型软管，包括：从内到外依次套设的内管层、编织层和外管层；所述编织层包括从内到外依次套设的第一编织层和第二编织层，所述第一编织层为与所述内管层任意化学式相同的聚合物材料编织而成；所述第一编织层和所述内管层之间通过无缝热熔接，所述第二编织层和所述外管层之间通过树脂粘合剂胶粘连接，所述第一编织层和所述第二编织层之间还设有石墨层。通过将第一编织层和内管层统一设置为单聚合物复合材料管，基体和增强体来自相同的聚合物材料，基体和增强体的延展性能相近，管内部基体和增强体的变形可保持一致，进而在高温和低温环境下，管都能保持优良的力学性能。本发明还提供了该编织加强型软管的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及管材领域，特别指一种软管。
背景技术
目前，软管作为工业中的重要配件，在广大国家地区得到了充分的发展，既有以钢丝编织为主也有以高强度化学纤维长丝为主的软管。以钢丝为主的编织软管存在因软管过重、硬度高，不方便操作使用。所以，目前大量地使用高分子聚合物纤维作为编织层的软管。但是这种软管也具备大量的问题，参见中国发明专利公开说明书CN115076472A中背景技术所阐述的内容。
因此，CN115076472A公开了一种单聚物复合材料管，单聚合物复合材料管的基体和增强体来自相同的聚合物材料，热传导系数、比热容和热膨胀及收缩系数等热力学系数均相同或相近，具有优良的温度适用范围；在温度变化很大的条件下，管内部基体和增强体的热变形可保持一致，进而在高温和低温环境下，管都能保持优良的力学性能。但是这种方式的成本较高，而且当软管内层和外层均为同一材料制成，进行输送的流体材料范围有限，无法进行大规模应用。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种编织加强型软管及其制造方法。
技术方案：一种编织加强型软管，包括：
从内到外依次套设的内管层、编织层和外管层；
所述内管层由改性聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚氨酯材料中的至少一种制成或复合而成：
所述编织层包括从内到外依次套设的第一编织层和第二编织层，所述第一编织层为与所述内管层任意化学式相同的聚合物材料编织而成；
所述第二编织层为涤纶长丝、腈纶、氨纶、芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯砜酰胺纤维、超高分子聚乙烯长丝中的至少两种复合材料纤维呈交叉编织而成；
所述外管层由改性聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚氨酯中的至少两种复合而成；
所述第一编织层和所述内管层之间通过无缝热熔接，所述第二编织层和所述外管层之间通过树脂粘合剂胶粘连接，所述第一编织层和所述第二编织层之间还设有石墨层。
进一步地，所述第一编织层和所述第二编织层纬密均为45～95纬/10cm。
进一步地，所述第一编织层和所述第二编织层中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈53-58度的夹角。
进一步地，所述第一编织层和所述第二编织层的经纬线束夹角呈相互错开设置。
进一步地，所述石墨层为石墨烯涂料层。
一种编织加强型软管制造方法，包括以下步骤：
S1：挤出成型内管层；
S2：编织第一编织层，并将编制好的第一编织层无缝热熔接于内管层外表面；
S3：在第一编织层外涂覆石墨层；
S4：编制第二编织层，并将编制好的第二编织层套设于所述第一编织层外表面；
S5：在第二编织层外表面涂覆树脂粘合剂，并挤出成型外管层且形成套设于所述第二编织层外。
进一步地，所述石墨层为石墨烯涂料层。
进一步地，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括如下步骤：
使用前以40～60rpm搅拌20～30分钟至石墨烯涂层涂料均匀无沉淀；
用200～250#的不锈钢过滤网进行过滤石墨烯涂层涂料。
进一步地，选用喷嘴直径为1.0～1.5mm的喷枪，喷涂压力为0.2～0.3MP，喷涂时控制喷嘴与基材的距离保持在15～30cm之间，石墨烯涂层涂料基材预热至35～40℃喷涂。
进一步地，石墨烯涂层涂料涂装结束，待涂料表面流平后，将涂覆所述石墨烯涂层的基材置于150±5℃干燥10分钟，再将温度升至250±5℃后干燥至少30分钟后进入步骤S4。
有益效果：通过将第一编织层和内管层统一设置为单聚合物复合材料管，基体和增强体来自相同的聚合物材料，基体和增强体的延展性能相近，管内部基体和增强体的变形可保持一致，进而在高温和低温环境下，管都能保持优良的力学性能，同时设置第二编织层则通过复合材料为第一编织层和内管层提供更加良好的强度性能，而且通过石墨层的设置，为第一编织层和第二编织层之间提供润滑，避免其他软管中各层之间完全通过胶粘导致的延展性能受阻的情况发生。
附图说明
附图1为本发明编织加强型软管一个实施例的平面剖视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见附图1所示本发明一种编织加强型软管，包括：从内到外依次套设的内管层1、编织层2和外管层3。
所述内管层1由改性聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚氨酯材料中的至少一种制成或复合而成：
所述编织层2包括从内到外依次套设的第一编织层21和第二编织层22，所述第一编织层21为与所述内管层1任意化学式相同的聚合物材料编织而成。
所述第二编织层22为涤纶长丝、腈纶、氨纶、芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯砜酰胺纤维、超高分子聚乙烯长丝中的至少两种复合材料纤维呈交叉编织而成。
所述外管层3由改性聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚氨酯中的至少两种复合而成。
所述第一编织层21和所述内管层1之间通过无缝热熔接，所述第二编织层22和所述外管层3之间通过树脂粘合剂胶粘连接，所述第一编织层21和所述第二编织层22之间还设有石墨层。
通过将第一编织层21和内管层1统一设置为单聚合物复合材料管，基体和增强体来自相同的聚合物材料，基体和增强体的延展性能相近熔融温度相近，管内部基体和增强体的热变形可保持一致，进而在高温和低温环境下，管都能保持优良的力学性能，同时设置第二编织层22则通过复合材料为第一编织层21和内管层1提供更加良好的强度性能，而且通过石墨层的设置，为第一编织层21和第二编织层22之间提供润滑，避免其他软管中各层之间完全通过胶粘导致的延展性能受阻的情况发生。
实施例1：
内管层1采用聚酰胺树脂纤维材料，具备较高的耐磨性和强度。而第一编织层21也为聚酰胺树脂纤维材料编织而成，通过无缝热熔套设于内管层1外，从而使得内管层1和第一编织层21具备相同的力学性能和各项变形系数，避免了通过复合材料作为编织层2从而导致的编织层2和内管层1之间因为延展性能不一致、变形量不一样导致的编织层2和内管层1之间出现断裂的现象发生。
而第二编织层22采用芳纶纤维材料和聚酰亚胺纤维材料复合而成，复合方式包括但不限于混纺、密炼机混合密炼而成等。第二编织层22之间通过石墨层和第一编织层21滑动连接。外管层3由改性聚氯乙烯和聚氨酯复合而成，复合方式包括但不限于密炼机混合密炼制成。值得说明的是，一般而言，本领域技术人员希望管材各层之间均为黏结的状态，但是这种不但需要关注因为各层的延展性不同导致的个别层断裂现象，而且在管材的膨胀压上也并无增益，因而，通过设置石墨层，不但为第一编织层21和第二编织层22之间提供润滑，使得第一编织层21和第二编织层22之间可以形成滑动，避免了延展性不同导致的各编织层2内出现断裂失效的现象，而且利用石墨层耐磨性强的特点，提供防护避免各编织层2之间的摩擦导致纤维丝出现磨损现象。而且通过石墨层良好的化学稳定性，为内管层1和第一编织层21提供防护作用。
所述第一编织层21纬密为45纬/10cm，所述第二编织层22纬密为95纬/10cm。过大的纬密成本较高，且管材的密度较大，而过小的纬密则无法满足强度要求。
所述第一编织层21和所述第二编织层22中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈53-58度的夹角。具体地，所述第一编织层21和所述第二编织层22的经纬线束夹角呈相互错开设置。示例性地，所述第一编织层21中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈53度的夹角，而第二编织层22中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈58度的夹角。通过将第一编织层21和第二编织层22的编织角错开设置，起到了不同方向上的强度互相补充的作用。优选地，所述石墨层为石墨烯涂料层。石墨烯涂料层具备良好的导电性能，可以防止静电，因而在例如石油、化工、铁路、交通等行业贮油罐、输油管道、油轮等贮油、输油设备的内外壁，煤矿、航空、纺织、粮食等行业可以进行广泛应用。
实施例2：
在本实施例中，区别于实施例1的是，内管层1采用聚氨酯纤维材料挤出制成，第一编织层21也为聚氨酯纤维材料编织而成。内管层1和第一编织层21通过无缝热熔连接。而第二编织层22采用涤纶长丝、超高分子聚乙烯长丝和氨纶纤维复合而成，复合方式包括但不限于混纺、密炼机混合密炼而成等。第二编织层22之间通过石墨层和第一编织层21滑动连接。外管层3由聚乙烯和聚酰胺复合而成。
所述第一编织层21纬密为95纬/10cm，所述第二编织层22纬密为4纬/10cm。所述第一编织层21中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈58度的夹角，而第二编织层22中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈53度的夹角。
实施例3：
在本实施例中，区别于实施例1的是，内管层1采用聚氨酯纤维材料挤出制成，第一编织层21也为聚氨酯纤维材料编织而成。内管层1和第一编织层21通过无缝热熔连接。而第二编织层22采用聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯砜酰胺纤维复合而成，复合方式包括但不限于混纺、密炼机混合密炼而成等。第二编织层22之间通过石墨层和第一编织层21滑动连接。外管层3由热塑性聚氨酯弹性体橡胶制成。
所述第一编织层21纬密为95纬/10cm，所述第二编织层22纬密为4纬/10cm。所述第一编织层21中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈55度的夹角，而第二编织层22中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈55度的夹角。
本发明还提供一种软管制造方法的一个实施例，包括以下步骤：
S1：挤出成型内管层1；
S2：编织第一编织层21，并将编制好的第一编织层21无缝热熔接于内管层1外表面；
S3：在第一编织层21外涂覆石墨层；
S4：编制第二编织层22，并将编制好的第二编织层22套设于所述第一编织层21外表面；
S5：在第二编织层22外表面涂覆树脂粘合剂，并挤出成型外管层3且形成套设于所述第二编织层22外。
通过上述方案制成的管材，通过将第一编织层21和内管层1统一设置为单聚合物复合材料管，基体和增强体来自相同的聚合物材料，基体和增强体的延展性能相近熔融温度相近，管内部基体和增强体的热变形可保持一致，进而在高温和低温环境下，管都能保持优良的力学性能，同时设置第二编织层22则通过复合材料为第一编织层21和内管层1提供更加良好的强度性能，而且通过石墨层的设置，为第一编织层21和第二编织层22之间提供润滑，避免其他软管中各层之间完全通过胶粘导致的延展性能受阻的情况发生。
优选地，所述石墨层为石墨烯涂料层。而且，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括如下步骤：
使用前以40～60rpm搅拌20～30分钟至石墨烯涂层涂料均匀无沉淀；
用200～250#的不锈钢过滤网进行过滤石墨烯涂层涂料。通过搅拌和过滤，使得石墨烯涂层涂料均匀稳定。
进一步地，选用喷嘴直径为1.0～1.5mm的喷枪，喷涂压力为0.2～0.3MPa，喷涂时控制喷嘴与基材即第一编织层21外表面的距离保持在15～30cm之间，石墨烯涂层涂料预热至35～40℃喷涂。
进一步地，石墨烯涂层涂料涂装结束，待涂料表面流平后，将被涂覆的第一编织层21置于150±5℃干燥10分钟，再将温度升至250±5℃后干燥至少30分钟后进入步骤S4。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种编织加强型软管，其特征在于，包括：
从内到外依次套设的内管层、编织层和外管层；
所述内管层由改性聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚氨酯材料中的至少一种制成或复合而成：
所述编织层包括从内到外依次套设的第一编织层和第二编织层，所述第一编织层为与所述内管层任意化学式相同的聚合物材料编织而成；
所述第二编织层为涤纶长丝、腈纶、氨纶、芳纶纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯砜酰胺纤维、超高分子聚乙烯长丝中的至少两种复合材料纤维呈交叉编织而成；
所述外管层由改性聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体橡胶或聚氨酯中的至少两种复合而成；
所述第一编织层和所述内管层之间通过无缝热熔接，所述第二编织层和所述外管层之间通过树脂粘合剂胶粘连接，所述第一编织层和所述第二编织层之间还设有石墨层。
2.根据权利要求1所述的编织加强型软管，其特征在于，所述第一编织层和所述第二编织层纬密均为45～95纬/10cm。
3.根据权利要求1所述的编织加强型软管，其特征在于，所述第一编织层和所述第二编织层中的任一经纬线束和所述软管轴线方向呈53-58度的夹角。
4.根据权利要求3所述的编织加强型软管，其特征在于，所述第一编织层和所述第二编织层的经纬线束夹角呈相互错开设置。
5.根据权利要求3所述的编织加强型软管，其特征在于，所述石墨层为石墨烯涂料层。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的编织加强型软管制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：挤出成型内管层；
S2：编织第一编织层，并将编制好的第一编织层无缝热熔接于内管层外表面；
S3：在第一编织层外涂覆石墨层；
S4：编制第二编织层，并将编制好的第二编织层套设于所述第一编织层外表面；
S5：在第二编织层外表面涂覆树脂粘合剂，并挤出成型外管层且形成套设于所述第二编织层外。
7.根据权利要求6所述的软管制造方法，其特征在于，所述石墨层为石墨烯涂料层。
8.根据权利要求7所述的软管制造方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3之间，还包括如下步骤：
使用前以40～60rpm搅拌20～30分钟至石墨烯涂层涂料均匀无沉淀；
用200～250#的不锈钢过滤网进行过滤石墨烯涂层涂料。
9.根据权利要求8所述的编织加强型软管制造方法，其特征在于，选用喷嘴直径为1.0～1.5mm的喷枪，喷涂压力为0.2～0.3MP，喷涂时控制喷嘴与基材的距离保持在15～30cm之间，石墨烯涂层涂料基材预热至35～40℃喷涂。
10.根据权利要求6所述的编织加强型软管制造方法，其特征在于，石墨烯涂层涂料涂装结束，待涂料表面流平后，将涂覆所述石墨烯涂层的基材置于150±5℃干燥10分钟，再将温度升至250±5℃后干燥至少30分钟后进入步骤S4。
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