一种新型超高压橡塑管及其制备方法与流程

本发明涉及一种橡塑管，特别涉及一种新型超高压橡塑管及其制备方法。

背景技术：

随着现代工业的飞速发展，自动化的不断进步，气动高压管的需求及要求也越来越高，尤其在一些特殊的情况下需求压力非常高。

公告号为cn203147078u的中国专利公开了一种全密编织橡塑管，该橡塑管包括由聚氯乙烯与丁晴橡胶复合而成的内管和外管，其中，内管和外管之间依次设置有内胶层、纤维线层和外胶层，纤维线层经内、外胶层与内管和外管紧密粘合；纤维线层由若干股纤维线编织而成，每股纤维线均由2~8根涤纶纤维线组成。通过纤维线层与内管和外管紧密粘合的设计使得该橡塑管更坚韧，可承受更高的爆破压力。

但是，这种橡塑管通过使用涤纶编织后需通过涂抹胶水的方式与内层和外层进行粘合。在进行上述操作时，生产工艺复杂、设备投入大、且生产效率低，有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新型超高压橡塑管及其制备方法，这种橡塑管在保证高压需求的情况下，简化工艺流程、提高生产效率，降低设备投入，具有极高的经济效益。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型超高压橡塑管及其制备方法，包括由橡塑构成的外管以及内管，所述外管与内管之间设置有芳纶层，所述芳纶层为宽网格结构；其制备方法是：

步骤一：准备橡塑原料；

步骤二：通过挤出机制得橡塑内层；

步骤三：通过缠绕机，将工业芳纶长丝缠绕在橡塑内层表面；

步骤四：在上述步骤三外层通过挤出均匀涂覆一层橡塑制得成品。

通过采用上述技术方案后，通过设置宽网格状的芳纶层即节约了工业芳纶长丝的使用量进而降低了生产成本，也降低了制造的难度。同时，宽网格状的芳纶层有利于外层和内层的粘合，因为网格状的芳纶层可使外层橡塑更充分的浸润至织物空隙和内部，外层橡塑也能更充分地包裹芳纶层以及内层成为一体。从而使得橡塑管更坚韧，可承受更高的爆破压力。

本发明一次成型、省略了背景技术中涂胶步骤。进而简化工艺流程、提高生产效率，降低设备投入，具有极高的经济效益。经计算，在对本发明中的橡塑管进行生产时，产量可达10m/min以上，远远大于生产背景技术中的橡塑管时的1-1.5m/min的产量。

本发明进一步设置为：所述外管与芳纶层之间设置有若干沿管轴心线性排布的加强环。

通过采用上述技术方案后，通过在外管与芳纶层之间设有加强环，增加了橡塑管的结构强度，进而使橡塑管的耐压耐形变能力增强，能避免橡塑管破裂或发生形变，避免供气停止或气体流量减小，有效降低安全隐患。

本发明进一步设置为：所述加强环包括相互编织而成的三捆涤纶线组，每个所述涤纶线组由若干条涤纶纤维构成。

通过采用上述技术方案后，由相互编织的三捆涤纶线组构成的加强环与芳纶层之间能够更好的连接，通过外层橡塑热熔粘合涂覆成一个整体，进而增加橡塑管防爆破能力。

本发明进一步设置为：每个所述涤纶纤维包括以下成分的重量组分：pte切片：88份；纳米二氧化硅：0.5份；石墨烯：3份；纳米蒙脱土：1.5份；羟乙基纤维素：3份；增粘树脂：4份。

通过采用上述技术方案后，所制得的涤纶纤维，其抗拉强度提高30%以上，进而使得由涤纶纤维构成的加强环4增强了橡塑管的结构强度，进而使橡塑管的耐压耐形变能力增强，能避免橡塑管破裂或发生形变，避免供气停止或气体流量减小，有效降低安全隐患。

同时，上述的增粘树脂与其余一起结合使用，能有效增加涤纶纤维内各种材料间的连接紧密度，同时由于增粘树脂基本都含有酚羟基、羟甲基、羧基、酯键、醚键等，很容易与橡塑形成氢键网格结构，从而获得最佳粘性。由于内管、外管皆由橡塑构成，因此通过增粘树脂的作用，可使得加强环更好的连接内管以及外管。由于芳纶层为宽网格状结构、加强环可透过网格状的芳纶层与内管相接触，进而保证之间的粘性。

当外层橡塑通过挤出热熔粘合涂覆在橡塑管表面时，可更充分的浸润至芳纶层以及加强环的空隙和内部，以致于将芳纶层、加强环以及内管包裹成为一个整体，从而使得橡塑管更坚韧，可承受更高的爆破压力。

上述的pet切片，是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称，俗称涤纶树脂，当与上述增粘树脂一起结合使用时，由于增黏树脂基本都含有酚羟基、羟甲基、羧基、酯键、醚键等，很容易与涤纶树脂形成氢键网格结构，从而提高涤纶纤维的结构强度，以支撑橡塑管在高压环境下使用。

上述的纳米二氧化硅，俗称“白炭黑”，能提高其他材料强度、抗老化和改善涤纶纤维表面的光洁度。

上述的石墨烯，作为目前已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲。本发明中的石墨烯可增强涤纶纤维的结构强度。

上述的纳米蒙脱土，主要用于与现有的聚合物复合，制造纳米纤维、纳米橡胶等，只需加入少量的纳米蒙脱土，就可使聚合物材料的强度、气体阻隔性大幅提高，使得气管不会再高压强度下漏气。通过将纳米蒙脱土与石墨烯一起结合使用，具有协同增强聚合物材料强度的作用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过在外管与内管之间设置有芳纶层，芳纶层为宽网格结构，进而有利于外层和内层的粘合，网格状的芳纶层可使外层橡塑更充分的浸润至织物空隙和内部，外层橡塑也能更充分地包裹芳纶层以及内层成为一体。从而使得橡塑管更坚韧，可承受更高的爆破压力；

2、通过设置宽网格状的芳纶层即节约了工业芳纶长丝的使用量进而降低了生产成本，也降低了制造的难度；

3、通过在外管与芳纶层之间设有加强环，增加了橡塑管的结构强度，进而使橡塑管的耐压耐形变能力增强，能避免橡塑管破裂或发生形变，避免供气停止或气体流量减小，有效降低安全隐患。

4、通过加强环由若干特制涤纶纤维构成，其抗拉强度提高30%以上，进而使得由涤纶纤维构成的加强环增强了橡塑管的结构强度。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为图2中的涤纶线组的结构示意图。

附图标记：1、外管；2、内管；3、芳纶层；4、加强环；5、涤纶线组。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

如图1所示，一种新型超高压橡塑管及其制备方法，包括由橡塑构成的外管1以及内管2。外管1与内管2之间设置有芳纶层3，芳纶层3优选为宽网格结构。通过设置宽网格状的芳纶层3即节约了工业芳纶长丝的使用量进而降低了生产成本，也降低了制造的难度。

同时，宽网格状的芳纶层3有利于外层和内层的粘合，因为网格状的芳纶层3可使外层橡塑更充分的浸润至织物空隙和内部，外层橡塑也能更充分地包裹芳纶层3以及内层成为一体。从而使得橡塑管更坚韧，可承受更高的爆破压力。

为保证本发明可满足高压需求情况下使用，通过采用具有网格状的芳纶以达到上述目的。芳纶具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右。通过测试：本发明的橡塑管所能承受的最高爆破压力可达到150-160kg。

制备方法：

步骤一：准备橡塑原料；

步骤二：通过挤出机制得橡塑内层；

步骤三：通过缠绕机，将工业芳纶长丝缠绕在橡塑内层表面；

步骤四：在上述步骤三外层通过挤出均匀涂覆一层橡塑制得成品。

经过上述制备方法可知，本发明一次成型、省略了背景技术中涂胶步骤。进而简化工艺流程、提高生产效率，降低设备投入，具有极高的经济效益。经计算，在对本发明中的橡塑管进行生产时，产量可达10m/min以上，远远大于生产背景技术中的橡塑管时的1-1.5m/min的产量。

实施例2：

与实施例1不同之处在于：如图2和图3所示，外管1与芳纶层3之间设置有若干沿管轴心线性排布的加强环4，加强环4包括相互编织而成的三捆涤纶线组5，每个涤纶线组5由若干涤纶纤维构成。每个涤纶纤维包括以下成分的重量组分：

pte切片：88份；纳米二氧化硅：0.5份；石墨烯：3份；纳米蒙脱土：1.5份；羟乙基纤维素：3份；增粘树脂：4份。

上述所制得的涤纶纤维，其抗拉强度提高30%以上，进而使得由涤纶纤维构成的加强环4增强了橡塑管的结构强度，进而使橡塑管的耐压耐形变能力增强，能避免橡塑管破裂或发生形变，避免供气停止或气体流量减小，有效降低安全隐患。

同时，上述的增粘树脂与其余一起结合使用，能有效增加涤纶纤维内各种材料间的连接紧密度，同时由于增粘树脂基本都含有酚羟基、羟甲基、羧基、酯键、醚键等，很容易与橡塑形成氢键网格结构，从而获得最佳粘性。由于内管2、外管1皆由橡塑构成，因此通过增粘树脂的作用，可使得加强环4更好的连接内管2以及外管1。由于芳纶层3为宽网格状结构、加强环4可透过网格状的芳纶层3与内管2相接触，进而保证之间的粘性。

当外层橡塑通过挤出热熔粘合涂覆在橡塑管表面时，可更充分的浸润至芳纶层3以及加强环4的空隙和内部，以致于将芳纶层3、加强环4以及内管2包裹成为一个整体，从而使得橡塑管更坚韧，可承受更高的爆破压力。

本发明所述的增粘树脂优选为德国巴斯夫化学公司的koresin树脂。