专利名称：一种橡胶管的制备方法
技术领域：
本发明属于橡胶领域，尤其涉及一种橡胶管的制备方法。
背景技术：
日常生活中，橡胶管、尤其是汽车用橡胶管的使用越来越广泛。通常，橡胶管的制 备方法一般分为模压成型和挤出后穿芯硫化成型两种方式。模压成型的方法是指将胶料放入模具中模压成型，然后放入平板硫化机经硫化成 型。该方法通常需要先加工出符合产品形状和角度的模压模具，该模具由上下模板及胶管 中间的支撑管芯两部分组成。该方法制备的橡胶管的表面光滑，但是在制作过程中，一般采 用高压、高温、短时间硫化。而在高压的条件下，支撑管芯在产品硫化成型过程中容易偏位， 从而导致橡胶管产品明显偏心；并且，橡胶管硫化成型后，支撑管芯还存在于橡胶管内部， 而脱芯过程非常困难，生产效率及良率极低。挤出后穿芯硫化成型的方法，是指首先在挤出机中连续挤出中空的橡胶管管坯， 然后在管坯中穿入一定形状的管芯，放入蒸汽硫化罐硫化成型。该方法在制作过程中，涉及 到穿芯和脱芯两步工序，操作十分不便；同时，胶管外表面直接暴露在蒸汽的环境中，产品 表面会残留明显的水痕，影响到产品的外观质量。同时，该方法的脱芯过程也非常困难，生 产效率及良率极低。
发明内容
为了克服现有技术中的方法制备的橡胶管偏心、脱芯过程困难的问题，本发明提 供了一种橡胶管的制备方法，通过该方法制备得到的橡胶管不会产生偏心的问题，并且不 用脱芯，生产效率高。本发明公开的橡胶管的制备方法，包括a、将胶料挤出，得到内部具有管腔的中空管坯；b、将管坯第一端封闭，从第二端向管腔中注入惰性流体，直至惰性流体充满管腔， 并封闭第二端，得到待硫化管坯；C、将待硫化管坯进行硫化，得到橡胶管前体；d、将橡胶管前体封闭的端部开口，放出惰性流体，得到橡胶管。根据本发明公开的橡胶管的制备方法，经挤出得到管坯后，在管坯内部封闭惰性 流体。在硫化过程中，由于惰性流体的作用，使橡胶管能保持良好的形态，即该惰性流体起 到了管芯的作用。同时，由于惰性流体内部的流动性，使管坯在硫化过程中，即使外部承受 了较大的压力，其内部也不会产生偏心的问题。另外，在硫化结束后，只需将橡胶管前体封 闭的端部开口，将惰性流体放出，即可实现“脱芯”的效果。大大提高了生产效率。特别是 对于异型橡胶管，该方法的效果更加显著。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 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仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。本发明公开的橡胶管的制备方法，包括a、将胶料挤出，得到内部具有管腔的中空管坯；b、将管坯第一端封闭，从第二端向管腔中注入惰性流体，直至惰性流体充满管腔， 并封闭第二端，得到待硫化管坯；C、将待硫化管坯进行硫化，得到橡胶管前体；d、将橡胶管前体封闭的端部开口，放出惰性流体，得到橡胶管。根据本发明，制备橡胶管所用的胶料可以为本领域常用的各种胶料，如所述胶料 可以含有100份三元乙丙橡胶、5. 0份氧化锌、1. 5份硬脂酸、80份补强剂、40份填充剂、2. 0 份防老剂、50份软化剂、0. 5份硫磺、4. 5份促进剂、2. 0份加工助剂。通过在准备胶料时，可对胶料进行密炼和开炼，使胶料中各成分进一步混合均勻， 并促进一些反应的发生，提高最后橡胶管产品的性能。其中，所述密炼方法为本领域常用的方法，如密炼条件为将胶料配方的各种组分 加入到密炼机(大连冰山橡塑机械有限公司)中，持续升温混炼4-5min ；当温度达到120°C 时打开密炼机上顶栓，排气1-3次。然后关闭上顶栓，继续升温至130°C混炼2-aiiin后排 料，得到混炼胶。所述开炼方法为本领域常用的方法，如开炼条件为将混炼胶置于开炼机(大连 冰山橡塑机械有限公司)上，升温至50-80°C，开炼时间15-25min。本发明公开的橡胶管的制备方法中，挤出的方法为本领域常用的方法，如将上述 备好的胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度为 Sm/min。在本发明中，通过上述挤出机挤出得到的管坯的内径和外径认为是一致的。经挤出机连续挤出后即得到橡胶管管坯，可根据实际使用需要，将其裁切成一定 长度的管坯。所述封闭管坯第一端的方法为将第一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并从 管坯第一端外壁将管壁与第一封闭塞塞入管坯的部分密封固定。为达到更好的密封效果， 所述第一封闭塞与管腔为过盈配合。将管坯第一端封闭后，即形成第一端封闭的筒状结构，向管腔中注入惰性流体。所 述惰性流体是指相对于胶料呈惰性，即在胶料制备成橡胶管过程中，不与胶料或管坯发生 化学反应的流体。本发明中，所述惰性流体选自水、甲基硅油、压缩空气、石蜡油中的一种。优选为水。向管腔内注入惰性流体后，将管坯第二端封闭，所述封闭的方法为与前述封闭管 坯第一端的方法相同。例如，可以为将第二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并从管坯 第二端外壁将管壁与第二封闭塞塞入管坯的部分密封固定。根据本发明，上述密封固定的方法可以为现有技术中各种固定的方法，例如可以 为在管坯的外壁上用卡箍进行固定，所述卡箍固定再第一封闭塞和/或第二封闭塞塞入 管坯的部分所在的管坯的外壁上。
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具体的，上述向管腔内注入惰性流体的方法可以为常用的各种方法。在本发明中， 可通过如下结构实现，至少所述第二封闭塞端部轴向设置有导流管，所述导流管可连通管 腔及大气；所述导流管上设置有阀门，阀门的开闭可控制管腔与大气的连通和隔绝。在第一端封闭的情况下，将导流管连接至惰性流体源，打开阀门，通过导流管向管 腔内输入惰性流体，当惰性流体输入的量达到目标值后，关闭阀门，断开导流管与惰性流体 源的连接，即完成注入惰性流体的步骤。当只有第二封闭塞端部轴向设置有导流管时，在第一端封闭的情况下，可通过该 导流管向管腔内注入惰性流体。当注入的惰性流体的达到需求量后，关闭阀门即可。同样的，当第一封闭塞和第二封闭塞端部都设置有导流管时，可同时通过第一封 闭塞和第二封闭塞的两个导流管向管腔内输入惰性流体。注液结束后关闭两个导流管上的 阀门即可。根据本发明，向管腔中注入的惰性流体的量使惰性流体充满管腔即可，优选情况 下，在封闭第二端后使所述待硫化管坯内惰性流体的压强为0. 005MPa-0. IMPa，更优选为 0. 04MPa-0. OSMPa0通过使管腔内惰性流体具有上述范围内的压强能更好的保证待硫化管 坯在硫化过程中橡胶管前体形状的维持。如上所述，为实现管腔内惰性流体达到一定的压强，优选情况下，在所述导流管 上，设置有压力表。当导流管连通至惰性流体源时，惰性流体可通过导流管进入管腔。持续 的向管腔内通惰性流体，当压力表显示管腔内惰性流体的压强达到目标值后，关闭阀门， 即实现了管腔内惰性流体的加压处理。进一步的，所述惰性流体温度为40°C -90°C，更优选为60°C _80°C。当惰性流体的 温度在上述范围内时能在一定程度上将待硫化管坯软化，有利于将待硫化管坯安装进行硫 化。在管坯的管腔中注入惰性流体，并封闭其两端后，即可进行硫化。所述硫化的方法可以采用现有的各种方法进行，如将待硫化管坯置于平板硫 化机中，于 160-200°C、10-15MPa 下硫化 4-lOmin，优选为在 170_180°C、12_14MPa 下硫化 4-6min。通过上述方法进行硫化后，即可得到橡胶管前体，将橡胶管前体取出，将其端部开 口，将惰性流体放出，即实现“脱芯”，随即得到橡胶管。尤其对于异型管，其“脱芯”过程更 简便，效率高。同时，通过该方法进行硫化后，得到的橡胶管外表美观。作为本发明公开的方法中，进行硫化的另一种方法，可以采用将待硫化管坯置于 模具中，然后将模具放置于蒸汽硫化罐中，于140-165°C、0. 2-0. SMPa下硫化20-60min，优 选为在145-155°C、0. 4-0. 55MPa下硫化25_35min。与前一种硫化方式类似，通过该方法进 行硫化后，即可得到橡胶管前体，将橡胶管前体取出，将其端部开口，将惰性流体放出，即实 现“脱芯”，随即得到橡胶管。同时，将待硫化管坯置于模具中进行硫化也能保证产品表面不 出现水痕，产品外表美观。另一方法，在传统方法中在管坯内部穿管芯，然后以管芯为支撑， 对待硫化管坯进行裸硫化。而本硫化方法中，由于未穿插管芯，需将待硫化管坯置于相应的 模具中进行硫化。在上述硫化方法中，模具可采用现有的各种模具，如常规的模压模具，只需将待硫 化管坯外壁包围，并存在与待硫化管坯相应的凹槽使待硫化管坯在硫化过程中的形状保持稳定。硫化后将得到的橡胶管前体端部开口，放出惰性流体，即可得到橡胶管。进行开口 的方法没有特殊的要求，例如可以为将封闭的橡胶管前体的端部切除。当采用本发明公开 的封闭管坯的方法时，只需打开阀门，放出惰性流体，然后松开卡箍，取出第一封闭塞和第 二封闭塞即可。通过上述方法制备得到的橡胶管虽然没有管芯支撑，但是其硫化过程中形变小， 符合标准要求。下面通过实施例对本发明作进一步的说明。在本发明实施例和对比例中采用的胶料配方均为100份三元乙丙橡胶、5. 0份氧 化锌、1. 5份硬脂酸、80份补强剂、40份填充剂、2. 0份防老剂、50份软化剂、0. 5份硫磺、4. 5 份促进剂、2.0份加工助剂。将上述胶料配方的各种组分加入到密炼机(大连冰山橡塑机械有限公司)中，持 续升温混炼5min ；当温度达到120°C时打开密炼机上顶栓，排气3次。然后关闭上顶栓，继 续升温至130°C混炼:3min后排料，得到混炼胶。将混炼胶置于开炼机(大连冰山橡塑机械有限公司)上，升温至80°C，开炼 20min。得到胶料备用。准备模压模具，该模具具有上模、下模及模芯。上模与下模向对应，并可结合安装。 模芯置于上模与下模之间的模腔内，上模、下模及模芯之间的空间即为最后橡胶管的形状。实施例1本实施例用于说明本发明公开的橡胶管的制备方法。将胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度 为8m/min。经裁切后得到长度为500mm，内径为27. 1mm，外径为36. 2mm的管坯。将第一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并用卡箍从管坯第一端外壁将管壁与 第一封闭塞塞入管坯的部分密封固定。将第二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并用卡箍从管坯第二端外壁将管壁 与第二封闭塞塞入管坯的部分密封固定。在第二封闭塞端部轴向上设置有导流管，导流管 上设置有阀门和压力表。打开阀门，从导流管持续注入80°C的热水，直至压力表显示管腔内热水的压强为 0. 08MPa。关闭阀门。得到待硫化管坯S10。将待硫化管坯置于平板硫化机中，于170°C、13MPa下硫化6min。得到橡胶管前体。将橡胶管第二封闭塞上的阀门打开，放出水。然后，取下第一封闭塞和第二封闭 塞。得到橡胶管Si。实施例2本实施例用于说明本发明公开的橡胶管的制备方法。将胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度 为8m/min。经裁切后得到长度为500mm，，内径为27. 1mm，外径为36. 2mm的管坯。将第一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并用卡箍从管坯第一端外壁将管壁与 第一封闭塞塞入管坯的部分密封固定。将第二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并用卡箍从管坯第二端外壁将管壁与第二封闭塞塞入管坯的部分密封固定。在第一封闭塞和第二封闭塞端部轴向上均设置有导 流管，两个导流管上均设置有阀门和压力表。打开第一封闭塞和第二封闭塞端上的阀门，同时从两个导流管持续注入70°C的石 蜡油，直至压力表显示管腔内石蜡油的压强为0. 06MPa。关闭第一封闭塞和第二封闭塞端上 的阀门。得到待硫化管坯S20。将待硫化管坯置于平板硫化机中，于165°C、1 IMPa下硫化5. 5min。得到橡胶管前体。将橡胶管第二封闭塞上的阀门打开，放出石蜡油。然后，取下第一封闭塞和第二封 闭塞。得到橡胶管S2。实施例3本实施例用于说明本发明公开的橡胶管的制备方法。将胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度 为8m/min。经裁切后得到长度为500mm，内径为27. 1mm，外径为36. 2mm的管坯。将第一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并用卡箍从管坯第一端外壁将管壁与 第一封闭塞塞入管坯的部分密封固定。将第二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并用卡箍从管坯第二端外壁将管壁与 第二封闭塞塞入管坯的部分密封固定。在第二封闭塞端部轴向上设置有导流管，导流管上 设置有阀门和压力表。打开阀门，从导流管持续注入60°C的压缩空气，直至压力表显示管腔内压缩空气 的压强为0.02MPa。关闭阀门。得到待硫化管坯S30。将待硫化管坯置于模压模具下模的模腔中，合上上模。再将内部具有待硫化管坯 的模具置于蒸汽硫化罐中，于150°C、0.5MI^下硫化30min。得到橡胶管前体。将橡胶管第二封闭塞上的阀门打开，放出空气。然后，取下第一封闭塞和第二封闭 塞。得到橡胶管S3。实施例4本实施例用于说明本发明公开的橡胶管的制备方法。将胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度 为8m/min。经裁切后得到长度为500mm，内径为27. 1mm，外径为36. 2mm的管坯。将第一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并用卡箍从管坯第一端外壁将管壁与 第一封闭塞塞入管坯的部分密封固定。将第二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并用卡箍从管坯第二端外壁将管壁 与第二封闭塞塞入管坯的部分密封固定。在第二封闭塞端部轴向上设置有导流管，导流管 上设置有阀门和压力表。打开阀门，从导流管持续注入50°C的热水，直至压力表显示管腔内热水的压强为 0. OlMPa0关闭阀门。得到待硫化管坯S40。将待硫化管坯置于模压模具下模的模腔中，合上上模。再将内部具有待硫化管坯 的模具置于蒸汽硫化罐中，于160°C、0.7MI^下硫化^min。得到橡胶管前体。将橡胶管第二封闭塞上的阀门打开，放出水。然后，取下第一封闭塞和第二封闭 塞。得到橡胶管S4。
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实施例5本实施例用于说明本发明公开的橡胶管的制备方法。将胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度 为8m/min。经裁切后得到长度为500mm，内径为27. 1mm，外径为36. 2mm的管坯。将第一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并用卡箍从管坯第一端外壁将管壁与 第一封闭塞塞入管坯的部分密封固定。将第二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并用卡箍从管坯第二端外壁将管壁与 第二封闭塞塞入管坯的部分密封固定。在第二封闭塞端部轴向上设置有导流管，导流管上 设置有阀门。打开阀门，从导流管持续注入水，直至水从导流管溢出。关闭阀门。得到待硫化管 坯 S50。将待硫化管坯置于模压模具下模的模腔中，合上上模。再将内部具有待硫化管坯 的模具置于蒸汽硫化罐中，于140°C、0.7MI^下硫化45min。得到橡胶管前体。将橡胶管第二封闭塞上的阀门打开，放出水。然后，取下第一封闭塞和第二封闭 塞。得到橡胶管S5。对比例1本对比例用于说明现有技术中的橡胶管的制备方法。将胶料置于下模的凹槽内，在胶料置于模芯上并将上模合在下模上，将内部具有 胶料的模压模具置于平板硫化机中，于170°C、13MI^下硫化6min。得到橡胶管Dl。对比例2本对比例用于说明现有技术中的橡胶管的制备方法。将胶料置于湛江设备有限公司生产的复合式挤出机中，在75°C下挤出，挤出速度 为8m/min。经裁切后得到长度为500mm，内径为27. 1mm，外径为36. 2mm的管坯。向管坯中插入管芯，并将外部套有管坯的管芯置于蒸汽硫化罐中，于150°C、 0. 5MPa下硫化30min。得到橡胶管D2。性能测试根据上述制备得到的橡胶管S1-S5、Dl和D2进行如下性能测试1、内外径尺寸直接采用游标卡尺测量进行测量，GBT 9573(2003)橡胶、塑料软管及软管组合件 尺寸测量方法；2、端口壁厚直接采用游标卡尺进行测量，GBT 9573(2003)橡胶、塑料软管及软管组合件尺寸 测量方法；3、表观性能直接通过肉眼观察是否存在水痕；4、爆破性能按照GB/T 18948-2003，冷却系统用纯胶管和橡胶软管进行测试；5、疲劳性能按照GB/T 18948-2003，冷却系统用纯胶管和橡胶软管进行测试。
上述测试的相应结果记入表1。表 权利要求
1.一种橡胶管的制备方法，包括a、将胶料挤出，得到内部具有管腔的中空管坯；b、将管坯第一端封闭，从第二端向管腔中注入惰性流体，直至惰性流体充满管腔，并封 闭第二端，得到待硫化管坯；C、将待硫化管坯进行硫化，得到橡胶管前体；d、将橡胶管前体封闭的端部开口，放出惰性流体，得到橡胶管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述待硫化管坯内惰性流体的压强 为0. 005MPa-0. IMPa，所述惰性流体温度为40°C _90°C。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述惰性流体选自水、甲基硅 油、压缩空气、石蜡油中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述封闭管坯第一端的方法为将第 一封闭塞塞入管坯第一端端部的管腔，并从管坯第一端外壁将管壁与第一封闭塞塞入管坯 的部分密封固定。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述封闭管坯第二端的方法为将第 二封闭塞塞入管坯第二端端部的管腔，并从管坯第二端外壁将管壁与第二封闭塞塞入管坯 的部分密封固定。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于至少所述第二封闭塞端部轴向设置 有导流管，所述导流管可连通管腔及大气；所述导流管上设置有阀门，阀门的开闭可控制管 腔与大气的连通和隔绝。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述导流管连通至惰性流体源，惰性 流体可通过导流管进入管腔；在所述导流管上，设置有压力表，所述压力表可测试导流管内 惰性流体的压强。
8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于所述密封固定的方法为在管坯 的外壁上用卡箍进行固定，所述卡箍固定在第一封闭塞和/或第二封闭塞塞入管坯的部分 所在的管坯的外壁上。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述硫化的方法为将待硫化管坯置 于平板硫化机中，于160-200°C、10-15MPa下硫化4_10min。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述硫化的方法为将待硫化 管坯置于模具中，然后将模具放置于蒸汽硫化罐中，于140-165°C、0. 2-0. OSMI^下硫化 20-60min。
全文摘要
本发明提供了一种橡胶管的制备方法，包括将胶料挤出，得到内部具有管腔的中空管坯；将管坯第一端封闭，从第二端向管腔中注入惰性流体，直至惰性流体充满管腔，并封闭第二端，得到待硫化管坯；将待硫化管坯进行硫化，得到橡胶管前体；将橡胶管前体封闭的端部开口，放出惰性流体，得到橡胶管。通过该方法制备的橡胶管不会产生偏心的问题，而且“脱芯”方便，能极大的提高生产效率。同时，橡胶管表观性能好，不易产生水痕。
文档编号B29D23/00GK102139537SQ20101010614
公开日2011年8月3日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者孙敬, 张继永 申请人:比亚迪股份有限公司