本发明属于复合管,具体涉及一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管。
背景技术:
1、聚四氟乙烯(poly tetra fluoroethylene,简称ptfe)被称为“塑料之王”,其聚合单元内所含有的四氟卤素取代基,具有无色、无毒、耐温范围宽、化学惰性及摩擦系数小等优异性能,使其成为机械、化工、建筑、国防等行业的重要材料。
2、目前,在人们的生活中,人们通常会利用管材对液体进行输送,而聚四氟乙烯则是这些管材的主要原材料,聚四氟乙烯管由于其耐化学性、非黏着性、低摩擦性等优良的特性,因此在生活中的使用较为广泛。聚四氟乙烯管是经过一系列压制烧结工艺制备而成的,其制备工艺易于控制,能批量生产满足基本使用标准的管材;该工艺制得的管材虽然具有良好的耐腐蚀性,但其在抗拉强度、抗压强度、耐温方面还有些欠缺,在受外力作用或高温等因素影响时,极易发生变形,从而导致管材性能降低,有时甚至无法正常使用。
3、因此,开发一种具有耐高温、耐压、可适应更多领域及环境下的聚四氟乙烯复合管,已成为本领域技术人员亟需解决的问题之一。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本发明公开了一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,解决了目前聚四氟乙烯管在抗拉强度、抗压强度及耐温方面欠缺的问题,本发明制备的聚四氟乙烯复合管柔韧性好、抗拉强度高、耐高温及耐压性能好,使用寿命长。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,所述聚四氟乙烯复合管是由聚四氟乙烯内管及套设在聚四氟乙烯内管外的外套管组成;
4、所述聚四氟乙烯内管由以下重量份的原料制成:聚四氟乙烯80~100份、增塑剂2~4份、加强纤维8~15份;
5、所述外套管从内往外包括:缠绕钢丝层、碳纤维编制层、隔热层、金属网、尼龙编织层、橡胶层;
6、所述聚四氟乙烯内管外壁上设有螺旋结构,所述缠绕钢丝层为螺旋钢丝,且螺旋钢丝的螺距与聚四氟乙烯内管外壁上设有的螺旋结构相适配。
7、优选的,所述聚四氟乙烯内管的制备方法如下:将聚四氟乙烯、增塑剂和加强纤维按照重量份配比混合均匀,再将混合粉料加至模具中,经施压、保压,制得毛坯,再将毛坯置于挤压机内管工装的模腔内挤出,经烧结成型,冷却至室温,制得聚四氟乙烯内管。
8、优选的,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和环氧脂肪酸甲酯,所述邻苯二甲酸二丁酯与环氧脂肪酸甲酯的质量比(1:1)~(5:3)。
9、优选的,所述加强纤维为碳纤维和玻璃纤维,所述碳纤维和玻璃纤维的质量比为(5:3)~(3:2)。
10、优选的,所述施压压力为50~150mpa、保压时间为15~20min、烧结温度为370~380℃。
11、优选的,所述缠绕钢丝层、碳纤维编制层、隔热层、金属网、尼龙编织层和橡胶层为一体成型结构。
12、优选的,所述外套管的制备方法如下:
13、s1.采用等离子体分别对碳纤维编制层内外壁、隔热层的内外壁、尼龙编织层内外壁及橡胶层内壁进行喷射处理,再在碳纤维编制层内外壁、隔热层的内外壁、尼龙编织层内外壁及橡胶层内壁上涂覆上粘结剂;
14、s2.将步骤s1中涂覆有粘结剂的碳纤维编制层内壁包裹套在缠绕钢丝层外壁上,再将步骤s1中涂覆有粘结剂的隔热层内壁包裹套在碳纤维编制层外壁上;
15、s3.将金属网包裹套在经步骤s2处理后的隔热层外壁上,再将步骤s1中涂覆有粘结剂的尼龙编织层内壁包裹套在金属网外壁上;
16、s4.将步骤s1中涂覆有粘结剂的橡胶层内壁包裹套在经步骤s3处理后的尼龙编织层外壁上,即:制得外套管。
17、优选的,所述粘结剂为丙烯酸酯胶粘剂。
18、优选的,所述隔热层材质为聚酰亚胺,所述尼龙编织层材质为pa66(尼龙66),所述橡胶层材质为246型氟橡胶或26-41型氟橡胶。
19、本发明也提供了一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯管的制备方法,将所述外套管内壁的上螺旋结构与聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋结构进行螺旋连接,即制得耐高温、耐压的聚四氟乙烯管。
20、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
21、(1)本发明制备聚四氟乙烯内管的原料中含有碳纤维和玻璃纤维,通过两者彼此的交联填充以此加强聚四氟乙烯管的力学性能,从而使得制备的聚四氟乙烯内管具有优异的抗压强度和硬度,继而保障了聚四氟乙烯复合管的抗拉强度和柔韧性。
22、(2)本发明公开的聚四氟乙烯复合管是由聚四氟乙烯内管和外套管组成的,外套管通过其内壁的上螺旋结构与聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋结构进行螺旋连接,进而将外套管紧紧套设在聚四氟乙烯内管上,从而避免了聚四氟乙烯内管工作时易被外物划伤,而造成聚四氟乙烯内管内液体泄漏的现象,提高了管体的使用寿命;同时,该外套管为一体成型结构,避免了使用过程中各层之间相互滑动或弹出情况的发生,有效降低了管体发生渗漏的机率。
23、(3)本发明公开的外套管中设有缠绕钢丝层、碳纤维编制层、隔热层、金属网、尼龙编织层和橡胶层;缠绕钢丝层和碳纤维编制层的设计提高了聚四氟乙烯复合管体的抗拉强度、抗压强度及硬度,隔热层的设计增加了聚四氟乙烯复合管体的隔热效果,使得聚四氟乙烯复合管具有较好的耐高温性,通过将各层配合起来,并通过金属网和尼龙编织层紧紧包裹,提高了聚四氟乙烯复合管的抗撕裂性,使其不易变形;并且,尼龙编织层和金属网能够加强管体外部的耐磨性和管体的机械强度。
1.一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述聚四氟乙烯复合管是由聚四氟乙烯内管及套设在聚四氟乙烯内管外的外套管组成;
2.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述聚四氟乙烯内管的制备方法如下:将聚四氟乙烯、增塑剂和加强纤维按照重量份配比混合均匀,再将混合粉料加至模具中,经施压、保压,制得毛坯,再将毛坯置于挤压机内管工装的模腔内挤出,经烧结成型,冷却至室温,制得聚四氟乙烯内管。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和环氧脂肪酸甲酯,所述邻苯二甲酸二丁酯与环氧脂肪酸甲酯的质量比(1:1)~(5:3)。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述加强纤维为碳纤维和玻璃纤维,所述碳纤维和玻璃纤维的质量比为(5:3)~(3:2)。
5.根据权利要求2所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述施压压力为50~150mpa、保压时间为15~20min、烧结温度为370~380℃。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述缠绕钢丝层、碳纤维编制层、隔热层、金属网、尼龙编织层和橡胶层为一体成型结构。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述外套管的制备方法如下:
8.根据权利要求7所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述粘结剂为丙烯酸酯胶粘剂。
9.根据权利要求7所述的一种耐高温、耐压的聚四氟乙烯复合管,其特征在于,所述隔热层材质为聚酰亚胺;所述尼龙编织层材质为pa66;所述橡胶层材质为246型氟橡胶或26-41型氟橡胶。
10.权利要求1至9任一项所述的耐高温、耐压的聚四氟乙烯管的制备方法,其特征在于,将所述外套管内壁的上螺旋结构与聚四氟乙烯内管外壁上的螺旋结构进行螺旋连接,即制得耐高温、耐压的聚四氟乙烯管。