CN1760024A - 锁针大内径硅胶管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锁针大内径硅胶管及其制备方法。胶管包括内胶层、增强层和外胶层,增强层为锁针结构。本发明的锁针大内径硅胶管的制备方法,包括1)管胚制造过程,2)硫化成型过程。本发明摒弃了以前分段工序的传统方法,采用了先进的挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型,挤出的硅胶管外观达到无杂质、无缺陷、平整,光滑的效果。不但提高了生产效率,而且通过我们对胶料配方,结构几方面的研究与开发,使硅胶管的各项性能都能满足使用要求,尤其是芳纶线与内胶和外胶之间的附着强度达到1.2N/mm以上的标准,在高温下的***压力也能够达到0.4MPa以上。
Description
技术领域
本发明涉及胶管技术领域,特别涉及一种锁针大内径硅胶管及其制备方法。
技术背景
在所有橡胶中,硅胶具有最宽广的工作温度范围(-50~250℃),而且具有优异的耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能,由于具有这些优点使得硅胶较其它橡胶相比有了更高的价值。
硅橡胶在汽车工业中的应用增长速度是很快的,其原因是随着汽车马力的加大,排气规定的严格,引擎旋转温度及各部件使用温度的上升,使用温度要求在-50℃~250℃之间,原有胶管性能已不能满足汽车本身性能的要求。而原使用的三元乙丙胶料(EPDM)只能达到在-40℃~160℃之间的使用要求,且使用的结构为纤维加强,使用温度远远不如硅胶管。现在国内存在的硅胶管大多为夹布硅胶管,但它存在着手工加工,工作效率较低的缺点。
发明内容
本发明的目的之一是解决现有胶料在耐高温性能及胶管***压力性能存在的不足,而且同时也为了解决手工制作硅胶管的工作效率低的问题,提出了采用挤出工艺制作锁针大内径硅胶管和制备方法。
本发明的锁针大内径硅胶管由三层组成的,其组成为内胶层1、增强层2和外胶层3,其中增强层为锁针结构,增强层的材料为芳纶线。
锁针大内径硅胶管的具体制备方法如下:
1)管胚制造过程
挤出内胶:
硅胶比较柔软,故其压出效果较好,易于操作,温度过高会产生焦烧现象,故挤出时应尽量保持低温,一般为20~45℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出。挤出内管厚度依胶管总壁厚而定。
增强层:
增强层结构包括针织、编织、缠绕等几种,在此我们选择了针织中的锁针结构,针织胶管用的骨架材料主要有聚酯线和芳纶线,但这两种材料相比,芳纶线的强力最高,且芳纶的伸长小、热收缩变形小、耐热性和耐化学品性极佳,因此选择芳纶线,其次是控制编织机速度,转数过高,会导致编织线在内胶层上过密,使胶管的附着强度降低,编织机转数过低,导致编织线在内胶层上过于疏稀,影响胶管的***压力,因此经过实验确定为牵引机速度为3~5m/min;编织机转数为135~165转。
挤出外胶:
由于硅胶从口型中出来时会膨胀,膨胀率取决于胶料的流动性能及胶料进入口型中所受的压力,所以机针与口型的确定为胶管比其口型尺寸膨胀约2~5%,因此要选择合适的机针、口型,设定挤出温度20~45℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出,挤出胶管厚度根据胶管总壁厚要求确定。
2)硫化成型过程:
硅胶硫化工艺的特点是:硫化不是一次完成,而是分两个阶段进行的,第一阶段胶料在加压下进行加热定型称为一段硫化,第二阶段是在烘箱中高温热空气硫化,以进一步稳定硫化胶各项物理机械性能,称为二段硫化,硅胶管经过一段和二段硫化后成型。一段硫化:硫化温度为120~180℃,硫化时间为5~30min;二段硫化:硫化温度为150~200℃,硫化时间为1~4h。
本发明摒弃了以前分段工序的传统方法,采用了先进的挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型,挤出的硅胶管外观达到无杂质、无缺陷、平整,光滑的效果。不但提高了生产效率,而且通过我们对胶料配方,结构几方面的研究与开发,使硅胶管的各项性能都能满足使用要求,尤其是芳纶线与内胶和外胶之间的附着强度达到1.2N/mm以上的标准,在高温下的***压力也能够达到0.4MPa以上。
附图说明
图1为本发明锁针硅胶管。
图2为本发明硅胶管的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
生产一种如图1所示的内径为50±0.5mm×5±0.5mm×200±3mm的硅橡胶管,步骤如图2所示的如下:
先将经过检验合格的生胶和辅料进行混炼,在挤出机上挤出,设定挤出温度为40±5℃,30±5℃,30±5℃,30±5℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出。
增强层:我们决定选择NORMAX(芳纶2200D),选择了针织中的锁针结构,目的是为了提高硅胶管的***强力,牵引机速度为3.5±0.5m/min;编织机转数为155±10转。
挤出外胶:
选择合适的挤出外胶的机针、口型,设定挤出温度40±5℃,30±5℃,30±5℃,30±5℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出,挤出胶管厚度根据总体胶管要求壁厚进行确定。
2)硫化:
在模具上涂敷脱模剂,以便顺利脱模,将管胚套在模具上,在硫化灌里进行一次硫化,一段硫化:温度为170℃,时间是10min,之后在烘箱中进行二次硫化成型,二段硫化:温度为180℃,时间为1H。
然后经过清洗即可得到产品。
本产品的性能如下:
1、材料性能
序号 | 项目 | 单位 | 技术要求 | 实际值 |
1 | 原始性能 | |||
1.1 | 硬度 | HA | 70±5 | 70 |
1.2 | 断裂强度 | MPa | ≥7 | 10.2 |
1.3 | 扯断伸长率 | % | ≥250 | 334 |
1.4 | 撕裂强度 | KN/m | ≥10 | 21 |
2 | 耐热老化200℃*168h | |||
2.1 | 硬度变化 | HA | 0---+5 | 5 |
2.2 | 断裂强度降低率 | % | ≤15 | 10 |
2.3 | 扯断伸长率降低率 | % | ≤20 | 19 |
3 | 压缩永久变形 | ≤35 | 16.7 |
2、成品性能
序号 | 试验项目 | 技术条件 | 实测值 |
1 | 耐热性150℃*120h | 无裂纹 | 无裂纹 |
2 | 耐寒-40℃*24h | 无裂纹 | 无裂纹 |
3 | 耐臭氧性2ppm*40℃*48h | 无龟裂 | 无龟裂 |
4 | 附着强度(N/CM) | ≥12 | 17.6 |
5 | ***压力200℃(MPa) | ≥0.4 | 0.57 |
实施例2:
生产内径为60±1mm×5±0.5mm×200±3mm的硅橡胶管,方法步骤如实施例1所示,所不同的是:
设定挤出温度为25±5℃,20±5℃,20±5℃,20±5℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出。
牵引机速度为3±0.5m/min;编织机转数为135±10转。
挤出外胶的机针、口型,设定挤出温度25±5℃,20±5℃,20±5℃,20±5℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出,挤出胶管厚度根据总体胶管要求壁厚进行确定。
一段硫化:温度为180℃,时间是5min,之后在烘箱中进行二次硫化成型,二段硫化:温度为200℃,时间为1H,然后经过清洗即可得到产品。
实施例3:
生产内径为30±1mm×5±0.5mm×200±3mm的硅橡胶管,方法步骤如实施例1所示,所不同的是:
设定挤出温度为45±5℃,35±5℃,35±5℃,35±5℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出。
牵引机速度为5±0.5m/min;编织机转数为165±10转。
挤出外胶的机针、口型,设定挤出温度45±5℃,35±5℃,35±5℃,35±5℃,挤出机各段均为此温度,将胶料回炼,挤出,挤出胶管厚度根据总体胶管要求壁厚进行确定。
一段硫化:温度为120℃,时间是30min,之后在烘箱中进行二次硫化成型,二段硫化:温度为150℃,时间为4H,然后经过清洗即可得到产品。
Claims (3)
1.一种锁针大内径硅胶管,包括内胶层(1)、增强层(2)和外胶层(3),其特征是增强层为锁针结构。
2.如权利要求1所述的一种锁针大内径硅胶管,其特征是所述的增强层的材料为芳纶线。
3.一种权利要求1的锁针大内径硅胶管的制备方法,其特征包括如下步骤:
1)管胚制造过程
挤出内胶:控制挤出温度为20~45℃;
增强层:控制牵引机速度为3~5m/min;编织机转数为135~165转;
挤出外胶:控制机针与口型为胶管比其口型尺寸膨胀约2~5%;挤出温度为20~45℃;。
2)硫化成型过程:
采用两段硫化方法,一段硫化:设定硫化温度为120~180℃,硫化时间为5~30min;二段硫化:设定硫化温度为150~200℃,硫化时间为1~4h。
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