CN1786541A - 耐压硅橡胶软管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种适合于食品、生物、制药行业应用的耐压硅橡胶软管，构成包括：内胶层[1]、纤维编织增强层[2]和外胶层[3]，其特征是，内胶层[1]和外胶层 [3]的主体材料都是硅橡胶，内胶层[1]经过预硫化处理，它的内径为Φ8～25mm，壁厚2～4mm。预硫化可以在热空气烘道或水浴硫化槽内进行，编织时的编织张力掌握为2～15N/束。

Description

耐压硅橡胶软管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐压橡胶软管及其制造方法，具体地说，涉及一种适合于食品、生物、制药行业应用的并对输送物无污染、无毒性的耐高温、耐压橡胶软管及其制造方法。

背景技术

在橡胶胶管行业中对于要求耐受一定压力的橡胶软管，一般都采用以织物骨架增强的结构，而目前较为广泛采用的织物增强结构的是纤维编织结构，因为这种结构具有承压性能好、弯曲性能好、材料利用率高等优点(参见李延林等主编，《橡胶工业手册》，第五分册，胶带、胶管与脚步，化学工业出版社，1990版，P.280)。这时，编织工艺对制备的编织增强胶管耐压性能具有重要的影响，特别重要的是要按照设计要求，适当掌握编织张力。在编织结构橡胶软管的成型工艺中纤维编织层的生产工艺一般有如下三种方式(参见李延林等主编，《橡胶工业手册》，第五分册，胶带、胶管与脚步，化学工业出版社，1990版，P.399)，即：

有芯法：制备橡胶软芯→软芯表面挤出内胶→抢胶浆→纤维编织→外胶挤出→硫化；

无芯法：挤出内胶→拖胶浆→纤维编织→外胶挤出→硫化；

硬芯法：挤出内胶→穿硬芯→刷胶浆→纤维编织→外胶挤出→硫化。

上述方法共同的特点是，挤出内胶层后，一般都是在内胶层未硫化的状态下直接编织纤维增强层。这对于在未硫化状态下具有一定强度和刚性的普通橡胶材料来讲，是可行的，因为它能承受编织时的出线张力。然而，对于在食品、生物、制药行业中应用的在高温状态下输送压力液体的橡胶软管来讲，由于要求其对所输送的物料没有污染和毒性，普通的橡胶，不能满足这一要求，必须采用硅橡胶制造，这种橡胶虽然具有卓越的耐高温、耐低温、无气味、无毒等许多优点，但是它的生胶强度极低，因而在采用上述生产方式，制造纤维编织增强耐压软管时，会遇到下述问题：

1.用有芯法制备时，首先是，软芯及其软芯表面的脱模剂容易对内胶层产生污染，并且由于软芯长度的限制，只能生产有限长度的产品。另一方面，在未硫化的内胶层管坯上直接进行纤维编织时，即使较小的编织张力，纤维线也容易嵌入内胶层，若采用较小的编织张力，则很易导致编织层浮松，以至增强效果不佳。

2.由于未经硫化的硅橡胶中空管坯基本上无机械强度，故无法穿入硬芯，更难以将它移入编织机进行纤维编织作业，因此，不能使用通常的硬芯法；此外，由于它没有强度也谈不上用无芯法进行生产。

发明内容

为克服上述传统的胶管生产工艺的局限，确保能够以较高的编织出线张力制取编织增强层紧密、匀称、花纹平直，管体柔软轻便，具有一定耐压强度，符合卫生无毒要求的纤维编织耐压硅橡胶软管，本发明者针对硅橡胶的特性，对胶管的生产工艺作了锐意改进，逐达成本发明。

本发明是这样实现的，即它的构成包括：内胶层、纤维编织增强层和外胶层，其特征是，内胶层和外胶层的主体材料都是硅橡胶，内胶层经过预硫化处理。这是因为经预硫化处理后的硅橡胶内胶层管坯具有一定的机械强度，可适当加大编织出线张力，从而可以制得紧密、匀称、花纹平直的增强骨架层。考虑到硅橡胶硫化胶固有的物理机械性能和编织时出线张力的实际情况以及无芯编织的可能性，内胶层管坯的内径宜为为Φ8～25mm，壁厚宜为2～4mm。另外，鉴于硅橡胶很难与别的橡胶实现粘合，为了保证预硫化的内胶层能与其后包覆在纤维编织层外的外胶层牢固粘合，外胶层必需也使用硅橡胶作为主体材料。

鉴于上述，为简化生产工艺和生产长度不受限制的耐压硅橡胶软管，本发明所述胶管采用无芯法编织成型工艺，该制造方法的特征是，在挤出内胶层后，即对内胶层作预硫化处理，在预硫化处理后的内胶层上编织纤维增强层，最后包覆外胶层。根据硅橡胶材料的硫化特性，设定所述的预硫化处理条件为：温度140～160℃，时间4～8min。

所述的预硫化处理可以采用热空气硫化，即让挤出后内胶层管坯经过一个具有设定温度的热空气烘道，使橡胶分子发生交联，也可以采用直接蒸汽水浴硫化，即挤出后的管坯盘卷在水槽内，然后移入硫化缸内，以蒸汽加热硫化，前者更有利于实现连续化生产，但是，由于在热空气烘道内没有压力，预硫化时容易产生气泡，而且必须采用像2，4-二氯过氧化苯甲酰那样的热空气硫化专用的硫化剂，后者不便于实现连续作业，但在过氧化物硫化剂的使用上可以不受限制。

也就是说，本发明所述的耐压硅橡胶软管的制造工艺流程为：

内胶层挤出(无芯法)→预硫化→编织纤维→挤出外胶→硫化

由于内胶层经过预硫化处理，已具有一定的机械强度，可以承受一定的编织出线张力，经调试，该出线张力宜为2～15N/束，优选6～8N/束，张力过小，编织层浮松，对成品的耐压性不利，张力过大，线束会嵌入内胶层，造成内胶层损伤，也不利于得到花纹平直、匀称的编织层。

由上述，本发明的效果是显而易见的，由于内胶层采用预硫化处理，使内胶层管坯具有一定的机械强度，可增加编织机出线张力，使编织层紧密、匀称、花纹平直，从而保证了编织质量。由于采用无芯法编织成型工艺，既不使用软芯，也不使用硬芯，胶管的生产长度不受限制，生产效率高。由于在生产过程中，不与橡胶软芯接触，无脱模剂等污染源，使整个过程保持清洁无污染状态，得到的产品符合供食品、生物、制药行业中应用的要求。

附图说明

图1为本发明所述耐压硅橡胶软管的构成示意图；图2为预硫化工艺过程示意图。

图中标号为：1-内胶层；2-编织增强层；3-外胶层；4-内胶层管坯挤出机；5-内胶层管坯；6-热空气硫化槽(或水浴硫化槽)；7-编织机；8-编织绽子；9-编织线束；10-编织后的内胶层管坯；11-包覆外胶层用挤出机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明绝不局限于这些实施例。

实施例1

参见图1和图2，以生物制剂生产过程中应用的输送血液用耐压硅橡胶管为例，该种胶管要求工作压力为5kg/mm²，***强度≥15kg/mm²以上，耐温度要求150℃以上，对血液无污染，使用硅橡胶纯胶管达不到所述工作压力要求，而采用夹布胶管的形式长度短，由多根连接起来，操作繁琐，容易泄漏；使用食品级的天然橡胶编织软管，容易老化，并存在污染隐患。

为此，采用本发明所述的耐压硅橡胶软管及其制造方法，内胶层[1]以硅橡胶为主体材料，掺用2，4-二氯过氧化苯甲酰为硫化剂，内径为Φ12mm，壁厚2.5mm。首先不用芯型或芯棒，以内胶层管坯挤出机[4]挤出内胶层管坯[5]后，将它移送入温度设定为160℃的热空气烘道[6]，内胶层通过烘道的时间设定为6min，使之完成预硫化，接着移送到编织机[7]上，进行纤维编织，编织张力控制在6～8N/束之间，得到编织后的内胶层管坯[10]，其上的编织层花纹平直、均匀、紧密，然后对管坯表面进行上胶浆处理，再用包覆外胶层用挤出机[11]在管坯上包覆挤出以硅橡胶为主体材料的外层胶，再进行产品的最终硫化，如此制备的硅橡胶软管***强度达20kg/cm²，产品质量稳定。满足用户要求。

实施例2

一种食品工业用通高压蒸气橡胶软管，要求耐压6kg/mm²，***强度≥17kg/mm²以上，耐温要求140℃以上，原采用用乙丙橡胶编织软管，由于会对成品产生某种不愉快的气味污染而要求改用硅橡胶软管。

内胶层[1]的尺寸为内径10mm，壁厚2mm，内胶层掺用双-2，5[2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷]作为硫化剂，挤出的内胶层管坯[5]，盘卷在水浴硫化槽内，以145℃直接蒸气加热8min，完成预硫化处理，其余均与实施例1相同，得到的产品，***强度达20kg/cm²，产品质量稳定，供用户使用，解决了特殊气味污染的问题。

Claims (7)

1、一种适合于食品、生物、制药行业应用的耐压硅橡胶软管，构成包括：内胶层[1]、纤维编织增强层[2]和外层胶[3]，其特征是，内胶层[1]和外层胶[3]的主体材料都是硅橡胶，内胶层[1]经过预硫化处理，它的内径为Φ8～25mm，壁厚2～4mm。

2、一种按照权利要求1所述耐压硅橡胶软管的制造方法，其特征是，在挤出内胶层[1]后，即对内胶层作预硫化处理，在预硫化处理后的内胶层上编织纤维增强层[2]，最后包覆外胶层[3]。

3、根据权利要求2所述的耐压硅橡胶软管的制造方法，其特征是，所述的预硫化处理条件为：温度140～160℃，时间4～8min。

4、根据权利要求2所述的耐压硅橡胶软管的制造方法，其特征是，所述的预硫化处理在一个热空气烘道内进行。

5、根据权利要求2所述的耐压硅橡胶软管的制造方法，其特征是，所述的预硫化处理是将挤出的内胶层盘卷在水槽内，以硫化罐的直接蒸气加热处理。

6、根据权利要求2所述的耐压硅橡胶软管的制造方法，其特征是，经预硫化处理的内胶层移入编织机编织纤维增强层时，以2～15N/束的编织出线张力进行编织。

7、根据权利要求6所述的耐压硅橡胶软管的制造方法，其特征是，编织出线张力优选6～8N/束。

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