[發明專利]以碳纖維為增強層的硅橡膠擠出膠管及其制造工藝

有效

• 申請號: 201110419892.5
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102514169A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉建輝
• 申請（專利權）人: 福安市東風橡膠制品有限公司
• 主分類號: B29C47/06
• 分類號: B29C47/06;F16L11/08;F16L11/112
• 代理公司: 北京金言誠信知識產權代理有限公司 11229
• 代理人: 王振新

技術領域

本發明涉及一種以碳纖維為增強層的硅橡膠擠出膠管及其制造工藝，其具有新型骨架材料以及制造工藝，并具有耐高溫、耐低溫且耐壓的效果。

背景技術

現有的硅橡膠擠出膠管普遍存在耐壓能力低的問題，因硅橡膠本身拉伸強度，定伸強度較低，導致在很多場合不能達到耐壓要求。另外現有的硅橡膠骨架材料大多數使用聚酯纖維或玻璃纖維，其中聚酯纖維耐熱性能較低，強度低，不耐濃度高的酸堿，而玻璃纖維耐曲撓性較差，密度大，因此使得硅橡膠的應用范圍不能得到充分發揮，而且聚酯纖維和玻璃纖維的耐壓性能低，只能使用在一般場合，針對耐壓要求高的特殊領域，聚酯纖維和玻璃纖維便會失去作用。

例如，現有技術專利文獻ZL200510013565.4中就公開了一種硅橡膠夾布及包繞膠管的制備方法，其中首先用截斷機把硅膠布按產品要求尺寸裁斷，并將其包覆在芯棒上，然后使用棉制水布或者塑料薄膜均勻包覆在包繞好的膠管表面，進行硫化。顯然，該專利文獻中采用常規的棉制水布或者塑料薄膜作為骨架材料包覆膠管，其最終的產品耐壓性能低，只能使用在一般場合。因此，有必要尋找一種耐高溫、耐低溫和/或耐壓性能更好的硅橡膠擠出膠管，例如應用于大功率柴油機、發電機等耐壓、耐溫要求高的領域。

發明內容

考慮到至少一個上述問題而完成了本發明，并且本發明的一個目的在于提供一種以碳纖維為增強層的硅橡膠擠出膠管制造工藝，其采用了新型骨架材料，且產品具有耐高溫、耐低溫且耐壓的效果，它不僅解決了現有硅橡膠骨架材料耐溫性能低的問題，而且解決了硅橡膠本身及骨架材料耐壓能力低的問題。使得硅橡膠的應用范圍得到進一步提高。

具體地，一種以碳纖維為增強層的硅橡膠擠出膠管制造工藝，其特征在于包括以下步驟：在要求尺寸的模芯上擠出一層內膠層；對碳纖維布進行表面處理，提高其表面極性基團的含量；將經過表面處理的碳纖維布作為增強層編織或纏繞在在內膠層上；在碳纖維布上擠出一層外膠層，包覆在碳纖維布表面；成型完畢，將所得膠管硫化，獲得成品，其中所述內膠層和外膠層包括硅橡膠。優選地，根據不同的要求，此復合模式可重復實施，如碳纖維布層→外膠層(硅橡膠層)→碳纖維布層→外膠層(硅橡膠層)→碳纖維布層→外膠層(硅橡膠層)。

根據本發明另一方面，所述極性基團至少包括羰基極性基團。

根據本發明另一方面，對碳纖維布進行表面處理具體包括以下步驟：以NH₄HCO₃作為電解液，對碳纖維布進行連續陽極氧化表面處理。該處理方法粘結牢固，成本低，反應均勻，易于控制且處理效果顯著。

根據本發明另一方面，對碳纖維布進行連續陽極氧化表面處理的時間為0.5-1分鐘。

根據本發明另一方面，還提供一種采用上述制造工藝制造的以碳纖維為增強層的硅橡膠擠出膠管，其特征在于包括：內膠層；編織或纏繞在內膠層上的經過表面處理的碳纖維布；以及碳纖維布上包覆的外膠層。

根據本發明另一方面，所述碳纖維布和外膠層均為多個并且交替設置。

根據本發明另一方面，所述膠管用于大功率柴油機或大功率發電機。

根據本發明另一方面，所述膠管為直管或異型管(包括彎管、波紋管)。

與現有技術相比，本發明所使用的骨架材料(碳纖維布)相比于通用的骨架材料(如聚酯纖維、玻璃纖維)具有更好的性能，碳纖維具有元素碳的各種優良性能，如比重小、耐熱性極好、熱膨脹系數小、導熱系數大、耐腐蝕性和導電性良好等。同時，它又具有纖維般的柔曲性，可進行編織加工和纏繞成型。碳纖維最優良的性能是比強度和比模量超過一般的增強纖維，它和樹脂形成的復合材料的比強度和比模量比鋼和鋁合金還高3倍左右。更重要的是，本發明還解決了碳纖維布作為骨架材料時，其與內膠層、外膠層不易粘合的新技術問題。

與以前相比，現在的發電機、柴油機馬力和功率等都有大幅度提高，使用的溫度、壓力等也比以前相應提高了很多，因此很多傳統的增強層已很難滿足現有的技術要求，且使用傳統增強層材料的膠管很容易在定期維護時間之前便受高溫或高壓影響失效，從而導致局部甚至整機損壞，給企業帶來重大經濟損失或安全隱患。本發明生產的膠管可應用在大功率柴油機、發電機等耐壓、耐溫要求高的領域。

附圖說明：

圖1是根據本發明優選實施例的成型后的硅橡膠擠出膠管示意圖。

標號說明：1模芯，2內膠層，3碳纖維布(增強層)，4外膠層

具體實施方式：