[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管

在審

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• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108548020A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何志才;武承林;閆瑞強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 臺州學(xué)院
• 主分類號: F16L11/08
• 分類號: F16L11/08;F16L58/00;C04B30/02;B29D23/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

1.一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管，包括橡膠層(1)、內(nèi)膠層(2)、加強(qiáng)層(3)、外膠層(4)以及包覆層(5)，其特征在于：所述內(nèi)膠層(2)設(shè)于橡膠層(1)的內(nèi)壁上；所述外膠層(4)設(shè)于橡膠層(1)的外壁上；所述加強(qiáng)層(3)設(shè)于橡膠層(1)與外膠層(4)之間；所述加強(qiáng)層(3)包括增強(qiáng)層和功能層，所述功能層設(shè)于增強(qiáng)層的外部，所述增強(qiáng)層包括碳纖維層和石墨烯層，所述功能層包括碳納米纖維與石墨烯復(fù)合氣凝膠層和聚乙烯纖維層；所述包覆層(5)設(shè)于外膠層的外壁上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管，其特征在于，所述內(nèi)膠層(2)和外膠層(4)均由聚四氟乙烯制備而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管，其特征在于，所述功能層中碳纖維與石墨烯復(fù)合氣凝膠的制備方法為：將纖維素納米纖維分散在水溶液中配制成1wt％的分散液，利用超聲波粉碎機(jī)對分散液進(jìn)行超聲分散處理；然后向分散液中加入摩爾濃度為1～2mmol/L的氧化石墨烯溶液，機(jī)械攪拌10～20min，利用超聲波粉碎機(jī)處理30～60min，得到均勻分散的纖維素納米纖維與氧化石墨烯的分散液；再向得到的纖維素納米纖維與氧化石墨烯的分散液中加入N₂H₄·H₂O，攪拌分散均勻后，利用NH₃·H₂O調(diào)節(jié)體系的pH＝10，攪拌5～10min，將反應(yīng)體系密封，加熱到85～90℃，反應(yīng)60～120min，用蒸餾水沖洗至中性，冷凍干燥即得纖維素納米纖維與石墨烯復(fù)合氣凝膠；最后將得到的纖維素納米纖維與石墨烯復(fù)合氣凝膠材料置于管式爐中，通入保護(hù)氣體，以5～10℃/min的升溫速度升溫至700～1000℃并保溫1～2h，以5～10℃/min的降溫速度降至室溫，即得碳纖維與石墨烯復(fù)合氣凝膠。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管，其特征在于，所述包覆層(5)由聚酰胺與聚丙烯組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管，其特征在于，所述保護(hù)氣體為氮氣、氬氣、氮氬混合氣中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管，其特征在于，所述高強(qiáng)度耐高溫的碳纖維橡膠管由以下方法制備而成：

步驟一，包覆層(5)的制備：將包覆層(5)的組成物料聚酰胺與聚丙烯倒入制管型模中，通過加熱融化，冷卻后即得管狀包覆層；

步驟二，橡膠管組合：首先將橡膠層(1)、內(nèi)膠層(2)、加強(qiáng)層(3)以及外膠層(4)的橡膠管半成品套在加熱柱上，然后將步驟一制得的管狀包覆層套在橡膠管半成品上，最后將加熱柱加熱到220～260℃；

步驟三，硫化：步驟二得到的產(chǎn)品置于蒸汽硫化罐內(nèi)進(jìn)行硫化處理，處理溫度為140～180℃，處理壓力為400～800KPa。