[發(fā)明專利]一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810607082.4
• 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
• 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

本發(fā)明公開了一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，包括橡膠層、內(nèi)膠層、加強層、外膠層以及包覆層，所述內(nèi)膠層設(shè)于橡膠層內(nèi)壁上，所述外膠層設(shè)于橡膠層的外壁上，所述加強層設(shè)于橡膠層與外膠層之間，所述包覆層設(shè)于外膠層的外壁上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理，不僅擁有質(zhì)輕、強度高、耐高溫的性能，還具有優(yōu)異的耐酸堿、耐磨，能夠廣泛適用于耐高溫強度要求高的特殊領(lǐng)域，具有良好的市場前景和經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種橡膠管加工設(shè)備，尤其是一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的橡膠管行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了不可或缺的配套作用。尤其隨著我國機械水平的不斷提高以及新材料的廣泛應(yīng)用，橡膠管行業(yè)不斷與相關(guān)領(lǐng)域相互滲透，開拓了橡膠管的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。橡膠管產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、水泥、港口、礦山、石油、汽車、紡織、輕工工程機械、建筑、海洋、農(nóng)業(yè)、航空、航天等領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠管普遍存在耐高溫能力低、強度低等問題，由于橡膠本身的拉伸強度差、定伸強度較低以及耐高溫性能一般，使其在很多場合不能達(dá)到高強度耐高溫的要求。另外現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠支撐材料大多數(shù)使用聚酯纖維或玻璃纖維，但是其中聚酯纖維的耐熱性能較低，耐壓性能低，不耐濃度高的酸堿，玻璃纖維耐曲撓性較差，密度大，因此使得橡膠管的應(yīng)用范圍不能得到充分發(fā)揮，此外，聚酯纖維和玻璃纖維的強度性能低，只能使用在一般場合，針對強度要求高的特殊領(lǐng)域，聚酯纖維和玻璃纖維便會失去作用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中橡膠管在使用過程中強度低、耐高溫性能差、耐壓性能差以及耐磨耐腐蝕性能差等缺陷，本發(fā)明提供一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，包括橡膠層、內(nèi)膠層、加強層、外膠層以及包覆層，所述內(nèi)膠層設(shè)于橡膠層的內(nèi)壁上；所述外膠層設(shè)于橡膠層的外壁上；所述加強層設(shè)于橡膠層與外膠層之間；所述加強層包括增強層和功能層，所述功能層設(shè)于增強層的外部，所述增強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；所述包覆層設(shè)于外膠層的外壁上。

上述的一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，所述內(nèi)膠層和外膠層均由聚四氟乙烯制備而成。

上述的一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，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，利用超聲波粉碎機對分散液進行超聲分散處理；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，機械攪拌10～20min，利用超聲波粉碎機處理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。

上述的一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，所述包覆層由聚酰胺與聚丙烯組成。

上述的一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，所述保護氣體為氮氣、氬氣、氮氬混合氣中的一種。

上述的一種高強度耐高溫的碳纖維橡膠管，所述高強度耐高溫的碳纖維橡膠管由以下方法制備而成：

步驟一，包覆層的制備：將包覆層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；