橡胶胶管及其制备方法与流程

1.本发明涉及胶管制备技术领域，尤其是涉及一种橡胶胶管及其制备方法。


背景技术：

2.目前多种材质及工艺生产的管路都是三层或三层以上结构，主要原因是为了保证产品承压性能，需要增加一层增强层，因为增强层材质本身与胶料没有任何相容性，造成内外胶因为增强层的存在，粘接性能不好，现有的解决方案是在内胶生产完成，且完成增强层的编织工艺后，喷淋化学助剂，使内胶表面溶解分化，内胶胶料溶化后，部分胶料渗透过增强层缝隙与外胶接触并粘连，保证产品三层结构之间粘接牢固，不会分开或脱层。
3.具体的，现有胶管生产线主要分为7个步骤，内胶挤出、内胶冷却、编织层、喷淋化学助剂、外胶挤出、外交冷却、定长切割。其中喷淋化学助剂这一工序是为了提高附着力确保内外胶能够有效的进行粘接。现有的生产工艺及生产线可以分为连续型和分段型，如平针工艺的冷却水管、平针工艺的涡轮增压管、锁针的工艺的涡轮增压管等胶管产品都属于连续性生产，生产会一次性包含所有生产步骤，生产过程连续不间断；其它如编织工艺冷却水管或编织工艺燃油管等都是分段型生产，即内胶挤出 内胶冷却是第一步，编织层是第二部，喷淋化学助剂、挤出外胶层、冷却、定长裁断是第三部；但是无论哪种工艺或生产线，内胶挤出后都会对内管进行冷却，在进行编织层的包覆工序，这样做是为了防止内胶层温度过高导致内胶管太软，被编织层的线勒出痕迹，冷却后的内管硬度上升，则不会出现这个问题。
4.传统工艺的化学助剂，在喷淋后会软化腐蚀内管橡胶，使橡胶融化并在线层中间空隙处聚集，包覆外胶时，会与外胶相融并粘接，以此达到很好的内外胶粘接性能。如果将喷淋化学助剂环节直接去掉，内管挤出后经过冷却、编织两个工序，直接包覆外胶，因为内胶层偏硬偏冷，相融性很差，内外胶之间不会有很好的粘接性。但是，上述化学助剂的连接方式存在下列缺点：1、现有喷淋助剂都是化工合成的化学品，使用过程中会挥发出微量有毒有害气体，并且存储及运输过程都存在风险，属于危险原料。2、化学助剂使用过后的残渣废液，属于有毒有害物质，需要经过特殊处理后才能进行排放，此过程极其耗费水电等资源，且一旦出现泄漏将对环境造成极大的污染。
5.有鉴于此，研究开发出一种新型橡胶管路生产工艺，以缓解现有橡胶胶管生产过程中利用化学助剂生产所导致的环境污染大的问题，变得十分必要和迫切。
6.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明的第一目的在于提供一种橡胶胶管，所述橡胶胶管的内管表面油性较大，内管加热后再通过外胶挤出机时，可以很好的保证产品的内外胶粘接性。
8.本发明的第二目的在于提供一种橡胶胶管的制备方法，所述制备方法具有工艺设置简单、易于操作，同时对环境友好的优势。
9.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
10.本发明提供的一种橡胶胶管，所述橡胶胶管由内至外依次包括内胶层、纤维增强层和外胶层；
11.所述内胶层胶料中的增塑剂为石蜡油，所述石蜡油中ca的分子量6～8％。
12.进一步的，所述内胶层的胶种包括三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、nbr/pvc橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯
‑
丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、丁基胶、氯化丁基胶、氢化丁腈橡胶中的一种；
13.优选地，所述外胶层的胶种包括三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、nbr/pvc橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯
‑
丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、丁基胶、氯化丁基胶、氢化丁腈橡胶中的一种；
14.优选地，所述内胶层和外胶层的胶种相同。
15.进一步的，所述内胶层中增塑剂的含量为8～15％。
16.进一步的，所述纤维增强层主要由尼龙线、芳纶线或聚酯线编织得到；
17.优选地，所述纤维增强层的编织方法包括平针、锁针、缠绕中的至少一种。
18.本发明提供的一种上述橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
19.在模芯上挤出内胶层，待冷却后将纤维增强层编织于内胶层上，然后进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管。
20.进一步的，所述热处理的热源包括红外线加热、热电偶加热或热空气加热。
21.进一步的，所述热处理后内胶层的表面温度为90～100℃。
22.进一步的，所述热源的温度为500～600℃。
23.进一步的，所述纤维增强层和外胶层为多个且交替设置。
24.进一步的，所述橡胶胶管为弯管或异型管。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
26.本发明提供的橡胶胶管，所述橡胶胶管由内至外依次包括内胶层、纤维增强层和外胶层；其中，所述内胶层胶料中的增塑剂为石蜡油，所述石蜡油中ca的分子量6～8％，即小分子较为活跃的增塑剂；加入上述增塑剂的内胶层经过高温烘烤会向内胶胶管表面运动，使内管表面油性较大；所以，内管加热后再通过外胶挤出机时，内管的状态就是高温偏软且表面具备一定油性，可以很好的保证产品的内外胶粘接性。
27.本发明提供的橡胶胶管的制备方法，所述制备方法首先在模芯上挤出内胶层，待冷却后将纤维增强层编织于内胶层上，然后进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管。相对于现有喷施化学助剂使内管的形态发生改变，以此达到粘接效果的方法，本技术使用热处理的工艺是通过改变产品自身状态，如温度、硬度、表面油性等，以此保证内管的状态与外胶有良好的相容性，具有工艺设置简单、易于操作，同时对环境友好的优势。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例1提供的红外线加热热源制备橡胶胶管的工艺流程示意图；
30.图2为本发明实施例2提供的热电偶加热热源制备橡胶胶管的工艺流程示意图；
31.图3为本发明实施例3提供的热空气加热热源制备橡胶胶管的工艺流程示意图；
32.图4为本发明对比例1提供的现有技术应用化学助剂喷淋法制备橡胶胶管的工艺流程示意图。
具体实施方式
33.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.根据本发明的一个方面，一种橡胶胶管，所述橡胶胶管由内至外依次包括内胶层、纤维增强层和外胶层；
35.所述内胶层胶料中的增塑剂为石蜡油，所述石蜡油中ca的分子量6～8％。
36.本发明提供的橡胶胶管，所述橡胶胶管由内至外依次包括内胶层、纤维增强层和外胶层；其中，所述内胶层胶料中的增塑剂为石蜡油，所述石蜡油中ca的分子量6～8％，即小分子较为活跃的增塑剂；加入上述增塑剂的内胶层经过高温烘烤，在短时高温的状况下，增塑剂可以快速运动至内胶表面，使内管表面油性较大；所以，内管加热后再通过外胶挤出机时，内管的状态就是高温偏软且表面具备一定油性，可以很好的保证产品的内外胶粘接性。
37.在本发明的一种优选实施方式中，所述内胶层的胶种包括三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、nbr/pvc橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯
‑
丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、丁基胶、氯化丁基胶、氢化丁腈橡胶中的一种；
38.优选地，所述外胶层的胶种包括三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、nbr/pvc橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯
‑
丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁胶、丁基胶、氯化丁基胶、氢化丁腈橡胶中的一种；
39.作为一种优选的实施方式，上述内胶层和外胶层的胶种相同，同胶种配方可以使用此工艺且效果非常好，部分不同胶种之间的结合也可以使用此工艺，效果非常好。
40.在本发明的一种优选实施方式中，所述内胶层中增塑剂的含量为8～15％。
41.作为一种优选的实施方式，在选择内层胶的增塑剂时，选用小分子石蜡油可以确保油品向外运动时能够均匀稳定，同时，本技术内胶中增塑剂含量大致是8％～～15％，在增塑剂的用量上同样需要控制，如增塑剂过多或缺少相对应的无机填料进行吸收融合的话，向外运动的石蜡油过多，会导致内层胶表面形成较厚的油层，在包裹外胶后，需要很长的时间去进行挥发或者再次融入到胶料中，会导致内外层的融合及粘黏性下降，而且增塑
剂的用量过大会导致内胶的挺性下降，也会降低粘黏性；另外，如果增塑剂用量过少，通过高温后，油品分泌过少，则无法形成有效的粘接。
42.在本发明的一种优选实施方式中，所述纤维增强层主要由尼龙线、芳纶线或聚酯线编织得到；
43.优选地，所述纤维增强层的编织方法包括平针、锁针、缠绕中的至少一种。
44.根据本发明的一个方面，一种上述橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
45.在模芯上挤出内胶层，待冷却后将纤维增强层编织于内胶层上，然后进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管。
46.本发明提供的橡胶胶管的制备方法，所述制备方法首先在模芯上挤出内胶层，待冷却后将纤维增强层编织于内胶层上，然后进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管。相对于现有喷施化学助剂使内管的形态发生改变，以此达到粘接效果的方法，本技术使用热处理的工艺是通过改变产品自身状态，如温度、硬度、表面油性等，以此保证内管的状态与外胶有良好的相容性，具有工艺设置简单、易于操作，同时对环境友好的优势。
47.优选地，所述橡胶胶管的制备方法可以将生产线分为两次甚至三次；内管生产完成后，将内管缠绕到一个大芯轴上，后续在对单独内管进行编织，再上棍，再把编织好的产品单独拿去包覆外胶，此工艺的生产过程中，编织后上辊的产品可以在单独高温室内存放，在高温室的存放使内管达到一定温度后，直接在高温室内完成外胶的挤出包覆工作，也可以对粘接性有一定的提升。
48.在本发明的一种优选实施方式中，所述热处理的热源包括红外线加热、热电偶加热或热空气加热。
49.其中，红外加热，设备内部采用pvc材质制作圆形烘道，确保热量有效传输且热量分布均匀。
50.热电偶加热，设备内部采用陶瓷材质制作制作圆形烘道，确保热量有效传输且热量分布均匀。
51.热空气加热，设备内部采用多空道密集均匀出风，管体直接接触热空气，设备内部狭长且保温。
52.优选地，红外加热生产设备包括，在内部圆周向安装红外线加热管，通过红外加热使通过设备内部的产品表面温度升高，内部制作pvc材质圆形烘道，确保胶管受热均匀且不影响热量传输，待产品表面软化后，由于内胶中使用了小分子较为活跃的增塑剂，经过高温烘烤会向内胶胶管表面运动，使内管表面油性较大，在通过外胶挤出机时，内管的状态就是高温偏软且表面具备一定油性，可以很好的保证产品的内外胶粘接性。
53.优选地，热电偶加热生产设备包括，在内部均匀安装热电偶加热丝，制作圆形陶瓷材质加热烘道，将热电偶加热丝均匀分布安装陶瓷烘道上，确保热量有效且均匀的传输；
54.优选地，热空气加热生产设备包括，内部均匀安装热风出口，热风口不直吹产品表面，侧面吹风，制造高温环境，设备内部烘道长度2米，且设备两端及烘道本身做保温密封处理。
55.在本发明的一种优选实施方式中，所述热处理后内胶层的表面温度为90～100℃。
56.在本发明的一种优选实施方式中，所述热源的温度为500～600℃。
57.作为一种优选的实施方式，上述热处理过程中，热源温度控制在600℃的状况下，产品在此环境性下经过，可以使表面温度迅速提升至90～100℃，与包覆在内管的外层胶料软化温度处于同一水平，内外胶的温度相当，可以使相容性进一步得到提升；热电偶加热法由于陶瓷具备优良的导热性，故此设定在500℃就可以保证产品表面温度达到90～100℃，确保粘接合格；热空气加热法，没有中间隔热层，可以直接对产品产生作用，故此设备热空气热源控制在200℃即可满足要求，确保粘接力合格。
58.优选地，加热设备的热源温度控制在600℃，可以使在圆周直径15cm的烘道中，确保产品表面温度达到90～100℃。
59.在本发明的一种优选实施方式中，所述纤维增强层和外胶层为多个且交替设置。
60.在本发明的一种优选实施方式中，所述橡胶胶管为弯管或异型管。
61.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
62.实施例1：
63.一种橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
64.(1)、在模芯上挤出内胶层，待冷却后得到内胶层；随后将内管缠绕到一个大芯轴上，后续在对单独内管进行编织，再上棍，得到包覆有纤维增强层的内胶管；
65.所述内胶层胶种为epdm，增塑剂为分子量6％～8％的石油蜡，增塑剂含量为15份；
66.所述编织纤维增强层的纤维为芳纶线，尺寸1100date；
67.具体的编织产品挤出过程如下：首先完成内管带芯挤出，速度大约在10m/min，冷却上辊待用，然后对内管进行增强层的编织包覆，速度6m/min，上辊待用，最后在将包覆好曾强层内管预处理加热后，进行外胶包覆，速度大约15m/min。
68.(2)、将包覆有纤维增强层的内胶管进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管；
69.所述外胶层的胶种为epdm，增塑剂为分子量6％～8％的石油蜡，增塑剂含量为10份；
70.如图1所示，本实施例热处理的热源为红外线加热热源，其中，红外温度控制在600℃的状况下，产品在此环境性下经过，可以使包覆有纤维增强层的内胶管表面温度迅速提升至90～100℃，与包覆在内管的外层胶料软化温度处于同一水平，内外胶的温度相当，可以使相容性进一步得到提升。
71.实施例2
72.一种橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
73.(1)、同实施例1；
74.(2)、将包覆有纤维增强层的内胶管进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管；
75.所述外胶层的胶种同实施例1；
76.如图2所示，本实施例热处理的热源为热电偶加热热源，其中，热电偶加热法由于陶瓷具备优良的导热性，故此设定在500℃就可以保证产品表面温度达到90～100℃，确保粘接合格。
77.实施例3
78.一种橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
79.(1)、同实施例1；
80.(2)、将包覆有纤维增强层的内胶管进行热处理，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管；
81.所述外胶层的胶种同实施例1；
82.如图3所示，本实施例热处理的热源为热空气加热热源，其中，热空气加热法，没有中间隔热层，可以直接对产品产生作用，故此设备热空气热源控制在200℃即可满足要求，确保粘接力合格。
83.对比例1
84.图4为本对比例应用化学助剂喷淋法制备橡胶胶管的工艺示意图；
85.一种橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
86.(1)、同实施例1；
87.(2)、在包覆有纤维增强层的内胶管上喷淋化学助剂，随后在纤维增强层上挤出一层外胶层，得到橡胶胶管；
88.所述外胶层的胶种为epdm；
89.所述化学助剂喷淋法的具体工艺步骤为：内胶挤出、冷却、编织层、直接喷涂化学助剂、包覆外胶。
90.对比例2
91.一种橡胶胶管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
92.(1)、同实施例1；
93.(2)、在将包覆有纤维增强层的内胶管上直接挤出一层外胶层，得到橡胶胶管。
94.对比例3
95.一种橡胶胶管的制备方法，本对比例除步骤(1)中内胶层的增塑剂为白油外，其余同实施例1。
96.对比例4
97.一种橡胶胶管的制备方法，本对比例除步骤(1)内胶层中增塑剂为石油蜡，所述石蜡油中ca的分子量为18～25％外，其余同实施例1。
98.实验例1
99.为表明本技术制备得到的橡胶胶管具有很好的抗老化、耐冷却以及耐受性能，现特将本技术实施例1～3以及对比例1、2制备得到的橡胶胶管进行性能检测，具体结果如下表所示：
[0100][0101]
由上表可知，本技术制备得到的橡胶胶管具有很好的抗老化、耐冷却以及耐受性能，采用本技术热处理法制备得到的橡胶胶管与对比例1采用化学喷淋法制得的橡胶胶管性能相同，且制备过程中不会产生有害气体和有毒废液，对环境友好；而对比例2直接包覆外胶层的技术方案，由于内胶层偏硬偏冷，相融性很差，内外胶之间没有很好的粘接性。而对比例3的白油，由于油品本身的运动粘度低，分子链短且不聚合等特点，在经过高温后，虽然很快出现在内管上，但是并没有粘接的效果，只是随时间温度而逐步挥发，不对粘接性能有任何帮助；对比例4更换分子量更大的石蜡油，由于石蜡油的分子量过大，在短时加热过程中运动效果不明显，内管表面基本没有变化，内外胶的粘接效果没有明显改善。
[0102]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。