[发明专利]以碳纤维为增强层的硅橡胶包布胶管及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种以碳纤维为增强层的硅橡胶包布胶管及其制造工艺，其具有新型骨架材料以及制造工艺，并具有耐高温、耐低温且耐压的效果。

背景技术

现有的硅橡胶包布胶管普遍存在耐压能力低的问题，因硅橡胶本身拉伸强度，定伸强度较低，导致在很多场合不能达到耐压要求。另外现有的硅橡胶骨架材料大多数使用聚酯纤维或玻璃纤维，其中聚酯纤维耐热性能较低，强度低，不耐浓度高的酸碱，而玻璃纤维耐曲挠性较差，密度大，因此使得硅橡胶的应用范围不能得到充分发挥，而且聚酯纤维和玻璃纤维的耐压性能低，只能使用在一般场合，针对耐压要求高的特殊领域，聚酯纤维和玻璃纤维便会失去作用。

例如，现有技术专利文献ZL200510013565.4中就公开了一种硅橡胶夹布及包绕胶管的制备方法，其中首先用截断机把硅胶布按产品要求尺寸裁断，并将其包覆在芯棒上，然后使用棉制水布或者塑料薄膜均匀包覆在包绕好的胶管表面，进行硫化。显然，该专利文献中采用常规的棉制水布或者塑料薄膜作为骨架材料包覆胶管，其最终的产品耐压性能低，只能使用在一般场合。因此，有必要寻找一种耐高温、耐低温和/或耐压性能更好的硅橡胶包布胶管，例如应用于大功率柴油机、发电机等耐压、耐温要求高的领域。

发明内容

考虑到至少一个上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种以碳纤维为增强层的硅橡胶包布胶管制造工艺，其采用了新型骨架材料，且产品具有耐高温、耐低温且耐压的效果，它不仅解决了现有硅橡胶骨架材料耐温性能低的问题，而且解决了硅橡胶本身及骨架材料耐压能力低的问题。使得硅橡胶的应用范围得到进一步提高。

具体地，一种以碳纤维为增强层的硅橡胶包布胶管制造工艺，其特征在于包括以下步骤：对碳纤维布进行表面处理，提高其表面极性基团的含量；在要求尺寸的模芯上缠绕内胶层；将经过表面处理的碳纤维布作为增强层包覆在内胶层上；在碳纤维布表面包覆缠绕外胶层，成型胶管；将胶管硫化，获得成品，其中所述内胶层和外胶层包括硅橡胶。优选地，根据不同的要求，此复合模式可重复实施，如碳纤维布层→外胶层(硅橡胶层)→碳纤维布层→外胶层(硅橡胶层)→碳纤维布层→外胶层(硅橡胶层)。

根据本发明另一方面，所述极性基团至少包括羰基极性基团。

根据本发明另一方面，对碳纤维布进行表面处理具体包括以下步骤：首先以NH₄HCO₃作为电解液，对碳纤维布进行连续阳极氧化表面处理；然后对碳纤维布进行清洗、干燥；用硅烷偶联剂的丁酮溶液浸渍碳纤维布。该处理方法粘结牢固，成本低，反应均匀，易于控制且处理效果显著。

根据本发明另一方面，对碳纤维布进行连续阳极氧化表面处理的时间为2-3分钟。

根据本发明另一方面，用硅烷偶联剂的丁酮溶液浸渍碳纤维布20-35分钟。

根据本发明另一方面，还提供一种采用上述制造工艺制造的以碳纤维为增强层的硅橡胶包布胶管，其特征在于包括：内胶层；包覆在内胶层上的经过表面处理的碳纤维布；以及碳纤维布上包覆缠绕的外胶层。

根据本发明另一方面，所述碳纤维布和外胶层均为多个并且交替设置。

根据本发明另一方面，所述胶管用于大功率柴油机或大功率发电机。

根据本发明另一方面，所述胶管为直管或异型管(包括弯管、波纹管)。

与现有技术相比，本发明所使用的骨架材料(碳纤维布)相比于通用的骨架材料(如聚酯纤维、玻璃纤维)具有更好的性能，碳纤维具有元素碳的各种优良性能，如比重小、耐热性极好、热膨胀系数小、导热系数大、耐腐蚀性和导电性良好等。同时，它又具有纤维般的柔曲性，可进行编织加工和缠绕成型。碳纤维最优良的性能是比强度和比模量超过一般的增强纤维，它和树脂形成的复合材料的比强度和比模量比钢和铝合金还高3倍左右。更重要的是，本发明还解决了碳纤维布作为骨架材料时，其与内胶层、外胶层不易粘合的新技术问题。

与以前相比，现在的发电机、柴油机马力和功率等都有大幅度提高，使用的温度、压力等也比以前相应提高了很多，因此很多传统的增强层已很难满足现有的技术要求，且使用传统增强层材料的胶管很容易在定期维护时间之前便受高温或高压影响失效，从而导致局部甚至整机损坏，给企业带来重大经济损失或安全隐患。本发明生产的橡胶管可应用在大功率柴油机、发电机等耐压、耐温要求高的领域。

附图说明：

图1是根据本发明优选实施例的成型后的硅橡胶包布胶管示意图。

标号说明：1模芯，2内胶层，3碳纤维布(增强层)，4外胶层

具体实施方式：