[发明专利]一种竹碳纤维增强PVC软管的制备方法

说明书

本发明属于卫浴软管的技术领域，涉及一种竹碳纤维增强PVC软管的制备方法，包括在生产线上使用网线编织机将竹炭纤维编织成网，之后通过挤出机将竹炭纤维网和聚氯乙烯树脂复合挤出，形成三层结构的竹碳纤维增强PVC软管，从内到外依次包括PVC内层、竹炭纤维中层和PVC外层；所述竹炭纤维经过竹材的低温炭化、高温炭化、喷雾活性化、制浆、抽丝等步骤制备。本发明提供的竹碳纤维增强PVC软管的制备方法制备出的软管，不使用金属编织，且具有良好的力学性能和耐热性能，可以满足卫浴冷热水管的使用需求。

技术领域

本发明属于卫浴软管的技术领域，涉及一种竹碳纤维增强PVC软管的制备方法。

背景技术

现有技术中的卫浴软管一般分为两种，一种是冷水软管，一种是冷热水通用软管。其中冷水软管大多为三层，内聚氯乙烯(以下简称PVC)层、中1000D网线增强层、外PVC层。冷热水通用软管为四层，内PVC层、中1000D涤纶网线增强层、外PVC层、外钢丝编织增强层。

这种冷热水管的不足之处在于：工艺复杂，钢丝编织生产效率低，钢丝成本高，接头安装钢丝容易漏丝。因此开发一种不使用钢丝编织，同时具有较好力学性能和耐热性能的PVC冷热水管就成了本技术领域一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种竹碳纤维增强PVC软管的制备方法，该方法生产的软管，不使用金属编织，且具有良好的力学性能和耐热性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种竹碳纤维增强PVC软管的制备方法，包括以下步骤：在生产线上使用网线编织机将竹炭纤维编织成网，之后通过挤出机将竹炭纤维网和聚氯乙烯树脂复合挤出，形成三层结构的竹碳纤维增强PVC软管，从内到外依次包括PVC内层、竹炭纤维中层和PVC外层。

或者，上述三层结构的竹碳纤维增强PVC软管外再次通过网线编织机编织竹炭纤维，形成四层结构的竹碳纤维增强PVC软管，从内到外依次包括PVC内层、竹炭纤维中层、PVC外层和竹炭纤维外层。

上述复合挤出的方式是：竹炭纤维网经牵引机牵引，从挤出机机头模具中通过，同时将PVC从机头模具内挤出，对竹炭纤维网筒进行双面包覆，形成三层结构的竹碳纤维增强PVC软管。

当然，本发明的编织方法也可以是先挤出PVC内管，然后将竹炭纤维编织在PVC内管上，之后在竹炭纤维网上挤出PVC外管。

本发明还提供了上述竹炭纤维的制造方法，包括以下步骤：

(1)炭化：先将竹材加热到450-550℃进行低温炭化，再将低温炭化后的炭化物加热到800-1100℃进行高温炭化；

(2)活化：将炭化物进行喷雾活性化，炭化物急剧冷却消火，因水的物理与化学作用，竹炭产生复杂多孔质的结构，表面积增加数倍；

(3)制浆：将活性化的竹炭加以粉碎，制成亚纳米级的竹炭粉，将竹炭粉掺入涤纶或粘胶的原浆中，搅拌，使其均匀地分散在上述原浆中；

(4)抽丝：透过抽丝设备，抽出含竹炭粉的长丝纤维，也可根据需要切成棉型或毛型的短纤、中长纤维，从而制得竹炭纤维。

上述竹材选用竹龄5年以上的高山竹材。

为了达到更好的力学性能，采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积(BET)分析测试仪等对观察粒子的形貌及测试其孔径、孔容及孔隙率等性质，优化反应条件，通过改变碳化温度、碳化时长、升温速率、雾化温度以及时间实现粒子形貌、比表面积等的调控：

优选的，上述低温炭化的升温速率为3-10℃/分钟，炭化时间为30分钟，所述高温炭化的升温速率为3-10℃/分钟，炭化时间为60-150分钟。