阅读说明：本技术 一种柔性软管及其制备方法 (Flexible hose and preparation method thereof ) 是由 耿金红 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种柔性软管及其制备方法。本发明的软管以热塑性树脂丝为支撑骨架,起到支撑、承压的作用,单面压延硅胶的玻璃纤维布用于软管管体,其内表面压延的硅胶具有降噪音的作用,管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成来降低飞机空气分配系统中通风软管的重量,在满足通风功能要求的前提下,使管路重量降低并同时使管路保持充分的柔韧性能,从而使飞机整体重量降低；本发明的的软管各部分采用特定原料制成,使得本发明的软管材料比传统柔性软管材料的密度减小40％,同时抗拉强度、弹性模量、抗冲击性性能更加优异,内部采用热塑性树脂丝作为支撑骨架,比传统柔性软管中钢/铜制金属丝密度更小,其重量显著的降低。(The invention relates to a flexible hose and a preparation method thereof. The hose takes the thermoplastic resin filaments as a supporting framework to play a role in supporting and bearing, the glass fiber cloth with silica gel calendered on one surface is used for the hose body, the silica gel calendered on the inner surface has a noise reduction function, the hose head is made of glass fiber pre-impregnated silica gel cloth to reduce the weight of the ventilation hose in an air distribution system of an airplane, and on the premise of meeting the ventilation function requirement, the weight of a pipeline is reduced and the pipeline keeps sufficient flexibility, so that the overall weight of the airplane is reduced; each part of the hose is made of specific raw materials, so that the density of the hose material is reduced by 40% compared with that of the traditional flexible hose material, the tensile strength, the elastic modulus and the impact resistance are more excellent, the thermoplastic resin wires are adopted in the hose material as a supporting framework, the density of the hose material is lower than that of steel/copper metal wires in the traditional flexible hose, and the weight of the hose material is obviously reduced.)

一种柔性软管及其制备方法

技术领域

本发明属于软管技术领域，具体涉及一种柔性软管及其制备方法。

背景技术

柔性软管是指由热塑性树脂丝支撑硅胶布制成的一种柔性软管，具有输送液体和流动空气等作用，目前国内航空领域空气分配系统使用的柔性管为不锈钢丝支撑的硅胶管路，重量较重，且该类管路在生产过程中涉及橡胶硫化过程，耗能大，污染重，对于人体健康有害。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种柔性软管及其制备方法，本发明的软管以热塑性树脂丝为支撑骨架，起到支撑、承压的作用，单面压延硅胶的玻璃纤维布用于软管管体，其内表面压延的硅胶具有降噪音的作用，本发明的软管质量轻，柔性性能好，应用在飞机上时使飞机整体重量降低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性软管，所述的柔性管包括管体和管头，所述的管体包括支撑骨架和管体本体，所述的管体与管头通过粘结剂粘结固化而成，所述的支撑骨架与管体本体通过玻璃胶粘结固化而成，所述的支撑骨架由热塑性树脂丝制成，所述的管体本体由单面压延硅胶的玻璃纤维布制成，所述的管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成。

进一步的，所述的热塑性树脂丝为聚醚醚酮、尼龙、聚酰亚胺或聚氨酯。

进一步的，所述的聚醚醚酮的密度为1.31g/cm³，熔点＞300℃，使用温度为-55～260℃，拉伸强度为132-148MPa。

尼龙的密度为1.15g/cm³，熔点＞215℃，使用温度为-55～250℃，拉伸强度为＞65MPa。

聚酰亚胺的密度为1.4g/cm³，熔点＞400℃，使用温度为-200～300℃，拉伸强度为＞100MPa。

聚氨酯的密度为1.1g/cm³，使用温度为-55～120℃，拉伸强度为＞50MPa。

本发明的热塑性树脂丝具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，在航空领域，聚醚醚酮、尼龙、聚酰亚胺或聚氨酯由于其强度高、密度小、抵御破坏能力强，满足了航天飞机对高性能材料的要求，广泛的应用于生产飞机零部件。

进一步的，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为在玻璃纤维布的一侧采用压延的工艺附着一层硅橡胶。

进一步的，所述的硅橡胶的厚度为0.03-0.07mm，硅橡胶的硬度为60-70邵氏，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布的厚度为0.10-0.16mm。

进一步的，所述的硅橡胶的厚度为0.05mm，硅橡胶的硬度为65邵氏，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布的厚度为0.13mm。

进一步的，所述的玻璃纤维预浸硅胶布为在玻璃纤维布的两侧通过压延工艺各附着一层硅橡胶。

进一步的，所述的硅橡胶的厚度为0.03-0.07mm，硅橡胶的硬度为60-70邵氏，所述的玻璃纤维预浸硅胶布的厚度为0.15-0.21mm。

进一步的，所述的硅橡胶的厚度为0.05mm，硅橡胶的硬度为65邵氏，所述的玻璃纤维预浸硅胶布的厚度为0.18mm。

本发明中的所述的玻璃纤维度选择基材为1080规格的无碱玻璃纤维布，厚度为0.08mm。本发明中所述的压延工艺均采用现有技术制成，不在本发明的保护范围之内，不再详细描述。

进一步的，所述的粘结剂为硅酮橡胶。

硅酮橡胶与空气中的水蒸气反应，在室温下干结，生成耐久性、有弹性的硅酮橡胶来粘结物品，对气候、振动、水分、臭氧和过高或过低温度有良好的适应性，在飞机的飞行中不会受到影响。

一种所述的柔性软管的制备方法，包括如下步骤：

(1)管体的制备：首先将单面压延硅胶的玻璃纤维布贴在芯模表面，得到管体本体，将热塑性树脂丝缠绕在管体本体的外表上，固化处理22-26小时，脱模，加工外形得到所述的管体；

(2)管头的制备：将玻璃纤维预浸硅胶布铺贴在模具上，制真空袋，固化，脱模，加工外形得到所述的管头；

(3)管体与管头的粘结：将管头内表面和管体外表面的端部涂抹粘结剂，将管体与管头粘结，放入模具，在室温固化22-26小时，脱模，加工外形得到所述的软管。

进一步的，步骤(2)中制成的真空袋的真空度不低于0.08MPa，真空渗透率不超过0.017MPa/5min。

进一步的，步骤(2)中固化为以1℃/min～4℃/min的升温速率升温至固化温度，再以降温速率不大于4℃/min降温至60℃以下去真空取出零件。

其中，固化温度根据粘结剂的固化温度而定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的软管以热塑性树脂丝为支撑骨架，起到支撑、承压的作用，单面压延硅胶的玻璃纤维布用于软管管体，其内表面压延的硅胶具有降噪音的作用，管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成来降低飞机空气分配系统中通风软管的重量，在满足通风功能要求的前提下，使管路重量降低并同时使管路保持充分的柔韧性能，从而使飞机整体重量降低；

(2)本发明的的软管各部分采用特定原料制成，使得本发明的软管材料比传统柔性软管材料的密度减小40％，同时抗拉强度、弹性模量、抗冲击性性能更加优异，内部采用热塑性树脂丝作为支撑骨架，比传统柔性软管中钢/铜制金属丝密度更小，其重量显著的降低。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本实施的一种柔性软管，所述的柔性管包括管体和管头，所述的管体包括支撑骨架和管体本体，所述的管体与管头通过粘结剂粘结固化而成，所述的支撑骨架与管体本体通过玻璃胶粘结固化而成，所述的支撑骨架由热塑性树脂丝制成，所述的管体本体由单面压延硅胶的玻璃纤维布制成，所述的管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成。所述的玻璃纤维度选择基材为1080规格的无碱玻璃纤维布，厚度为0.08mm。

其中，所述的热塑性树脂丝为聚醚醚酮，所述的聚醚醚酮的密度为1.31g/cm³，熔点＞300℃，使用温度为-55～260℃，拉伸强度为132-148MPa。所述的粘结剂为硅酮橡胶。

所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为在玻璃纤维布的一侧采用压延的工艺附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.03mm，硅橡胶的硬度为60邵氏，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布的厚度为0.10mm，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为浅灰色。

所述的玻璃纤维预浸硅胶布为在玻璃纤维布的两侧通过压延工艺各附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.03mm，硅橡胶的硬度为60邵氏，所述的玻璃纤维预浸硅胶布的厚度为0.15mm。

本实施例的柔性软管的制备方法，包括如下步骤：

(1)管体的制备：首先将单面压延硅胶的玻璃纤维布贴在芯模表面，得到管体本体，将热塑性树脂丝缠绕在管体本体的外表上，固化处理22小时，脱模，加工外形得到所述的管体；

(2)管头的制备：将玻璃纤维预浸硅胶布铺贴在模具上，制真空袋，制成的真空袋的真空度不低于0.08MPa，真空渗透率不超过0.017MPa/5min，固化为以1℃/min的升温速率升温至固化温度，再以降温速率不大于4℃/min降温至60℃以下去真空取出零件，脱模，加工外形得到所述的管头；

(3)管体与管头的粘结：将管头内表面和管体外表面的端部涂抹粘结剂，将管体与管头粘结，放入模具，在室温固化22小时，脱模，加工外形得到所述的软管。

实施例2

本实施的一种柔性软管，所述的柔性管包括管体和管头，所述的管体包括支撑骨架和管体本体，所述的管体与管头通过粘结剂粘结固化而成，所述的支撑骨架与管体本体通过玻璃胶粘结固化而成，所述的支撑骨架由热塑性树脂丝制成，所述的管体本体由单面压延硅胶的玻璃纤维布制成，所述的管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成。所述的玻璃纤维度选择基材为1080规格的无碱玻璃纤维布，厚度为0.08mm。

其中，所述的热塑性树脂丝为尼龙，所述的尼龙的密度为1.15g/cm³，熔点＞215℃，使用温度为-55～250℃，拉伸强度为＞65MPa。所述的粘结剂为硅酮橡胶。

所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为在玻璃纤维布的一侧采用压延的工艺附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.05mm，硅橡胶的硬度为65邵氏，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布的厚度为0.13mm，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为浅灰色。

所述的玻璃纤维预浸硅胶布为在玻璃纤维布的两侧通过压延工艺各附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.05mm，硅橡胶的硬度为65邵氏，所述的玻璃纤维预浸硅胶布的厚度为0.18mm。

本实施例的柔性软管的制备方法，包括如下步骤：

(1)管体的制备：

(a)用酒精擦洗芯模工作面，以确保芯模表面清洁、无油脂、无灰尘，检查芯模是否符合要求，有无缺陷，划线是否准确，将脱模材料贴于芯模工作面，保证单面压延硅胶的玻璃纤维布与芯模之间无褶皱现象；裁剪单面压延硅胶的玻璃纤维布贴在芯模表面，得到管体本体；

(b)将芯模安装在缠绕机上，玻璃胶固定在缠绕机的胶桶上，将热塑性树脂丝从缠绕机的夹线板中穿过引至胶桶的出胶嘴端后再引至芯模的开始端并做固定处理，设定丝宽、缠绕角度、缠绕速度对管体本体进行缠绕，缠绕完成后应小心将模具从缠绕机卸下，在整个过程不得碰到产品表面，在常温下固化24h，以不损伤制件和模具表面的方式脱模，按照实际生产要求，对制件两端进行加工，得到管体；

(2)管头的制备：

用丙酮或酒精擦洗模具工作面，以确保模具表面清洁、无油脂，检查模具是否符合要求，有无缺陷，划线是否准确，从低温库中取出玻璃纤维预浸硅胶布，将其解冻和启封，根据图样要求按样板或用数控下料机剪裁，裁剪时玻璃纤维预浸硅胶布与保护膜一起剪裁，层贴时才能撕掉保护膜，并排除夹在里面的气泡，不允许有皱褶、纤维屈曲、夹杂物存在；真空袋下放置透气材料，并在玻璃纤维预浸硅胶布上放置有孔隔离膜，不允许透气材料与玻璃纤维预浸硅胶布直接接触，制袋后，进行真空泄露检查，真空度不低于0.08MPa，真空渗透率不超过0.017MPa/5min，抽真空度不小于0.08MPa，以3℃/min的升温速率升温至固化温度，再以降温速率4℃/min降温至60℃以下去真空取出零件，脱模，加工外形得到所述的管头；

(3)管体与管头的粘结：将加工完成的管头的内表面和管体外表面的端部分别涂抹粘结剂，将管头和管体粘结装配成一体，将模具***装配好的管头的两端，在室温固化24小时，将管体与管头固化粘结，以不损伤制件和模具表面的方式脱模，根据实际的需求对软管进行加工外形，得到所述的软管。

实施例3

本实施的一种柔性软管，所述的柔性管包括管体和管头，所述的管体包括支撑骨架和管体本体，所述的管体与管头通过粘结剂粘结固化而成，所述的支撑骨架与管体本体通过玻璃胶粘结固化而成，所述的支撑骨架由热塑性树脂丝制成，所述的管体本体由单面压延硅胶的玻璃纤维布制成，所述的管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成。所述的玻璃纤维度选择基材为1080规格的无碱玻璃纤维布，厚度为0.08mm。

其中，所述的热塑性树脂丝为聚酰亚胺，所述的聚酰亚胺的密度为1.4g/cm³，熔点＞400℃，使用温度为-200～300℃，拉伸强度为＞100MPa。所述的粘结剂为硅酮橡胶。

所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为在玻璃纤维布的一侧采用压延的工艺附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.07mm，硅橡胶的硬度为70邵氏，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布的厚度为0.16mm，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为浅灰色。

所述的玻璃纤维预浸硅胶布为在玻璃纤维布的两侧通过压延工艺各附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.07mm，硅橡胶的硬度为70邵氏，所述的玻璃纤维预浸硅胶布的厚度为0.16mm。

本实施例的柔性软管的制备方法，包括如下步骤：

(1)管体的制备：

(a)用酒精擦洗芯模工作面，以确保芯模表面清洁、无油脂、无灰尘，检查芯模是否符合要求，有无缺陷，划线是否准确，将脱模材料贴于芯模工作面，保证单面压延硅胶的玻璃纤维布与芯模之间无褶皱现象；裁剪单面压延硅胶的玻璃纤维布贴在芯模表面，得到管体本体；

(b)将芯模安装在缠绕机上，玻璃胶固定在缠绕机的胶桶上，将热塑性树脂丝从缠绕机的夹线板中穿过引至胶桶的出胶嘴端后再引至芯模的开始端并做固定处理，设定丝宽、缠绕角度、缠绕速度对管体本体进行缠绕，缠绕完成后应小心将模具从缠绕机卸下，在整个过程不得碰到产品表面，在常温下固化26h，以不损伤制件和模具表面的方式脱模，按照实际生产要求，对制件两端进行加工，得到管体；

(2)管头的制备：

用丙酮或酒精擦洗模具工作面，以确保模具表面清洁、无油脂，检查模具是否符合要求，有无缺陷，划线是否准确，从低温库中取出玻璃纤维预浸硅胶布，将其解冻和启封，根据图样要求按样板或用数控下料机剪裁，裁剪时玻璃纤维预浸硅胶布与保护膜一起剪裁，层贴时才能撕掉保护膜，并排除夹在里面的气泡，不允许有皱褶、纤维屈曲、夹杂物存在；真空袋下放置透气材料，并在玻璃纤维预浸硅胶布上放置有孔隔离膜，不允许透气材料与玻璃纤维预浸硅胶布直接接触，制袋后，进行真空泄露检查，真空度不低于0.08MPa，真空渗透率不超过0.017MPa/5min，抽真空度不小于0.08MPa，以3℃/min的升温速率升温至固化温度，再以降温速率3℃/min降温至60℃以下去真空取出零件，脱模，加工外形得到所述的管头；

(3)管体与管头的粘结：将加工完成的管头的内表面和管体外表面的端部分别涂抹粘结剂，将管头和管体粘结装配成一体，将模具***装配好的管头的两端，在室温固化26小时，将管体与管头固化粘结，以不损伤制件和模具表面的方式脱模，根据实际的需求对软管进行加工外形，得到所述的软管。

实施例4

本实施的一种柔性软管，所述的柔性管包括管体和管头，所述的管体包括支撑骨架和管体本体，所述的管体与管头通过粘结剂粘结固化而成，所述的支撑骨架与管体本体通过玻璃胶粘结固化而成，所述的支撑骨架由热塑性树脂丝制成，所述的管体本体由单面压延硅胶的玻璃纤维布制成，所述的管头由玻璃纤维预浸硅胶布制成。所述的玻璃纤维度选择基材为1080规格的无碱玻璃纤维布，厚度为0.08mm。

其中，所述的热塑性树脂丝为聚氨酯，所述的聚氨酯的密度为1.1g/cm³，使用温度为-55～120℃，拉伸强度为＞50MPa。所述的粘结剂为硅酮橡胶。

所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为在玻璃纤维布的一侧采用压延的工艺附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.04mm，硅橡胶的硬度为63邵氏，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布的厚度为0.14mm，所述的单面压延硅胶的玻璃纤维布为浅灰色。

所述的玻璃纤维预浸硅胶布为在玻璃纤维布的两侧通过压延工艺各附着一层硅橡胶。其中，所述的硅橡胶的厚度为0.04mm，硅橡胶的硬度为63邵氏，所述的玻璃纤维预浸硅胶布的厚度为0.14mm。

本实施例的柔性软管的制备方法，包括如下步骤：

(1)管体的制备：

(a)用酒精擦洗芯模工作面，以确保芯模表面清洁、无油脂、无灰尘，检查芯模是否符合要求，有无缺陷，划线是否准确，将脱模材料贴于芯模工作面，保证单面压延硅胶的玻璃纤维布与芯模之间无褶皱现象；裁剪单面压延硅胶的玻璃纤维布贴在芯模表面，得到管体本体；

(b)将芯模安装在缠绕机上，玻璃胶固定在缠绕机的胶桶上，将热塑性树脂丝从缠绕机的夹线板中穿过引至胶桶的出胶嘴端后再引至芯模的开始端并做固定处理，设定丝宽、缠绕角度、缠绕速度对管体本体进行缠绕，缠绕完成后应小心将模具从缠绕机卸下，在整个过程不得碰到产品表面，在常温下固化26h，以不损伤制件和模具表面的方式脱模，按照实际生产要求，对制件两端进行加工，得到管体；

(2)管头的制备：

用丙酮或酒精擦洗模具工作面，以确保模具表面清洁、无油脂，检查模具是否符合要求，有无缺陷，划线是否准确，从低温库中取出玻璃纤维预浸硅胶布，将其解冻和启封，根据图样要求按样板或用数控下料机剪裁，裁剪时玻璃纤维预浸硅胶布与保护膜一起剪裁，层贴时才能撕掉保护膜，并排除夹在里面的气泡，不允许有皱褶、纤维屈曲、夹杂物存在；真空袋下放置透气材料，并在玻璃纤维预浸硅胶布上放置有孔隔离膜，不允许透气材料与玻璃纤维预浸硅胶布直接接触，制袋后，进行真空泄露检查，真空度不低于0.08MPa，真空渗透率不超过0.017MPa/5min，抽真空度不小于0.08MPa，以3℃/min的升温速率升温至固化温度，再以降温速率3℃/min降温至60℃以下去真空取出零件，脱模，加工外形得到所述的管头；

(3)管体与管头的粘结：将加工完成的管头的内表面和管体外表面的端部分别涂抹粘结剂，将管头和管体粘结装配成一体，将模具***装配好的管头的两端，在室温固化26小时，将管体与管头固化粘结，以不损伤制件和模具表面的方式脱模，根据实际的需求对软管进行加工外形，得到所述的软管。

对比例1

本对比例的软管的原料及制备方法与实施例1相同，不同之处在于，本对比例的软管的支撑骨架采用不锈钢丝制成，管体及管头均采用玻璃纤维预浸硅胶布制成，制备方法进行适应性的调整。

试验例1

分别对实施例1-3和对比例1制备的软管进行性能参数的测定，结果见表1。

表1

样品	克重(g/1m)直径30mm	工作压力(MPa)
			实施例1	98.61	0.062
实施例2	93.42	0.053
			实施例3	105.19	0.084
实施例4	94.51	0.043
			对比例1	236.12	0.121

由上表可以看出，采用本发明的方法制备的软管的克重较低，工作压力较小，具有优良的性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。