阅读说明：本技术 一种高温超低膨胀的制动软管及其制备方法 (High-temperature ultralow-expansion brake hose and preparation method thereof ) 是由 康鑫 王亮燕 陶平 任建民 符寿康 卢丽婷 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高温超低膨胀的制动软管,该制动软管包括橡胶层和编织层,所述编织层位于两层橡胶层之间,并且编织层采用的增强材料为聚酰亚胺纤维,同时采用2股24锭的编织结构；其中,所述制动软管采用三层橡胶层、两层编织层的复合结构,并且从内到外依次为内层橡胶、第一编织层、中层橡胶、第二编织层和外层橡胶。本发明相比于现有软管,具有胶管爆破强度高,常温及高温体积膨胀值小等有益效果,达到了降低制动软管膨胀量及高温下保持制动软管超低膨胀性即在20MPa压力下的膨胀值低于0.60ml/m的目的。(The invention discloses a high-temperature ultralow-expansion brake hose which comprises rubber layers and a woven layer, wherein the woven layer is positioned between the two rubber layers, the reinforced material adopted by the woven layer is polyimide fiber, and meanwhile, a 2-strand 24-spindle woven structure is adopted; the brake hose is of a composite structure of three rubber layers and two woven layers, and is composed of inner rubber, a first woven layer, middle rubber, a second woven layer and outer rubber from inside to outside in sequence. Compared with the existing hose, the hose has the advantages of high hose bursting strength, small normal-temperature and high-temperature volume expansion values and the like, and achieves the purposes of reducing the expansion amount of the brake hose and keeping the ultralow expansibility of the brake hose at high temperature, namely the expansion value of the brake hose under the pressure of 20MPa is lower than 0.60 ml/m.)

一种高温超低膨胀的制动软管及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高温超低膨胀的制动软管及其制备方法，属于制动软管领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对汽车的消费逐步从需求型消费转化为享受型消费，这也就意味着人们对汽车的要求日益严苛，尤其是对安全性的关注。对于车辆，最直接的安全性是在遇到紧急情况时，刹车是否能够刹住车，而决定是否能刹住车的重大因素之一就是制动软管对于制动压力的传输是否充分，所以，人们期望制动软管的膨胀低，能够充分地传输制动压力，进而缩短刹车距离，提高行车安全性。

目前，市面上的制动软管多采用橡胶、增强材料复合多层的结构，其中增强材料的特性是影响软管膨胀性能的主要因素。常用于生产汽车制动软管的增强材料有人造丝、聚酯纤维、维纶纤维等，其中维纶纤维的模量高，定应力下伸长率小，是目前低膨胀制动软管的主要选择。但是，即便是维纶纤维作为增强材料的制动软管，软管在20MPa压力下的膨胀值依旧高于0.60ml/m，且维纶纤维在高温下力学损失大，会造成软管膨胀值的进一步升高。

综上所述，目前现有制动软管的主要缺点是：1.市面上低膨胀制动软管的膨胀值高，在20MPa压力下的膨胀值依旧高于0.60ml/m；2.因为维纶纤维分子间易形成氢键，其初始模量比分子间只有范德华力的聚酯纤维要高，而纤维的初始模量高表示施加同样大小的负荷时纤维发生的变形量小，所以维纶纤维成为低膨胀制动软管的主要选择，但其吸水率高、高温下力学性能损失大的特性，会造成制动软管高温下膨胀性能的损失。

因此，为了进一步降低软管在20MPa下常温及高温的膨胀值，缩短制动距离，提高车辆安全性，需要对软管的结构进行优化，对软管的增强材料进行优化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种结构设计合理，且匹配合理增强材料的高温超低膨胀的制动软管；该软管无论常温还是高温，都能保持制动软管的超低膨胀性，即在20MPa压力下的膨胀值低于0.60ml/m。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高温超低膨胀的制动软管，该制动软管是由橡胶层和编织层组成的复合结构，所述编织层位于两层橡胶层之间，并且编织层采用的增强材料为聚酰亚胺纤维。

进一步的，所述制动软管采用三层橡胶层、两层编织层的复合结构；优选地，从内到外依次为内层橡胶、第一编织层、中层橡胶、第二编织层和外层橡胶。

进一步的，所述编织层采用2股24锭的编织结构

一种高温超低膨胀的制动软管的制备方法，该制动软管的制备步骤如下：

步骤一、通过挤出机将内层橡胶挤出成管胚，然后在管胚中穿入浸有隔离层的钢芯棒；

步骤二、将穿好钢芯棒的管胚放入编织机进行编织，依次先进行第一编织层的编织，然后在第一编织层上包覆中间橡胶(中间橡胶是预先做好的胶片，直接包覆在第一编织层上)，接着再进行第二编织层的编织；

步骤三、将上述编织管通过挤出机，将外层橡胶包覆在该编织管上生产出橡胶软管；

步骤四、将橡胶软管放入蒸汽硫化缸中进行硫化定型；

步骤五、硫化完成后，端部切头，将钢芯拔出，即制得制动软管。

进一步的，所述步骤一中，通过挤出机将内层橡胶挤出成4.0～5.0mm的管胚，并且穿入管胚中的钢芯棒的内径为3.2～3.4mm。

进一步的，所述步骤二中，第一编织层的编织结构为24锭2股，导程为12～14mm，外径为6.0～7.0mm；第二编织层的编织结构为24锭2股，导程为15～17mm，外径为7.5～8.5mm。

进一步的，所述中间橡胶的厚度为0.2～0.4mm，所述橡胶软管的外径为9.5～10.5mm。

进一步的，所述步骤四中，橡胶软管在0.5～0.7MPa，30～60min的条件下进行硫化定型。

综上，本发明在增强材料的设计上，增强材料选择聚酰亚胺纤维，其具有高模量、低伸长及耐高温的特点，该增强材料的设计可以达到本发明目的的原因有二，一是该纤维具有优良的力学性能，如聚酰亚胺纤维其断裂强度为17cN/dtex，远大于维纶纤维的6cN/dtex，其断裂伸长率为2.5％，比维纶纤维的7％小，其27N下的伸长率远比维纶纤维的小，选择聚酰亚胺纤维作为增强材料的制动软管，在同样的压力下，增强材料的变形量更小，即软管的膨胀量更小，通过聚酰亚胺纤维的这一特点，可以达到降低制动软管膨胀量的目的；二是聚酰亚胺纤维具有优异的耐热性及超低的吸水率，其170℃下力学性能与常温保持一致，无强损，远优于维纶纤维的高温力学保持性，借助这一特性，来实现常温、高温条件下都能保持制动软管超低膨胀性的目标。

本发明的有益效果是：本发明所述的制动软管在20MPa压力下的膨胀值低于0.60ml/m，在170℃以下，始终可以保持其超低膨胀性即在20MPa压力下的膨胀值低于0.60ml/m。

附图说明

图1是制动软管的结构示意图。

图中标记为：1-外层橡胶，2-第二编织层，3-中层橡胶，4-第一编织层，5-内层橡胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种高温超低膨胀的制动软管，该制动软管是由橡胶-增强材料-橡胶-增强材料-橡胶这样的复合结构组成，所述增强材料是聚酰亚胺纤维，增强材料层均采用2股24锭的编织结构。

该制动软管的生产工艺如下：

1.通过挤出机将内层橡胶挤出成4.0～5.0mm的管胚，然后在管胚中穿入内径3.2～3.4mm的浸有隔离层的钢芯棒；

2.将穿好芯棒的管胚放入编织机进行编织，依次进行第一编织层的编织，编织结构24锭2股，导程12～14mm，外径6.0～7.0mm，中间橡胶的包覆，厚度0.2～0.4mm，第二编织层的编织，编织结构24锭2股，导程15～17mm，外径7.5～8.5mm；

3.将编织管通过挤出机，将外层橡胶包覆在编织管上，生产出外径为9.5～10.5mm的橡胶软管；

4.将橡胶软管放入蒸汽硫化缸中，0.5～0.7MPa，30～60min的条件下进行硫化定型；

5.硫化完成后，端部切头，将钢芯拔出，即制得制动软管。

本实施例的制动软管与现有制动软管的对比如下表1：

表1实施例和对比例的结构和性能

由表1可知，实施例相比于对比例，具有胶管***强度高，常温及高温体积膨胀值小等有益效果，达到了降低制动软管膨胀量及高温下保持制动软管超低膨胀性即在20MPa压力下的膨胀值低于0.60ml/m的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。