一种多层卫浴软管及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种多层卫浴软管及其制备方法，主要用于连接花洒、水龙头等卫浴出水件。

背景技术

卫浴软管现在已经非常普遍，主要用于冷热水出水，通常要求耐较高和较低水温、安全卫生、弯曲方便。目前常见的软管有金属蛇皮增强内层塑料的软管、内层PVC的增强多层软管等，前者长久使用后容易锈蚀、无法自由弯曲，后者其颜色、表面处理、形状各样等特征，满足了客户新颖、个性化的需求，但由于PVC中添加了增塑剂，长期使用后增塑剂依然会析出影响卫生性能，同时长期高、低温热氧环境下，PVC老化变硬，影响使用寿命。本专利提供一种多层卫浴软管及其制备方法，软管安全卫生，防止锈蚀、老化等导致弯曲费力受限，可有效避免上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种多层卫浴软管及其制备方法。

所述的一种多层卫浴软管，其特征在于从内到外包括软质层、网线增强层、中间层、彩色涂层和透明外层；所述软质层分为2层，其内层为改性交联弹性体，其主要由碳氢元素组成，卫生无毒，具有优秀的柔性、韧性、强度高、保温隔热、耐热耐老化性能优异，可用于冷热水工况。软质层外层为热熔胶层，厚度小于软质层内层，熔点低于中间层材质熔点，可将软质层内层与网线增强层、中间层粘接在一起。热熔胶层为马来酸酐接枝弹性体。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量分散的组分：POE树脂70-90份、乙烯基不饱和硅烷交联剂1-5份、有机过氧化物引发剂0.05-1.0份、苯磺酸类催化剂母料10-15份、加工助剂0.1-1.0份、复合抗氧剂0.2-1.0份。

进一步地，所述的有机过氧化物引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯中的一种或几种混合物。

进一步地，所述的复合抗氧剂为重量比为1：0.5～2的抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物，优选为重量比为1：1的抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。

进一步地，所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲乙氧基硅烷中的一种或几中混合物。

进一步地，所述苯磺酸类催化剂母料由以下重量分散的组分组成：POE树脂100份、苯磺酸类催化剂3份、抗氧剂10100.25份、抗氧剂1680.25份，将上述各组分经过高速搅拌机混合后，通过单螺杆挤出机造粒为催化剂母料，造粒温度为140-180℃；其中，所述苯磺酸类催化剂为十二烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸中的一种或或两种混合物。

所述网线增强层用于对软管进行增强，通过顺/逆时针双向缠绕形式形成网格状结构或者通过编织形成网状结构紧贴在软质层外层(即热熔胶层)的外表面，即缠绕或编织在热熔胶层的外表面，其网线材料是尼龙、聚酯纤维、芳纶纤维、聚丙烯、聚乙烯、超高分子量聚乙烯或碳纤维等增强材料。

彩色涂层根据颜色需要，采用常用的金色、银色等涂料，在线涂覆在中间层外表面上。

中间层和透明外层均为交联弹性体改性而成，其与软质内层相同配方，同样具有优秀的柔性、韧性，强度高、保温隔热、耐热耐老化性能优异等优点。

透明外层用于保护彩色涂层，其表面可以采用磨砂处理改变握持手感、辊压处理生成各类花纹，外表面形状为圆形、方形、多边形等。

所述的一种多层卫浴软管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)按照软质层内层的配方组成配比，将POE树脂、乙烯基不饱和硅烷交联剂、有机过氧化物引发剂及复合抗氧剂放入密闭的捏合机中，在80-90℃下混合10-30分钟后，再加入苯磺酸类催化剂母料、加工助剂再混合10-20分钟，得到的软质层内层的混合料经过双螺杆挤出机挤出塑化，挤出机的输送段温度80-100℃，熔融反应段温度150-180℃，挤出机螺杆长径比L/D＝44-52:1；将软质层外层的热熔胶料通过另一个单螺杆挤出机挤出塑化，挤出热熔胶料的螺杆温度为150-180℃；软质层内层和热熔胶层在同一个共挤模具中复合成型，共挤模具成型段温度为160-180℃，经过真空冷却定径得到两层粘接的软质层管；

2)软质层管先后进入2台缠绕机进行网线顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，或者经过一组卧式编织机组进行编织，将网线贴合在管道外表面，在软质层管的外表面得到网线增强层，得到内层复合管道；

3)中间层的原料配方及混料方式与步骤1)中软质层内层相同，所得中间层的混合料按照与步骤1)中相同的工艺送入双螺杆挤出机进行挤出塑化，即挤出中间层熔融物料；步骤2)所得内层复合管道进入中间层模具中，同时将中间层熔融物料从内层复合管道的外侧挤出到中间层模具中，中间层熔融物料与内层复合管道通过抽真空或挤出强制复合，中间层熔融物料能够将内层复合管道表面的热熔胶加热融化，使中间层、网线与热熔胶粘接在一起；

4)步骤3)所得管道冷却后，其外表面经过彩色涂层的颜色胶浆槽中浸润，管道出槽时采用软质刷子对附着的多余胶浆进行刷除，使颜色胶浆均匀地附着在管道表面；

5)步骤4)所得管道进入透明外层模具涂覆包覆一层透明外层，之后经过浸泡水冷却后，进入牵引机、切割机开始卷取成盘。

进一步地，步骤5)中包覆透明外层之后，还采用辊压制成表面纹路，或者由外层模具塑造其外层形状，如圆形、方形、多边形等。

相较于现有技术，本发明取得的有益效果是：本发明的多层卫浴软管安全卫生无毒，耐老化，可用于冷热水给水，不会被锈蚀影响弯曲性能，且满足客户对管材形状、颜色、手感的要求。

附图说明

图1为本发明多层卫浴软管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1

本发明一种多层卫浴软管，从内到外包括软质层、网线层3、中间层4、彩色涂层5和透明外层6。所述软质层分为2层，软质层内层1为改性交联弹性体，软质层外层2为热熔胶层。

实施例1：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为14.8mm，软质内层厚度为1.2mm，热熔胶层厚度为0.4mm，中间层厚度为0.5mm，透明外层厚度为1.0mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂80份、乙烯基不饱和硅烷交联剂3份、有机过氧化物引发剂0.08份、苯磺酸类催化剂母料12份、加工助剂0.5份、复合抗氧剂0.6份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用过氧化二异丙苯。

复合抗氧剂采用重量比为1：1的抗氧剂1010和抗氧剂168的组合物。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷。

所述加工助剂为硅氧烷聚合物，具有润滑、抗刮擦、提升表面光洁度等功能，购自于浙江佳华精化股份有限公司，牌号

所述苯磺酸类催化剂母料由以下重量分散的组分组成：POE树脂100份、苯磺酸类催化剂3份、抗氧剂10100.25份、抗氧剂1680.25份，将上述各组分经过高速搅拌机混合后，通过单螺杆挤出机造粒为催化剂母料，造粒温度为160℃；其中，所述苯磺酸类催化剂为十二烷基苯磺酸。

所述网线增强层用于对软质层内层进行增强，其网线材料是聚乙烯增强材料。

热熔胶层为马来酸酐接枝弹性体，购自于南京飞腾化工有限公司，牌号FT800E。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法，包括以下步骤：

1)按照软质层内层的配方组成配比，将POE树脂、乙烯基不饱和硅烷交联剂、有机过氧化物引发剂及复合抗氧剂放入密闭的捏合机中，在85℃下混合20分钟后，再加入苯磺酸类催化剂母料、加工助剂再混合15分钟，得到的软质层内层的混合料经过双螺杆挤出机挤出塑化，挤出机的输送段温度90℃，熔融反应段温度165℃，挤出机螺杆长径比L/D＝48:1；将软质层外层的热熔胶料通过另一个单螺杆挤出机挤出塑化，挤出热熔胶料的螺杆温度为165℃；软质层内层和热熔胶层在同一个共挤模具中复合成型，共挤模具成型段温度为170℃，经过真空冷却定径得到两层粘接的软质层管；

2)软质层管先后进入2台缠绕机进行网线顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，缠绕角度为54.8°。其中在同一个缠绕方向时，相邻两根网线并排缠绕且间距最大为2.0mm。将网线贴合在管道外表面，在软质层管的外表面得到网线增强层，得到内层复合管道；

3)中间层的原料配方及混料方式与步骤1)中软质层内层相同，所得中间层的混合料按照与步骤1)中相同的工艺送入双螺杆挤出机进行挤出塑化，即挤出中间层熔融物料；步骤2)所得内层复合管道进入中间层模具中，同时将中间层熔融物料从内层复合管道的外侧挤出到中间层模具中，中间层熔融物料与内层复合管道通过抽真空或挤出强制复合，中间层熔融物料能够将内层复合管道表面的热熔胶加热融化，使中间层、网线与热熔胶粘接在一起；

4)步骤3)所得管道冷却后，其外表面经过彩色涂层的颜色胶浆槽中浸润，管道出槽时采用海绵等软质刷子对附着的多余胶浆进行刷除，使颜色胶浆均匀地附着在管道表面；

5)步骤4)所得管道进入透明外层模具涂覆包覆一层透明外层，并采用辊压制成不同表面纹路，之后经过浸泡水冷却后，进入牵引机、切割机开始卷取成盘。

实施例2：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为14.8mm，软质内层厚度为1.2mm，热熔胶层厚度为0.4mm，中间层厚度为0.7mm，透明外层厚度为0.8mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂80份、乙烯基不饱和硅烷交联剂2份、有机过氧化物引发剂0.2份、苯磺酸类催化剂母料12份、加工助剂0.4份、复合抗氧剂0.8份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用过氧化二苯甲酰。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三甲氧基硅烷。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是聚酯纤维，通过顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，形成网格状结构，缠绕角度为58.3°，相邻两根并排缠绕间距最大为2.5mm。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“熔融反应段温度为160℃，热熔胶料的螺杆温度为160℃”。最终制得的复合管彩色涂层为银色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面圆形。

实施例3：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为14.8mm，软质内层厚度为1.0mm，热熔胶层厚度为0.5mm，中间层厚度为0.8mm，透明外层厚度为0.8mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂80份、乙烯基不饱和硅烷交联剂2份、有机过氧化物引发剂0.5份、苯磺酸类催化剂母料15份、加工助剂1份、复合抗氧剂0.8份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用过氧化叔戊酸叔丁酯。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三甲乙氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是芳纶纤维，通过顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，形成网格状结构，缠绕角度为60.8°，相邻两根并排缠绕间距最大为2.8mm。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“挤出机的输送段温度为100℃，熔融反应段温度为180℃，挤出机螺杆长径比L/D＝52:1，热熔胶料的螺杆温度为150℃，共挤模具成型段温度为180℃”。最终制得的复合管彩色涂层为金色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面方形。

实施例4：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为14.8mm，软质内层厚度为1.5mm，热熔胶层厚度为0.5mm，中间层厚度为0.5mm，透明外层厚度为0.6mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂90份、乙烯基不饱和硅烷交联剂5份、有机过氧化物引发剂1.0份、苯磺酸类催化剂母料12份、加工助剂1.0份、复合抗氧剂1.0份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用过氧化异丙基碳酸叔丁酯。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是聚丙烯材料，通过顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，形成网格状结构，缠绕角度为54.8°，相邻两根并排缠绕间距最大为2.0mm。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“挤出机的熔融反应段温度为170℃，挤出机螺杆长径比L/D＝50:1，热熔胶料的螺杆温度为175℃，共挤模具成型段温度为180℃”。最终制得的复合管彩色涂层为金色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面圆形。

实施例5：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为16.0mm，软质内层厚度为1.5mm，热熔胶层厚度为0.3mm，中间层厚度为0.6mm，透明外层厚度为0.6mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂70份、乙烯基不饱和硅烷交联剂2份、有机过氧化物引发剂0.6份、苯磺酸类催化剂母料10份、加工助剂0.8份、复合抗氧剂0.8份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用过氧化二苯甲酰。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是超高分子量聚乙烯纤维材料，通过顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，形成网格状结构，缠绕角度为58.3°，相邻两根并排缠绕间距最大为2.5mm。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“挤出机的输送段温度为100℃，熔融反应段温度为180℃，挤出机螺杆长径比L/D＝52:1，热熔胶料的螺杆温度为180℃，共挤模具成型段温度为180℃”。最终制得的复合管彩色涂层为银色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面方形。

实施例6：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为20.0mm，软质内层厚度为2.0mm，热熔胶层厚度为0.4mm，中间层厚度为0.6mm，透明外层厚度为1.0mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂90份、乙烯基不饱和硅烷交联剂5份、有机过氧化物引发剂1.0份、苯磺酸类催化剂母料15份、加工助剂1.0份、复合抗氧剂1.0份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用重量比为1：1的过氧化二苯甲酰和过氧化二异丙苯的组合物。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三甲氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是碳纤维材料，通过顺/逆时针两个方向的旋转缠绕，形成网格状结构，缠绕角度为61.4°，相邻两根并排缠绕间距最大为2.8mm。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“挤出机的输送段温度为80℃，熔融反应段温度为150℃，热熔胶料的螺杆温度为170℃，共挤模具成型段温度为160℃”。最终制得的复合管彩色涂层为银色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面圆形。

实施例7：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为14.8mm，软质内层厚度为1.2mm，热熔胶层厚度为0.4mm，中间层厚度为0.5mm，透明外层厚度为1.0mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂80份、乙烯基不饱和硅烷交联剂3份、有机过氧化物引发剂0.6份、苯磺酸类催化剂母料12份、加工助剂0.8份、复合抗氧剂0.8份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用重量比为1：1的过氧化二苯甲酰和过氧化二异丙苯的组合物。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是聚酯纤维材料，通过编织形成网状结构。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“挤出机的输送段温度为80℃，熔融反应段温度为160℃，挤出机螺杆长径比L/D＝46:1，热熔胶料的螺杆温度为155℃，共挤模具成型段温度为170℃”。最终制得的复合管彩色涂层为金色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面圆形。

实施例8：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为16.0mm，软质内层厚度为1.5mm，热熔胶层厚度为0.3mm，中间层厚度为0.6mm，透明外层厚度为0.6mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂70份、乙烯基不饱和硅烷交联剂2份、有机过氧化物引发剂0.2份、苯磺酸类催化剂母料15份、加工助剂0.5份、复合抗氧剂0.5份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用重量比为1：1的过氧化叔戊酸叔丁酯和过氧化异丙基碳酸叔丁酯的组合物。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三甲氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是尼龙材料，通过编织形成网状结构。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“挤出机的输送段温度为80℃，熔融反应段温度为150℃，挤出机螺杆长径比L/D＝44:1，热熔胶料的螺杆温度为180℃，共挤模具成型段温度为180℃”。最终制得的复合管彩色涂层为银色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面圆形。

实施例9：

所述一种多层卫浴软管，软管外径为20.0mm，软质内层厚度为2.0mm，热熔胶层厚度为0.4mm，中间层厚度为0.6mm，透明外层厚度为1.0mm。

软质层内层、中间层及透明外层的材质均相同，其材质配方包括以下重量份数的组分：POE树脂80份、乙烯基不饱和硅烷交联剂3份、有机过氧化物引发剂0.6份、苯磺酸类催化剂母料14份、加工助剂0.6份、复合抗氧剂0.6份。

该实施例中，所述的有机过氧化物引发剂采用采用重量比为1：1的过氧化叔戊酸叔丁酯和过氧化异丙基碳酸叔丁酯的组合物。

所述的乙烯基不饱和硅烷交联剂采用乙烯基三甲乙氧基硅烷。

所述加工助剂与实施例1中相同。

所述苯磺酸类催化剂母料与实施例1中相同。

所述网线增强层材料是芳纶纤维材料，通过编织形成网状结构。

本实施例中多层卫浴软管的制备方法中，操作条件同实施例1中，不同之处仅在于“熔融反应段温度为170℃，挤出机螺杆长径比L/D＝44:1，热熔胶料的螺杆温度为150℃，共挤模具成型段温度为180℃”。最终制得的复合管彩色涂层为银色，透明外层表面采用磨砂处理和辊压处理，外表面圆形。

将本发明实施例1-9得到的多层卫浴软管与目前市场上使用的金属蛇皮增强内层三元乙丙橡胶的软管(对比例1)、内层PVC的增强多层软管(对比例2)进行耐压强度(测试标准GB/T 6111)、卫生性能(测试标准GB/T 17219)和保温性能(热导率)(测试标准GB/T11205)对比，测试结果见表1。以及各管道的内层在高温热氧环境下(90℃，30天)老化处理后的拉伸强度、断裂伸长率及变硬情况进行对比，特定高温热氧环境下(90℃，30天)即是在90℃烘箱中放置30天。对于老化处理前后的拉伸强度、断裂伸长率及变硬情况进行对比，测试结果见表1。

表1

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。