一种聚四氟乙烯复合管及聚四氟乙烯复合管成型方法

技术领域

本发明涉及复合管技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯复合管及其成型方法。

背景技术

液压管应用广泛，比如汽车刹车管、加油管等。在一些特殊的环境下，通常要求液压管具有抗扭结、抗冲击等性能。聚四氟乙烯管(PTFE管)能够在较高的温度下承受较大的压力，为了提高聚四氟乙烯管的性能，通常在聚四氟乙烯管的外围增加编织加强层，形成聚四氟乙烯复合管。但是目前的聚四氟乙烯复合管中，编织加强层与聚四氟乙烯管结合不牢靠，聚四氟乙烯复合管存在性能差的问题。

发明内容

本发明提供一种聚四氟乙烯复合管，用于提高目前聚四氟乙烯复合管的性能。

本发明的目的还在于提供一种聚四氟乙烯复合管成型方法。

第一方面，一种实施例中提供一种聚四氟乙烯复合管，包括：

内管，所述内管采用聚四氟乙烯材料制成；

纤维编织层，所述纤维编织层编织在内管的外围；

以及聚四氟乙烯结合层，所述聚四氟乙烯结合层处于所述内管与所述纤维编织层之间并与所述内管结合，以将所述纤维编织层固定在内管外围。

进一步的，一种实施例中，所述聚四氟乙烯结合层由覆在所述内管上的聚四氟乙烯乳液固化后形成，所述纤维编织层在聚四氟乙烯乳液覆在所述内管上后且固化前编织在所述内管的外围。

进一步的，一种实施例中，所述聚四氟乙烯复合管还包括用于对所述编织层进行防护的聚四氟乙烯防护层，所述聚四氟乙烯防护层固化在所述纤维编织层外侧。

更进一步的，一种实施例中，所述聚四氟乙烯防护层通过将聚四氟乙烯乳液覆在所述纤维编织层上后烧结固化形成。

更进一步的，一种实施例中，所述聚四氟乙烯防护层为处于所述纤维编织层外侧的外表层，且所述聚四氟乙烯防护层与所述聚四氟乙烯结合层被所述纤维编织层隔开，或者所述聚四氟乙烯防护层的部分进入所述纤维编织层的织物间隙并与所述聚四氟乙烯结合层结合在一起。

第二方面，一种实施例中提供一种聚四氟乙烯复合管成型方法，包括：

将聚四氟乙烯乳液覆在聚四氟乙烯材料制成的内管上；

在覆有聚四氟乙烯乳液的所述内管上编织纤维编织层；

对所述纤维编织层和覆有聚四氟乙烯乳液的所述内管进行加热，使覆在所述内管上的聚四氟乙烯乳液预固化，以将所述纤维编织层与所述内管预固定；

在所述纤维编织层外侧覆上聚四氟乙烯乳液，对预固定在一起的所述纤维编织层和所述内管进行烧结，使预固定所述纤维编织层与所述内管的聚四氟乙烯、覆在所述纤维编织层外侧的聚四氟乙烯乳液被烧结固化，形成聚四氟乙烯复合管；

预固定所述纤维编织层与所述内管的聚四氟乙烯在烧结固化后形成聚四氟乙烯结合层，覆在纤维编织层外侧的聚四氟乙烯乳液在烧结固化后形成聚四氟乙烯防护层。

进一步的，一种实施例中，在所述内管上覆上聚四氟乙烯乳液的同时，同步在所述内管已经覆有聚四氟乙烯乳液的部分上编织所述纤维编织层。

进一步的，一种实施例中，在所述内管上覆聚四氟乙烯乳液时通过浸涂或喷涂的方式实现，在所述纤维编织层外侧覆上聚四氟乙烯乳液时通过喷涂或浸涂的方式实现。

进一步的，一种实施例中，将所述内管上的聚四氟乙烯乳液预固化时的加热温度为120±50℃，和/或对预固化后的聚四氟乙烯乳液和覆在纤维编织层外侧的聚四氟乙烯乳液的进行烧结固化时的温度为380±50℃。

第三方面，一种实施例中提供一种聚四氟乙烯复合管成型方法，包括：

将聚四氟乙烯乳液覆在聚四氟乙烯材料制成的内管上；

在覆有聚四氟乙烯乳液的所述内管上编织纤维编织层；

对所述纤维编织层和覆有聚四氟乙烯乳液的所述内管进行烧结，使覆在所述内管上的聚四氟乙烯乳液烧结固化。。

根据上述实施例的聚四氟乙烯复合管，聚四氟乙烯复合管的内管采用聚四氟乙烯材料制成，纤维编织层与聚四氟乙烯制成的内管通过聚四氟乙烯结合层结合在一起，由于聚四氟乙烯结合层采用聚四氟乙烯材料，内管与聚四氟乙烯结合层的结合性能更好，而且聚四氟乙烯材料在高温环境下稳定性好，纤维编织层与内管不容易脱层，提高了聚四氟乙烯复合管的性能。

进一步的，聚四氟乙烯防护层固化在纤维编织层的外侧，能够对纤维编织层进行防护，进一步提高聚四氟乙烯复合管的性能。

进一步的，聚四氟乙烯结合层由覆在所述内管上的聚四氟乙烯乳液固化后形成，内管和内管上的聚四氟乙烯乳液经过高温烧结固化，在烧结过程中，内管加热后膨胀，在热胀的作用下，能够使纤维编织层紧固在内管上，纤维编织层的紧固效果更好。

附图说明

图1为一种实施例中聚四氟乙烯复合管的剖视图；

图2为一种实施例中聚四氟乙烯复合管的成型方法流程图；

图3为一种实施例中在聚四氟乙烯复合管的内管上覆聚四氟乙烯乳液的过程示意图；

图4为图3中A部分的放大图；

图5为一种实施例中在纤维编织层上覆聚四氟乙烯乳液后的处理设备示意图；

图6为一种实施例中本申请聚四氟乙烯复合管与目前普通的聚四氟乙烯复合管性能对比数据图。

图中附图标记对应的特征名称列表：1、内管；2、纤维编织层；21、编织线；3、聚四氟乙烯结合层；4、聚四氟乙烯防护层；5、聚四氟乙烯乳液；6、涂覆泵；7、放料装置；8、喷涂装置；9、表干装置；10、高温烧结固化装置；11、裁切装置。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

目前的聚四氟乙烯复合管通常采用编织层加强性能，但是编织层与聚四氟乙烯内管之间通常采用胶粘的方式复合，这种复合方式制作的复合管通常只能应用在常温或低温环境中，在高温环境中应用时，使用的粘胶不耐热，容易造成编织层与内管脱离，进而降低复合管的性能。为了提高聚四氟乙烯复合管的性能，本申请提供一种新型的聚四氟乙烯管，采用聚四氟乙烯结合层将纤维编织层与聚四氟乙烯内管结合起来，由于聚四氟乙烯结合层与聚四氟乙烯内管材质相同，聚四氟乙烯内管与纤维编织层的结合强度较高，并且在高温环境下使用时不容易脱开，提高了聚四氟乙烯复合管的强度。

一种实施例中，请参考图1，聚四氟乙烯复合管包括内管1、纤维编织层2以及聚四氟乙烯结合层3。其中，内管1采用聚四氟乙烯材料制成，纤维编织层2编织在内管1的外围。聚四氟乙烯结合层3处于内管1与纤维编织层2之间并与内管1结合，以将纤维编织层2固定在内管1外围。

需要说明的是，本申请中内管1采用聚四氟乙烯材料制成应当理解为：既包括内管1完全由聚四氟乙烯材料制成的情况，也包括内管1由以聚四氟乙烯材料为主与其他材料复合而成的情形。一种实施例中，内管1一体挤出成型。同理，本申请中所描述的聚四氟乙烯制成的结构可以是完全由聚四氟乙烯材料制成，也可以是以聚四氟乙烯材料为主与其他材料复合而成。

本申请中聚四氟乙烯复合管中，由于聚四氟乙烯结合层3和内管1采用聚四氟乙烯材料，内管1与聚四氟乙烯结合层3的结合性能更好，而且聚四氟乙烯材料在高温环境下稳定性好，聚四氟乙烯结合层3在高温环境下更稳定，纤维编织层2与内管1不容易脱层，提高了聚四氟乙烯复合管的性能。

一种实施例中，内管1与聚四氟乙烯结合层3之间的结合类型是高温下形成的扩散结合。聚四氟乙烯结合层3与纤维编织层2之间的结合包括浸润结合和机械结合。

关于纤维编织层2，一种实施例中，纤维编织层2可以采用耐磨、耐热和抗老化性能的纤维材料编织而成，比如芳纶、玻璃纤维、短切碳纤维等。具体的，纤维编织层2采用不同纱线D数的单根或多根纤维复丝编织而成。具体的纱线D数可以采用600D、1200D、1500D、3000D等。

一种实施例中，请参考图3和图4，聚四氟乙烯结合层3由覆在内管1上的聚四氟乙烯乳液5固化后形成，纤维编织层2的编织线21在聚四氟乙烯乳液5覆在内管1上后且固化前编织在内管1的外围。这样能够增大编织线21与内管1之间的摩擦力，编织线21不容易相对内管1滑动，容易编织，也能够使覆在内管1上的聚四氟乙烯乳液5浸润纤维编织层2，使聚四氟乙烯结合层3对纤维编织层2的固定效果更好。另外，内管1和内管1上的聚四氟乙烯乳液5经过高温烧结固化，在烧结过程中，内管1加热后膨胀，在热胀的作用下，能够使纤维编织层2紧固在内管1上，纤维编织层2的紧固效果更好。

具体的，聚四氟乙烯乳液5可以通过喷涂或者浸涂覆在内管1上。请参考图3和图4，一种实施例中采用涂覆泵6将聚四氟乙烯乳液5覆在内管1外表面，涂覆泵6采用浸涂的方式进行涂覆，浸涂的效率更高，能够使内管1覆上较多的聚四氟乙烯乳液5。

为了提高聚四氟乙烯复合管的抗摩擦性能，一种实施例中，请参考图1，聚四氟乙烯复合管还包括用于对纤维编织层2进行防护的聚四氟乙烯防护层4，聚四氟乙烯防护层4固化在编织层外侧。这样在聚四氟乙烯复合管外形成防护层，纤维编织层2不容易被损坏。

一种实施例中，聚四氟乙烯防护层4与纤维编织层2之间的结合包括浸润结合和机械结合。

进一步的，一种实施例中，聚四氟乙烯防护层4通过将聚四氟乙烯乳液覆在纤维编织层2上后烧结固化形成。

具体的，一种实施例中，请参考图1，聚四氟乙烯防护层4为处于纤维编织层2外侧的外表层，且聚四氟乙烯防护层4与聚四氟乙烯结合层3被纤维编织层2隔开。一种实施例中，聚四氟乙烯乳液通过喷涂的方式覆在纤维编织层2的表层，喷涂的方式能够使聚四氟乙烯乳液分布更均匀，聚四氟乙烯防护层4外表面更光滑。一些其他的实施例中，聚四氟乙烯乳液也可以通过浸涂的方式覆在纤维编织层2的表层。

一些其他的实施例中，聚四氟乙烯防护层4的部分进入纤维编织层2的织物间隙并与聚四氟乙烯结合层3结合在一起。这样能够使聚四氟乙烯防护层4的可靠性更好。该实施例中，聚四氟乙烯乳液可以通过浸涂的方式覆在纤维编织层2上，此时使部分聚四氟乙烯乳液进入纤维编织层2的织物间隙中与聚四氟乙烯结合层3接触，这样在聚四氟乙烯结合层3和聚四氟乙烯防护层4固化后结合在一起。

一种实施例中，聚四氟乙烯复合管作为液压油管使用。经测试，请参考图6，在高达200℃的环境中，经过长时间的使用，其性能仍能保持稳定。本申请的聚四氟乙烯复合管的柔韧性优于目前的普通液压油管，这使得脉冲膨胀收缩时能够更好维持稳定性。

一种实施例中，请参考图1至图5，还提供一种聚四氟乙烯复合管成型方法，聚四氟乙烯复合管成型方法能够用于制作上述任一实施例中的具有聚四氟乙烯防护层4的聚四氟乙烯复合管，包括：

将聚四氟乙烯乳液覆在聚四氟乙烯材料制成的内管1上；

在覆有聚四氟乙烯乳液的内管1上编织纤维编织层2；

对纤维编织层2和覆有聚四氟乙烯乳液的内管1进行加热，使覆在内管1上的聚四氟乙烯乳液预固化，以将所述纤维编织层2与内管1预固定在一起；

在纤维编织层2外侧覆聚四氟乙烯乳液，对预固定在一起的纤维编织层2和内管1进行烧结，使预固定纤维编织层2与内管1的聚四氟乙烯、覆在纤维编织层2外侧的聚四氟乙烯乳液被烧结固化，形成聚四氟乙烯复合管；

预固定纤维编织层2与内管1的聚四氟乙烯在固化后形成聚四氟乙烯结合层3，覆在纤维编织层2外侧的聚四氟乙烯乳液在固化后形成聚四氟乙烯防护层4。

本申请的聚四氟乙烯复合管成型方法中，纤维编织层2编织在覆有聚四氟乙烯乳液的内管1上，内管1和内管1上聚四氟乙烯乳液经过高温烧结固化，在烧结过程中，内管1加热后膨胀，在热胀的作用下，能够使纤维编织层2紧固在内管1上，纤维编织层2的紧固效果更好。

覆在内管1上的聚四氟乙烯乳液预固化后，能够实现对纤维编织层2与内管1的预固定，避免后续操作中纤维编织层2相对内管1窜动，便于在纤维编织层2的外侧覆上聚四氟乙烯乳液。本申请中预固化应当理解为使聚四氟乙烯乳液加热呈固态并能够实现纤维编织层2与内管1预固定。

进一步的，一种实施例中，请参考图3，在内管1上覆聚四氟乙烯乳液的同时，同步在内管1中已经覆有聚四氟乙烯乳液5的部分上编织纤维编织层2。

具体的，一种实施例中，请参考图3和图4，通过涂覆泵6采用浸涂的方式将聚四氟乙烯乳液5涂覆在内管1上。编织设备处于涂覆泵6的下游，将编织线21直接编织在覆有聚四氟乙烯乳液的内管1上。

基于相同的构思，一种实施例中，请参考图5，在纤维编织层2外侧喷涂聚四氟乙烯乳液的同时，对覆有聚四氟乙烯乳液的内管1和覆有聚四氟乙烯乳液的纤维编织层2同步进行烧结，以提高生产效率。

具体的，一种实施例中，请参考图5，在纤维编织层2上覆聚四氟乙烯乳液后的处理设备包括放料装置7、喷涂装置8、表干装置9、高温烧结固化装置10和裁切装置11。经过预固定在一起的纤维编织层2与内管1缠绕在放料装置7上，依次经过喷涂、表干、高温烧结固化和裁切工序处理。

进一步的，一种实施例中，聚四氟乙烯乳液涂覆在内管1或者纤维编织层2上时，可以采用任意可行的方式，比如一种实施例中，在内管1外围覆上聚四氟乙烯乳液时通过浸涂或喷涂的方式实现。一种实施例中，在纤维编织层2外侧覆上聚四氟乙烯乳液时通过喷涂或浸涂的方式实现。

具体的，一种实施例中，通过喷涂的方式将聚四氟乙烯乳液覆在纤维编织层2外侧的表层上，能够使聚四氟乙烯乳液分布更均匀，成型后聚四氟乙烯复合管的表面更光滑。

进一步的，一种实施例中，将内管1上的聚四氟乙烯乳液预固化时的加热温度为120±50℃。具体的，预固化温度可以选用70℃至170℃之间的任意值，比如70℃、100℃、120℃、150℃、170℃等。预固化加热时间可以采用2分钟至12分钟之间的任意值，比如2分钟、5分钟、12分钟等。

进一步的，一种实施例中，对覆有聚四氟乙烯的内管1和覆有聚四氟乙烯乳液的纤维编织层2的烧结温度为380±50℃。具体的，烧结固化温度可以取330℃至430℃之间的任意值，比如330℃、350℃、380℃、400℃、430℃等。烧结固化时间采用8分钟至12分钟之间的任意值，比如8分钟、10分钟、12分钟等。

一种实施例中，请参考图2，聚四氟乙烯复合管的详细制作过程如下：

聚四氟乙烯的内管1通过挤出烧结工艺成型，在需要内管1具有导电功能时，可以添加导电材料制作多层材质。纤维编织层2采用复丝组合方式进行交叉编织，编织过程需要对内管1进行涂覆涂层并同步进行编织，然后进行预固定，将纤维编织层2与内管1预固定，将预固定后的半成品进行喷涂涂层同步进行烧结固化，最后进行裁切成成品。

一种实施例中，还提供一种聚四氟乙烯复合管成型方法，包括：

将聚四氟乙烯乳液覆在聚四氟乙烯材料制成的内管1上；

在覆有聚四氟乙烯乳液的内管1上编织纤维编织层2；

对纤维编织层2和覆有聚四氟乙烯乳液的内管1进行烧结，使覆在内管1上的聚四氟乙烯乳液烧结固化。

该成型方法仅描述了聚四氟乙烯结合层3与内管1固化后将纤维编织层2固定。实际在生产中，为了防护纤维编织层2，可以在纤维编织层2外增加防护层，例如：为了对纤维编织层2进行防护，一种实施例中，在聚四氟乙烯结合层3烧结固化在内管1上后，在纤维编织层2外侧覆聚四氟乙烯乳液，然后对覆有聚四氟乙烯乳液的纤维编织层2进行烧结固化后，覆在纤维编织层2外侧的聚四氟乙烯乳液形成聚四氟乙烯防护层4。

除了上述通过烧结形成聚四氟乙烯防护层4之外，也可以另外增加聚四氟乙烯防护套管进行防护。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。