一種可控膨脹耐火套管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可控膨脹耐火套管及其制備方法，屬于復合材料及其制備技術領域。本發(fā)明在承載層上制備粘結層，并在粘結層表面粘附膨脹耐火顆粒，得到單層或雙層可控膨脹耐火防火帶；采用附屬結構將所述的單層或雙層可控膨脹耐火防火帶固定于橡膠管外部，得到單層或雙層可控膨脹耐火套管。在高溫環(huán)境中，膨脹耐火顆粒膨脹，發(fā)揮阻燃隔熱作用。所述粘結層在常溫或低溫環(huán)境中主要起粘結作用，在高溫環(huán)境中軟化分解。所述承載層在常溫或低溫環(huán)境中主要承載膨脹耐火顆粒，在高溫環(huán)境中分解炭化。本發(fā)明用于高壓橡膠管，使其耐熱性能大幅提高，使用壽命大幅提高，產品可靠性好，可很好的應用于多種高溫環(huán)境中。
【專利說明】
一種可控膨脹耐火套管及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于復合材料及其制備技術領域，具體涉及一種具備可控膨脹阻燃性能和高效熱防護性能的耐火套管及其制備方法。
【背景技術】
[0002]油田、鋼廠等環(huán)境中有熱源或熱輻射源的高溫環(huán)境下使用的橡膠管，不但要求具有優(yōu)良的耐油、耐壓、耐曲繞、耐疲勞等優(yōu)點，而且要求橡膠管具有較好的阻燃耐火性能。由于橡膠的耐熱溫度低于200°C，在高溫環(huán)境(200?1200°C)中使用時，容易老化分解，導致橡膠管破裂和設備停車，這不但提高了維護成本，降低了生產效率，而且增加了火災、產品污染等安全和生產方面的隱患。
[0003]因此，需要對現有橡膠管進行熱防護，現有應用技術主要有:(I)高壓鋼絲纏繞膠管為基體，外皮包覆耐火涂料層、鋼絲編織層和阻燃層；(2)在原有橡膠管的外表面套上玻璃纖維復合的硅橡膠層；(3)以高壓纏繞膠管為基礎，外層膠采用耐火橡膠，外加隔熱層和不銹鋼編織網。以上方法可在一定程度上提高油管的使用壽命，但是耐火效果存在一定的局限性，主要體現在以下幾個方面:(I)外加阻燃層的橡膠油管，阻燃層具有耐火作用，但是熱導率較高，隔熱效果不佳，熱量通過表層傳到橡膠內管，致使橡膠內管失效；(2)在膠管外加耐火套管，以硅橡膠耐火套管為例，套管厚度一定且不可膨脹，耐火作用明顯，隔熱效果有限；(3)上述第三種方案，既可以耐火又可以隔熱，但是耐火橡膠價格高，導致成本增加；
[4]耐火膠管的管體中阻燃隔熱層失效后需更換整根橡膠管，不但影響生產，而且增加了設備的維護成本。
[0004]所以，針對以上幾個問題，從傳熱學原理出發(fā)，設計并制備具有高效熱防護、可控膨脹阻燃性能的低成本耐火結構是提高液壓油管耐高溫環(huán)境使用壽命的關鍵。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具備高效率、低成本、工藝簡單、可批量生產的具備高效熱防護、可控膨脹性能的耐火套管，由具備高效熱防護、可控膨脹性能的防火帶套在橡膠管外形成。
[0006]本發(fā)明首先提供一種具備高效熱防護結構的可控膨脹耐火防火帶，并應用所述的可控膨脹耐火防火帶制備得到可控膨脹耐火套管，所述可控膨脹耐火防火帶和可控膨脹耐火套管的制備方法包括如下步驟:
[0007]第一步，承載層的制備。
[0008]第二步，承載層表面制備粘結層。
[0009]第三步，粘結層表面粘附膨脹耐火顆粒，得到單層或雙層可控膨脹耐火防火帶。
[0010]第四步，在制備好的所述的單層或雙層可控膨脹耐火防火帶表面覆蓋一層隔離膜進行卷繞，將卷繞后的可控膨脹耐火防火帶置于通風環(huán)境中，常溫干燥10?24h，備用。
[0011 ]第五步，可控膨脹耐火套管的制備。
[0012]根據橡膠管的尺寸，將所述的單層或雙層可控膨脹耐火防火帶卷繞形成筒狀結構，得到單層或雙層可控膨脹耐火套管。應用時，將所述的單層或雙層可控膨脹耐火套管固定于橡膠管外部，即可對橡膠管起到膨脹耐火阻燃隔熱的效果。所述的可控膨脹耐火套管與橡膠管之間可以采用附屬結構固定，所述的附屬結構包括紐扣、搭扣或拉鏈等。單層膨脹耐火套管厚度0.65mm?3.2mm，雙層膨脹耐火套管厚度1.15mm?6.2mm。
[0013]根據應用環(huán)境溫度等條件，在所述的橡膠管外部可以固定一層以上的單層或雙層可控膨脹耐火套管，隨著層數的增加，耐火隔熱性能也顯著增加。
[0014]通過上述方法制備得到的可控膨脹耐火套管，包括膨脹耐火顆粒層、粘結層和承載層，其中，承載層厚度0.1mm，粘結層厚度0.05mm?0.1mm，膨脹耐火顆粒層厚度0.5mm?3.0mm。所述膨脹耐火顆粒通過粘結層粘附于承載層表面，在高溫環(huán)境中，膨脹耐火顆粒膨脹，發(fā)揮隔熱作用。所述粘結層在常溫或低溫環(huán)境中主要起粘結作用，在高溫環(huán)境中軟化分解。所述承載層在常溫或低溫環(huán)境中主要承載膨脹耐火顆粒，在高溫環(huán)境中分解炭化。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0016](I)本發(fā)明提供的耐火套管具有阻燃隔熱作用，環(huán)境溫度較高時，膨脹顆粒膨脹形成膨脹層，阻隔熱流，膨脹層通過酚醛樹脂膨脹炭化和蛭石膨脹實現阻燃作用。引入白炭黑進行增強，同時可提高樹脂基體的耐溫性。引入空心玻璃微珠，降低體系的熱導率，可提高膨脹體系隔熱性能。
[0017](2)本發(fā)明提供的耐火防火帶具有可變形性，適用于在不同直徑的橡膠管外進行纏繞包覆，解決了普通橡膠管在高溫環(huán)境中的阻燃耐火要求，并可通過調節(jié)纏繞層數和纏繞厚度來適應不同阻燃環(huán)境要求。
[0018](3)本發(fā)明提供的耐火防火帶體積小、厚度薄且具有較大的膨脹度。所述的耐火防火帶內含有B階酚醛樹脂和可膨脹蛭石，本體系膨脹倍率可達10倍，膨脹后的體系對橡膠管具有優(yōu)良的熱防護作用。
[0019](4)本發(fā)明充分利用了各種材料的功能特點，所述粘結層在常溫或低溫環(huán)境中主要起粘結作用，在高溫環(huán)境中軟化分解。所述承載層作為承載體，在常溫或低溫環(huán)境中主要承載膨脹耐火顆粒，在高溫環(huán)境中分解炭化。粘結層和承載層在高溫中軟化分解，不影響膨脹顆粒的熱膨脹過程。
[0020](5)本發(fā)明提供的耐火防火帶具有多種安裝形式?？刹捎美p繞式、搭扣式、紐扣式、拉鏈式等多種形式安裝，具有便于安裝和拆卸的特點。
[0021](6)本發(fā)明可以批量制備具備可控膨脹性能的耐火套管。
[0022](7)本發(fā)明用于尚壓橡I父管，使其耐熱性能大幅提尚，使用壽命大幅提尚，廣品可靠性好。
[0023](8)本發(fā)明制備的耐火套管，熱防護效率高、耐火性能好，具有優(yōu)異的隔熱性能，可很好的應用于多種高溫環(huán)境中。
【附圖說明】
[0024]圖1A?圖1D分別是本發(fā)明中可控膨脹耐火套管纏繞式、紐扣式、搭扣式和拉鏈式安裝方式示意圖；
[0025]圖2A和圖2B分別是本發(fā)明中單層可控膨脹耐火套管截面圖及其放大圖；
[0026]圖3A和圖3B分別是本發(fā)明中雙層可控膨脹耐火套管截面圖及其放大圖；
[0027]圖4為單層可控膨脹耐火體系灼燒后宏觀截面圖；
[0028]圖5為單層可控膨脹耐火體系灼燒測試溫度時間關系圖。
[0029]圖中:
[0030]1.隔離膜;2.膨脹耐火顆粒;3.粘結層;4.承載層。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。此外應理解，在閱讀本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明做各種改動或修改，這些等價形式同樣屬于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0032]本發(fā)明提供一種可控膨脹耐火套管的制備方法，具體包括如下步驟:
[0033]第一步，承載層的制備。
[0034]承載層材料可選用棉紗、滌綸、錦綸(尼龍)、腈綸、維綸、丙綸或氨綸，采用織機將所選材料的紗線編織成寬度為5?15cm，厚度為0.1mm的條狀平紋或緞紋布織物，織物經向、瑋向密度為30?50根/10mm。
[0035]第二步，在承載層上制備粘結層。
[0036]粘結層的成分為聚乙烯醇縮甲醛，將聚乙烯醇縮甲醛膠液涂刷到承載層單側，采用刮膠板刮去多余膠液，在承載層的單面形成粘結層;或者將承載層浸入聚乙烯醇縮甲醛膠液中，采用刮膠板刮去多余膠液，在承載層的兩個面分別得到粘結層。
[0037]所述的聚乙烯醇縮甲醛膠液制備過程如下:
[0038]在反應釜中，加入10份去離子水和I份聚乙烯醇，升溫至95°C攪拌溶解。等聚乙烯醇完全溶解后，加入0.5份甲醛(40wt.%工業(yè)純)，攪拌20min后，再加入鹽酸溶液調節(jié)pH值為I?3。在95°C下，攪拌至反應體系變稠，體系中出現氣泡或絮狀物時，加入NaOH溶液調節(jié)pH值到8?9。最后冷卻降溫出料，獲得無色透明粘稠的液體，即聚乙烯醇縮甲醛膠液。
[0039]第三步，在粘結層上粘附膨脹耐火顆粒。
[0040]膨脹耐火顆粒均勻灑落到粘結層表面，使膨脹耐火顆粒粘附到承載層表面(包括單面或者雙面)，得到單層或雙層可控膨脹耐火防火帶。
[0041 ]所述的膨脹耐火顆粒采用如下方式制備得到:
[0042](I)采用百分之一天平分別稱量酚醛樹脂、固化劑、120?200目生蛭石、白炭黑、80?100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量份數為100份、6份、30?70份、I?6份、I?4份、10?40份，然后將120?200目生蛭石、白炭黑、80?100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺通過機械攪拌混勻，作為填料。
[0043](2)在酚醛樹脂中加入填料后攪拌，攪拌速度為200?1500r/min，攪拌時間為3?15min，機械攪拌混勾后，加入固化劑并以200?1500r/min的速度攪拌，攪拌時間為3?15min混勻，得到混合料。所述的固化劑為對甲苯磺酸或磷酸。
[0044](3)將混合料放入烘箱中，60°C固化6h，得到柔軟的膨脹耐火固體料。
[0045](4)最后將膨脹耐火固體料投入造粒機，制得粒徑在0.5?3mm之間的膨脹耐火顆粒，備用。
[0046]第四步，在制備好的所述的單層或雙層可控膨脹耐火防火帶表面覆蓋一層隔離膜，用于儲存和卷繞所述可控膨脹耐火防火帶過程中避免粘連。所述隔離膜厚度可忽略不計，一般選取PE塑料等材料即可。
[0047]將卷繞后的可控膨脹耐火防火帶置于通風環(huán)境中，常溫干燥10?24h，備用。
[0048]第五步，可控膨脹耐火套管的制備。
[0049]采用附屬結構將所述的可控膨脹耐火防火帶卷繞形成筒狀結構，形成可控膨脹耐火套管。使用時，將所述的可控膨脹耐火套管固定于橡膠管外表面即可。根據產品使用特點或用戶要求，所述的附屬結構包括紐扣、搭扣或拉鏈等，將所述的可控膨脹耐火防火帶以纏繞式、紐扣式、搭扣式或拉鏈式固定在橡膠管外表面，形成可控膨脹耐火套管。在進行固定的過程中，要逐步將隔離膜去除，使得膨脹耐火顆粒裸露出來。
[0050]上述制備得到的可控膨脹耐火套管，如果采用單層可控膨脹耐火防火帶，從橡膠管外表面向外依次為膨脹耐火顆粒層、粘結層和承載層。
[0051 ] 實施例1
[0052]采用本發(fā)明提供的方法制備具備高效熱防護結構的單層可控膨脹耐火套管，具體如下:
[0053]第一步，承載層的制備。
[0054]承載層材料選用棉紗，采用織機將棉紗編織成寬度為5cm，厚度為0.1mm的條狀平紋織物，織物經向、瑋向密度均為30根/10_。
[0055]第二步，在承載層上制備粘結層。
[0056]如圖2A和2B所示，將聚乙烯醇縮甲醛膠液涂刷到承載層4單側，采用刮膠板刮去多余膠液，得到粘結層3。
[0057]粘結層的成分為聚乙烯醇縮甲醛，制備過程如下，在反應釜中，加入10份去離子水和I份聚乙烯醇，升溫至95°C攪拌溶解。等聚乙烯醇完全溶解后，加入0.5份甲醛(40wt.%工業(yè)純)，攪拌20min后，再加入鹽酸調節(jié)pH值為I?3。在95°C下，攪拌至反應體系變稠，體系中出現氣泡或絮狀物時，加入NaOH溶液調節(jié)pH值到8?9。最后冷卻降溫出料，獲得無色透明粘稠的液體，即聚乙烯醇縮甲醛膠液。
[0058]第三步，在粘結層3上粘附膨脹耐火顆粒，得到單層可控膨脹耐火防火帶。
[0059]膨脹耐火顆粒2均勻灑落到粘結層3表面，使膨脹耐火顆粒2粘附到承載層4表面，得到單層可控膨脹耐火防火帶。
[0060]所述的膨脹耐火顆粒2采用如下方式制備得到:
[0061](I)采用百分之一天平分別稱量酚醛樹脂、固化劑、120目生蛭石、白炭黑、100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量份數分別為100份、6份、30份、I份、I份、10份，然后將120目生蛭石、白炭黑、100目空心玻璃微珠和偶氮二甲酰胺通過機械攪拌混勻，作為填料。
[0062](2)在酚醛樹脂中加入填料后攪拌，攪拌速度為200r/min，攪拌時間為3min，機械攪拌混勻后，加入固化劑并以200r/min的速度攪拌，攪拌時間為3min混勻，得到混合料。所述固化劑選用對甲苯磺酸。
[0063](3)將混合料放入烘箱中，60°C固化6h，得到柔軟的膨脹耐火固體料。
[0064](4)最后將膨脹耐火固體料投入造粒機，制得粒徑0.5mm的膨脹耐火顆粒，備用。
[0065]第四步，在制備好的所述的單層可控膨脹耐火防火帶表面覆蓋一層隔離膜I，如圖2A和2B，卷繞所述的可控膨脹耐火防火帶，得到卷繞帶。所述的隔離膜I用于儲存和卷繞所述可控膨脹耐火防火帶過程中避免粘連。所述隔離膜厚度可忽略不計。
[0066]將所制備卷繞帶置于通風環(huán)境中，常溫干燥10?24h，備用。
[0067]第五步，將可控膨脹耐火防火帶以30°纏繞角度逐層纏繞，包裹在橡膠管外部，形成可控膨脹耐火套管，如圖1A所示。
[0068]上述方法制備得到的可控膨脹耐火套管，從套管內側到外壁依次為承載層、粘結層和膨脹耐火顆粒層，其中，承載層的厚度0.1mm，粘結層厚度0.05?0.1mm，膨脹耐火顆粒層厚度與膨脹耐火顆粒2直徑相同，為0.5mm，即所述的膨脹耐火顆粒2在粘結層3上形成單層粘附。
[0069]將上述實施例1制備得到的單層可控膨脹耐火防火帶進行灼燒試驗。灼燒試驗用火源采用酒精噴燈，酒精噴燈噴口距離溫度傳感器距離為90mm時，溫度顯示器顯示火焰溫度為1288°C。灼燒試驗均采用此酒精噴燈在距離單層可控膨脹耐火防火帶下表面(具有膨脹耐火顆粒2的一側)90mm距離進行。酒精噴燈依靠下部旋轉平臺的旋轉，對所述的單層可控膨脹耐火防火帶或耐火套管制備成厚度3mm、邊長為10mm的正方形測試試樣，在測試樣中心直徑5cm范圍灼燒，溫度傳感器位于測試試樣被灼燒背面(承載層一面為背面，具有膨脹耐火顆粒2的一面為灼燒面)中心位置，所測溫度顯示于溫度顯示器上，并被電腦記錄軟件所記錄。通過分析時間-溫度曲線，即可得到單層可控膨脹耐火防火帶的阻燃耐熱性能。灼燒測試后結果顯示，測試試樣的膨脹耐火顆粒層膨脹后，厚度為25?30mm，膨脹后試樣截面圖如圖4所示，產品膨脹倍率在10倍以上。
[0070]可控膨脹耐火防火帶測試的時間溫度曲線如圖5所示，當測試火焰溫度為1288°C時，可控膨脹耐火防火帶背面的溫度傳感器測試的溫度可在Ilmin內保持在120°C以下；隨著時間的延長，可控膨脹耐火防火帶背面的溫度緩慢上升。本發(fā)明制備的單層或雙層可控膨脹耐火套管具有優(yōu)良的阻燃耐火性能，尤其適用于苛刻高溫環(huán)境的阻燃耐火隔熱需求。
[0071]實施例2
[0072]采用本發(fā)明提供的方法制備具備高效熱防護結構的膨脹耐火套管，具體如下:
[0073]第一步，承載層的制備。
[0074]承載層材料選用滌綸，采用織機將滌綸的紗線編織成寬度為15cm，厚度為0.1mm的條狀緞紋布，織物經向、瑋向密度均為50根/10_。
[0075]第二步，在承載層上制備粘結層。
[0076]粘結層3的成分為聚乙烯醇縮甲醛，將承載層4浸入聚乙烯醇縮甲醛膠液中，采用刮膠板刮去多余膠液，在承載層4的兩個面分別得到粘結層3，如圖3A和3B。
[0077]所述聚乙烯醇縮甲醛膠液制備過程如下:
[0078]在反應釜中，加入10份去離子水和I份聚乙烯醇，升溫至95°C攪拌溶解。等聚乙烯醇完全溶解后，加入0.5份甲醛(40wt.%工業(yè)純)，攪拌20min后，再加入鹽酸調節(jié)pH值為I?
3。在95 °C下，攪拌至反應體系變稠，體系中出現氣泡或絮狀物時，加入NaOH溶液調節(jié)pH值到8?9。最后冷卻降溫出料，獲得無色透明粘稠的液體，即聚乙烯醇縮甲醛膠液。
[0079]第三步，在粘結層上粘附膨脹耐火顆粒，得到雙層可控膨脹耐火防火帶。
[0080]膨脹耐火顆粒2均勻灑落到粘結層3表面，使膨脹耐火顆粒2粘附到承載層4的兩個面，得到雙層可控膨脹耐火防火帶。[0081 ]所述的膨脹耐火顆粒2的制備通過如下步驟實現:
[0082](I)采用百分之一天平分別稱量酚醛樹脂、固化劑、200目生蛭石、白炭黑、100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量份數分別為100份、6份、70份、6份、4份、40份，然后將200目生蛭石、白炭黑、100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺通過機械攪拌混勻，作為填料。
[0083](2)在酚醛樹脂中加入填料后攪拌，攪拌速度為1500r/min，攪拌時間為15min，機械攪拌混勾后，加入固化劑并以1500r/min的速度攪拌，攪拌時間為15min混勾，得到混合料。所述固化劑選用磷酸。
[0084](3)將混合料放入烘箱中，60°C固化6h，得到柔軟的膨脹耐火固體料。
[0085](4)最后將膨脹耐火固體料投入造粒機，制得粒徑3mm的膨脹耐火顆粒，備用。第四步，在制備好的所述的雙層可控膨脹耐火防火帶表面覆蓋一層隔離膜I，用于儲存和卷繞所述可控膨脹耐火防火帶過程中避免粘連。所述隔離膜厚度可忽略不計。
[0086]將卷繞的可控膨脹耐火防火帶置于通風環(huán)境中，常溫干燥10?24h，備用。
[0087]第五步，在耐火防火帶邊緣安裝附屬結構:搭扣、紐扣或拉鏈，將所述的可控膨脹耐火防火帶通過附屬結構包裹在橡膠管外部，形成可控膨脹耐火套管，如圖1B、圖1C和圖1D所示。
[0088]所述的可控膨脹耐火套管包裹在橡膠管外部，從內層到外壁依次為膨脹顆粒層、粘結層、承載層、粘結層和膨脹顆粒層，所述的膨脹顆粒層厚度3mm，粘結層厚度0.05?
0.1mm，承載層厚度0.1mm。雙層膨脹顆粒層使得所述的雙層可控膨脹耐火套管的耐火隔熱性能進一步提尚。
[0089]實施例3
[0090]采用本發(fā)明提供的方法制備具備高效熱防護結構的膨脹耐火套管，具體如下:
[0091]第一步，承載層的制備。
[0092]承載層材料選用氨綸，采用織機將氨綸紗線編織成寬度為10cm，厚度為0.1mm的條狀平紋織物，織物經向、瑋向密度均為50根/10_。
[0093]第二步，在承載層上制備粘結層。
[0094]如圖2A和2B所示，將聚乙烯醇縮甲醛膠液涂刷到承載層4單側，采用刮膠板刮去多余膠液，得到粘結層3。
[0095]粘結層的成分為聚乙烯醇縮甲醛，制備過程如下，在反應釜中，加入10份去離子水和I份聚乙烯醇，升溫至95°C攪拌溶解。等聚乙烯醇完全溶解后，加入0.5份甲醛(40wt.%工業(yè)純)，攪拌20min后，再加入鹽酸調節(jié)pH值為I?3。在95°C下，攪拌至反應體系變稠，體系中出現氣泡或絮狀物時，加入NaOH溶液調節(jié)pH值到8?9。最后冷卻降溫出料，獲得無色透明粘稠的液體，即聚乙烯醇縮甲醛膠液。
[0096]第三步，在粘結層3上粘附單層膨脹耐火顆粒，得到單層可控膨脹耐火防火帶。
[0097]膨脹耐火顆粒2均勻灑落到粘結層3表面，使膨脹耐火顆粒2粘附到承載層4表面，得到單層可控膨脹耐火防火帶。
[0098]所述的膨脹耐火顆粒2采用如下方式制備得到:
[0099](I)采用百分之一天平分別稱量酚醛樹脂、固化劑、120目生蛭石、白炭黑、80目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量份數分別為100份、6份、40份、3份、4份、20份，然后將120目生蛭石、白炭黑、80目空心玻璃微珠和偶氮二甲酰胺通過機械攪拌混勻，作為填料。
[0100](2)在酚醛樹脂中加入填料后攪拌，攪拌速度為1200r/min，攪拌時間為lOmin，機械攪拌混勾后，加入固化劑并以1200r/min的速度攪拌，攪拌時間為1min混勾，得到混合料。所述固化劑選用磷酸。
[0101](3)將混合料放入烘箱中，60°C固化6h，得到柔軟的膨脹耐火固體料。
[0102](4)最后將膨脹耐火固體料投入造粒機，制得粒徑0.5?Imm的膨脹耐火顆粒，備用。
[0103]第四步，在制備好的所述的單層可控膨脹耐火防火帶表面覆蓋一層隔離膜I，如圖2A和2B，卷繞所述的可控膨脹耐火防火帶，得到卷繞帶。所述的隔離膜I用于儲存和卷繞所述可控膨脹耐火防火帶過程中避免粘連。所述隔離膜厚度可忽略不計。
[0104]將所制備卷繞帶置于通風環(huán)境中，常溫干燥10?24h，備用。
[0105]第五步，將可控膨脹耐火防火帶以拉鏈方式纏繞并包裹在橡膠管外部，形成可控膨脹耐火套管，如圖1D所示，對所述的橡膠管起到保護作用。
[0106]上述制備得到的單層可控膨脹耐火套管，耐熱性能和使用壽命相對于普通的高壓橡膠管大幅提高，產品的可靠性好。在常溫和低溫環(huán)境中，所述的單層可控膨脹耐火套管上的膨脹耐火顆粒不變化。高溫(200°C以上)環(huán)境中，所述的單層可控膨脹耐火套管上的膨脹耐火顆粒膨脹，膨脹體積增加10倍以上，發(fā)揮隔熱作用。
[0107]經測試，本發(fā)明提供的單層或雙層可控膨脹耐火套管，當加熱溫度在200°C以下時，隔熱不膨脹，當加熱溫度超過200°C時，開始膨脹，發(fā)揮隔熱、耐火、防火作用。
[0108]試驗結果顯示，本發(fā)明提供的可控膨脹耐火套管，在使用溫度為200°C以下的環(huán)境中，只是作為普通的膠管的保護層，當膠管的使用溫度達到200°C以上時，膨脹耐火顆粒會發(fā)生膨脹，實現耐火套管的隔熱耐火作用，尤其是雙層可控膨脹耐火套管中兩層膨脹耐火顆粒的膨脹，大大提高隔熱作用，保證膠管本身的工作可靠性，進而提高現有膠管的使用壽命。目前，以高溫硅膠和玻璃纖維為基本組成的現有的耐火套管，在500°C環(huán)境中保護橡膠內管，其有效使用壽命不到一個月，在高溫環(huán)境中，若采用本發(fā)明提供的阻燃、耐火可控膨脹的套管對橡膠內管進行防護，膨脹炭化后的防護層可發(fā)揮長期耐火防火作用，有效使用壽命可達半年以上。
【主權項】
1.一種可控膨脹耐火套管的制備方法，其特征在于:包括如下步驟， 第一步，承載層的制備； 第二步，承載層表面制備粘結層； 粘結層的成分為聚乙烯醇縮甲醛，將聚乙烯醇縮甲醛膠液涂刷到承載層單側，采用刮膠板刮去多余膠液，在承載層的單面形成粘結層;或者將承載層浸入聚乙烯醇縮甲醛膠液中，采用刮膠板刮去多余膠液，在承載層的兩個面分別得到粘結層； 第三步，粘結層表面粘附膨脹耐火顆粒，得到單層或雙層可控膨脹耐火防火帶； 第四步，在制備好的所述的單層或雙層可控膨脹耐火防火帶表面覆蓋一層隔離膜進行卷繞，將卷繞后的可控膨脹耐火防火帶置于通風環(huán)境中，常溫干燥10?24h，備用； 第五步，可控膨脹耐火套管的制備； 根據橡膠管的尺寸，將所述的單層或雙層可控膨脹耐火防火帶卷繞形成筒狀結構，得到單層或雙層可控膨脹耐火套管。2.根據權利要求1所述的一種可控膨脹耐火套管的制備方法，其特征在于:承載層材料選用棉紗、滌綸、錦綸、腈綸、維綸、丙綸或氨綸，將所選材料的紗線編織成條狀平紋或緞紋布織物，織物經向、瑋向密度為30?50根/10mm。3.根據權利要求1所述的一種可控膨脹耐火套管的制備方法，其特征在于:所述的聚乙烯醇縮甲醛膠液制備過程如下: 在反應釜中，加入10份去離子水和I份聚乙烯醇，升溫至95°C攪拌溶解；聚乙烯醇完全溶解后，加入0.5份甲醛，攪拌20min后，再加入鹽酸溶液調節(jié)pH值為I?3;在95 °C下，攪拌至反應體系變稠，體系中出現氣泡或絮狀物時，加入NaOH溶液調節(jié)pH值到8?9;最后冷卻降溫出料，獲得無色透明粘稠的液體，即聚乙烯醇縮甲醛膠液。4.根據權利要求1所述的一種可控膨脹耐火套管的制備方法，其特征在于:所述的膨脹耐火顆粒采用如下方式制備得到: (1)分別稱量酚醛樹脂、固化劑、120?200目生蛭石、白炭黑、80?100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺的重量份數為100份、6份、30?70份、I?6份、I?4份、10?40份，然后將120?200目生蛭石、白炭黑、80?100目空心玻璃微珠、偶氮二甲酰胺通過機械攪拌混勻，作為填料； (2)在酚醛樹脂中加入填料后攪拌，攪拌速度為200?1500r/min，攪拌時間為3?15min，機械攪拌混勾后，加入固化劑并以200?1500r/min的速度攪拌，攪拌時間為3?15min混勾，得到混合料； (3)將混合料放入烘箱中，60°C固化6h，得到膨脹耐火固體料； (4)將膨脹耐火固體料投入造粒機，制得粒徑在0.5?3mm之間的膨脹耐火顆粒，備用。5.根據權利要求4所述的一種可控膨脹耐火套管的制備方法，其特征在于:所述的固化劑為對甲苯磺酸或磷酸。6.一種可控膨脹耐火套管，其特征在于:包括膨脹耐火顆粒層、粘結層和承載層，其中，承載層厚度0.1mm，粘結層厚度0.05mm?0.1mm，膨脹耐火顆粒層厚度0.5mm?3.0mm;所述膨脹耐火顆粒通過粘結層粘附于承載層表面;單層膨脹耐火套管厚度0.65mm?3.2mm，雙層膨脹耐火套管厚度1.15mm?6.2mm。7.根據權利要求6所述的一種可控膨脹耐火套管，其特征在于:當溫度在200°C以下時，隔熱不膨脹，當溫度超過200 V時，膨脹耐火顆粒開始膨脹，發(fā)揮隔熱、耐火、防火作用，膨脹倍率10倍以上。8.根據權利要求6所述的一種可控膨脹耐火套管的應用，其特征在于:將權利要求6中所述的可控膨脹耐火套管采用附屬結構固定于橡膠管外部，或者纏繞在橡膠管外部，得到具有單層或雙層可控膨脹耐火套管的橡膠管;根據需要，在所述的橡膠管外部固定一層以上可控膨脹耐火套管。
【文檔編號】B32B27/14GK105907030SQ201610272765
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】王鳳嶺, 楊中甲
【申請人】河北西伯力特種橡膠有限公司