CN100520142C - 氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管的制备方法 - Google Patents
氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种通过挤出生产，且由氟橡胶内层(1)、耐油硅橡胶中层(2)、芳纶线(3)和硅橡胶外层(4)组成的汽车用涡轮增压胶管，突破了以往三层结构的涡轮增压管，采用四层结构，并采用了先进的挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型，挤出的涡轮增压管外观达到无杂质、无缺陷、平整，光滑的效果。不但提高了生产效率，而且通过我们对胶料配方，结构几方面的研究与开发，使胶管的各项性能都能满足使用要求，进一步改善了胶管的耐油性、耐高温性，耐渗透性，提高了胶管的爆破压力，延长了胶管的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车涡轮增压胶管技术领域，特别涉及一种氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管及其制备方法。
背景技术
随着汽车排放标准的越来越严格，汽车制造商不仅要满足环保要求，同时又要满足客户的需求，保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性，因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。在欧洲，涡轮增压器已经占到了50％，在亚洲、美国也都在增长。涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。这就意味着既要求耐高温、又要求耐燃油的涡轮增压胶管的开发与研制势在必行。
汽车工业是国民经济支柱产业，近年来随着行业的蓬勃发展，涡轮增压器已经由竞赛用的跑车或方程式赛车普及到许多类型汽车上，涡轮增压器市场需求巨大。涡轮增压器胶管用于输送空气和废气，通常要承受200摄氏度以上高温，起到连接、减震、降噪的作用，一旦损坏将会使增压器转速高、压比增大导致发动机工作粗暴等严重后果。由于涡轮增压器硅胶管技术含量高，生产难度大，目前国内尚无专业生产厂家。欧美国家的一些高档轿车要求采用此种硅胶管，普通轿车也有采用乙烯丙烯酸酯涡轮增压胶管，但采用乙烯丙烯酸酯橡胶的最高耐温只能到175℃，而采用硅胶，最高温度能够到250℃，而且氟胶的耐燃油性能比乙烯丙烯酸酯橡胶更加优越，故采用内胶为氟胶，外胶为硅橡胶的涡轮增压胶管更加适合温度要求越来越高的发动机系统。
发明内容
本发明的目的主要是解决现有涡轮增压胶管在耐高温、耐热油、耐渗透性能差的要求。由于氟橡胶在主链或侧链的碳原子上含有氟原子和一种合成高分子弹性体，氟原子的电负性极高，故具有极佳的耐燃油性。将氟橡胶设计在胶管的内层，能够保证胶管内部的耐燃油性能，硅橡胶是一种分子链兼具有机和无机性质的高分子材料，因其分子主链由硅原子和氧原子交替构成(—Si—O—Si—)，且键能比一般橡胶大的多，故硅橡胶具有很好的耐热性(-50℃～250℃)，将此种硅橡胶设计在胶管的外层，可以满足发动机外部的高温性能，硅橡胶经过改性后有新型的耐油硅胶，在耐温许可的条件下，使硅胶具有一定的耐油性，将此种硅胶设计在涡轮增压管的中层，既满足了耐油性又满足了耐高温性。
本发明的氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管，具有四层结构，包括氟橡胶内层1、耐油硅胶中层2、芳纶线3和硅橡胶外层4；内层厚度为0.4～1.0mm，中层厚度为1～4mm，芳纶线层0.1～2mm，外层厚度为1～4mm。胶管的孔径根据各种汽车胶管的要求具体配置。
本发明的氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管的制备方法，包括如下步骤：
1)管胚制造过程
氟胶内层与耐油硅橡胶中层双复合挤出：氟胶内层控制挤出温度从机头到螺杆依次为80℃～50℃，70℃～40℃，70℃～40℃，70℃～40℃，70℃～40℃；
耐油硅橡胶中层挤出温度从机头到螺杆依次为50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃；
增强层：
外胶挤出：挤出温度从机头到螺杆依次为50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃；
2)硫化成型过程：
采用两段硫化方法，一段硫化参数：硫化温度为130～180℃，硫化时间为5～60min；二段硫化参数：硫化温度为150～200℃，硫化时间为1～4h。
本发明突破了以往三层结构的涡轮增压管，采用四层结构，并采用了先进的挤出工艺、编织工艺使胶管一次成型，挤出的涡轮增压管外观达到无杂质、无缺陷、平整，光滑的效果。不但提高了生产效率，而且通过我们对胶料配方，结构几方面的研究与开发，使胶管的各项性能都能满足使用要求，进一步改善了胶管的耐油性、耐高温性，耐渗透性，提高了胶管的爆破压力，延长了胶管的使用寿命。
附图说明
图1：为本发明涡轮增压胶管。
图2：为本发明涡轮增压胶管的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
生产一种如图1所示的内径为50±0.5mm×4±0.5mm×400±3mm的涡轮增压胶管，步骤如图2所示的如下：
1)管胚制造过程
挤出内胶和中胶：在双复合挤出机上同时挤出氟胶和硅胶，设定内胶氟胶挤出温度为60℃，50℃，50℃，50℃，50℃，中胶硅胶的挤出温度均为40℃，30℃，30℃，30℃，30℃。
增强层为芳纶线。
挤出外胶：选择合适的机针、口型将硅胶混炼胶直接挤出，设定外胶挤出温度依次为40℃，30℃，30℃，30℃，30℃。
2)硫化：
在硫化罐里进行一次硫化，一段硫化参数：温度为170℃，时间为20min，之后在烘箱中进行二次硫化成型，二段硫化参数：温度为180℃，时间为2h。
此种结构的氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管能够满足耐燃油、耐渗透、耐高温的使用要求，且具有较高的爆破压力，能够满足汽车发动机系统的使用要求。此胶管与原有的乙烯丙烯酸酯涡轮增压胶管相比有如下特点：
| 序号 | 测试项目及指标要求 | 乙烯丙烯酸酯胶管 | 氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管 |
| 1 | 附着力≥4N/mm | 4.4N/mm | 4.5N/mm |
| 2 | 空气交变试验≥100000次 | 130850次 | 151320次 |
| 3 | 压缩永久变形94h/23℃≤75％ | 52％ | 45％ |
| 4 | 适用温度范围 | -35℃～175℃ | -50℃～250℃ |
| 5 | 渗透性能24h/80℃<6g/100cm<sup>2</sup> | 5.1g/100cm<sup>2</sup> | 3.6g/100cm<sup>2</sup> |
实施例2：
生产内径为60±1mm×6±0.5mm×600±3mm的涡轮增压胶管，方法步骤如实施例1所示，所不同的是：
设定内胶氟胶挤出温度为80℃，70℃，70℃，70℃，70℃，中胶硅胶的挤出温度均为50℃，40℃，40℃，40℃，40℃。
增强层为芳纶线。
外胶挤出温度依次为50±5℃，40±5℃，40±5℃，40±5℃，40±5℃。
一段硫化参数：温度为180℃，时间是10min，二段硫化参数：温度为200℃，时间为1h。
此种结构的氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管能够满足耐燃油、耐渗透、耐高温的使用要求，且具有较高的爆破压力，能够满足汽车发动机系统的使用要求。此胶管与原有的乙烯丙烯酸酯涡轮增压胶管相比有如下特点：
| 序号 | 测试项目及指标要求 | 乙烯丙烯酸酯胶管 | 氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管 |
| 1 | 附着力≥4N/mm | 4.4N/mm | 4.5N/mm |
| 2 | 空气交变试验≥100000次 | 130850次 | 165875次 |
| 3 | 压缩永久变形94h/23℃≤75％ | 52％ | 55％ |
| 4 | 适用温度范围 | -35℃～175℃ | -50℃～250℃ |
| 5 | 渗透性能24h/80℃<6g/100cm<sup>2</sup> | 5.1g/100cm<sup>2</sup> | 3.0g/100cm<sup>2</sup> |
实施例3：
生产内径为20±1mm×3±0.5mm×400±3mm的涡轮增压胶管，方法步骤如实施例1所示，所不同的是：
设定内胶氟胶挤出温度为50℃，40℃，40℃，40℃，40℃，中胶硅胶的挤出温度均为20℃，20℃，20℃，20℃，20℃。
增强层为芳纶线。
外胶挤出温度依次为20±5℃，20±5℃，20±5℃，20±5℃，20±5℃。
一段硫化参数：温度为130℃，时间是60min，二段硫化参数：温度为150℃，时间为4h。
此种结构的氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管能够满足耐燃油、耐渗透、耐高温的使用要求，且具有较高的爆破压力，能够满足汽车发动机系统的使用要求。此胶管与原有的乙烯丙烯酸酯涡轮增压胶管相比有如下特点：
| 序号 | 测试项目及指标要求 | 乙烯丙烯酸酯胶管 | 氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管 |
| 1 | 附着力≥4N/mm | 4.4N/mm | 4.3N/mm |
| 2 | 空气交变试验≥100000次 | 130850次 | 154786次 |
| 3 | 压缩永久变形94h/23℃≤75％ | 52％ | 47％ |
| 4 | 适用温度范围 | -35℃～175℃ | -50℃～250℃ |
| 5 | 渗透性能24h/80℃<6g/100cm<sup>2</sup> | 5.1g/100cm<sup>2</sup> | 2.87g/100cm<sup>2</sup> |
Claims (1)
1.一种氟橡胶与耐油硅橡胶、硅橡胶涡轮增压胶管的制备方法，其特征包括如下步骤：
1)管胚制造过程
氟橡胶内层与耐油硅橡胶中层双复合挤出：氟橡胶内层控制挤出温度从机头到螺杆依次为80℃～50℃，70℃～40℃，70℃～40℃，70℃～40℃，70℃～40℃；
耐油硅橡胶中层挤出温度从机头到螺杆依次为50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃；
增强层为芳纶线；
外胶挤出：挤出温度从机头到螺杆依次为50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃；
2)硫化成型过程：
采用两段硫化方法，一段硫化参数：硫化温度为130～180℃，硫化时间为5～60min；二段硫化参数：硫化温度为150～200℃，硫化时间为1～4h；
制得的涡轮增压胶管具有氟橡胶内层(1)、耐油硅胶中层(2)、芳纶线(3)和硅橡胶外层(4)的四层结构，内层厚度为0.4～1.0mm，中层厚度为1～4mm，芳纶线层0.1～2mm，外层厚度为1～4mm。
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