CN101418889B - 低渗透空调胶管的结构与制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉低渗透空调胶管的结构与制备方法。低渗透空调胶管的结构是由内向外依次由三元乙丙橡胶内胶层(1)、氟素改性尼龙MXD6屏蔽层(2)、氯化丁基橡胶中胶层(3)、浸胶聚酯纤维增强层(4)、氯丁橡胶粘结层(5)、浸胶聚酯纤维增强层(6)、三元乙丙橡胶外胶层(7)组成；利用负电荷处理屏蔽层表面，突破了屏蔽层超耐渗透材料与两层胶料的良好粘接，同时，屏蔽层材料采用氟素改性尼龙树脂，对比常规屏蔽材料耐制冷剂的渗透提高了1.5倍。在生产线挤出的尼龙、内胶、纱线缠绕、外胶、外包塑能够一次成型，产品的整体性能好，层与层之间有较强的附着力。骨架材料为缠绕织物，与编织结构相比，生产效率高，胶管柔顺性好，不易塌瘪。
Description
技术领域
本发明涉及胶管技术领域，特别涉及低渗透空调胶管的结构与制备方法。
背景技术
随着汽车制造技术尤其是汽车空调技术的迅猛发展，汽车空调胶管是发展最快的汽车用胶管制品。其原始结构有橡胶/织物/橡胶、橡胶/钢丝/橡胶两种；由于新型空调致冷剂R134a的应用，空调胶管的结构与材料显著变化，从国际和其他国家标准来看，主要有热塑性树脂/橡胶/织物/橡胶、橡胶/热塑性树脂/橡胶/织物/橡胶两种结构，由于热塑性树脂常温状态下柔韧性差、表面光滑且透水性高，不利于渗透性能以及与接头匹配，所以橡胶/热塑性树脂/橡胶/织物/橡胶这种结构逐渐成为空调胶管的发展方向，如专利CN02286078发明了一种新型汽车空调胶管具有5层结构，从外表层到内表层依次为：外胶层、承压层、内胶层、尼龙层和防渗层，其中承压层由强力线编制或缠绕而成，即内胶层由一层树脂和一层橡胶组成，这种结构被认为是适应新型汽车空调致冷剂R134a的最佳选择。例如，德国凤凰公司开发的汽车用空调胶管，内胶层由聚酰胺和三元乙丙橡胶组成，聚酰胺内衬层很薄，增强层为聚酯纤维，外胶层使用三元乙丙橡胶。据称，这种空调胶管具有渗透低、耐高温等优点，可在-40~140℃的环境下使用，甚至可用于160℃的高温环境下。日本横滨橡胶公司开发的汽车用空调胶管，内胶层采用了两层橡胶和一层树脂薄膜，树脂薄膜缠绕在两层橡胶之间，起防渗透作用；橡胶层的材料为氯化丁基橡胶，树脂层为尼龙6；内胶层中两层的厚度均为0.8mm，尼龙树脂层为0.3mm。增强层以聚酯纤维编织而成，外胶层厚度为2mm，挤出包覆。
然而由于目前环境要求越来越严格，对应环境要求管路的渗透性能也在逐步提高。以上空调胶管结构虽然可以在结构和功能上满足使用要求但不能满足渗透要求，且柔韧性较差。即开发有一定柔韧性的低渗透空调胶管已经提上日程。
低渗透汽车空调胶管是技术要求很高的胶管产品。其关键技术指标为：渗透量SAEJ2064要求<9.7kg/m2/yr。而目前以尼龙6、尼龙66为阻隔层的空调胶管结构渗透量约为12kg/m2/yr，由于更低渗透量的要求，原有阻隔材料已经不能满足要求，必须开发应用新的阻隔材料，以及改进生产工艺配合新材料的应用。
发明内容
本发明的目的是设计一种渗透量小于9.7kg/m2/yr的空调胶管，同时其他性能达到SAEJ2064要求。通过材料选择、工艺研究及结构设计来实现胶管对R134a的低渗透性，其功能满足标准SAE J2064，且管路具有一定的柔韧性。
本发明的低渗透空调胶管的结构如下：
低渗透空调胶管的结构是由内向外依次由三元乙丙橡胶内胶层1、氟素改性尼龙MXD6屏蔽层2、氯化丁基橡胶中胶层3、浸胶聚酯纤维增强层4、氯丁橡胶粘结层5、浸胶聚酯纤维增强层6、三元乙丙橡胶外胶层7组成。
本发明的低渗透空调胶管的结构的制备方法，各层的制备方法如下：
三元乙丙橡胶从机头到螺杆依次为：75±5℃、70±5℃、65±5℃、60±5℃；内层挤出厚度：1.0±0.2mm；外层挤出厚度：1.25±0.1mm
氟素改性尼龙MXD6的机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度、喂料口温度为：260±5℃，255±5℃，255±5℃，240±5℃，180±5℃；挤出厚度：0.2±0.05mm
氯化丁基橡胶从机头到螺杆依次为：95±5℃，90±5℃，85±5℃，80±5℃；挤出厚度：0.8±0.2mm
氯丁橡胶从机头到螺杆依次为：70±5℃，65±5℃，60±5℃，60±5℃；挤出厚度：0.8±0.2mm
聚酯纤维增强层的缠绕方法是：
缠绕第一层选择浸胶2000d聚酯线，缠绕机选择32锭，行程设定37mm；
缠绕第二层选择浸胶2000d聚酯线，缠绕机选择32锭，行程设定40mm。
下面对各层的做用作以详细说明：
内胶层1：选择三元乙丙橡胶对R134a有良好的耐腐蚀性、橡胶柔韧性好、有效加强胶管与连接件的密封效果，同时隔离R134a与屏蔽层，有效防止屏蔽层吸水而导致的R134a总量的流失。
屏蔽层2：选择氟素改性尼龙MXD6耐渗透性能优异。
中胶层3：氯化丁基橡胶透气透湿性低，玻璃化转变温度低，在大气环境下的耐老化和耐候性好，硫化多样性、速度快、加工安全，进一步增强耐渗透性能。
增强层4、6：聚酯纤维线材外观挺括，热稳定性好，通过浸胶提高与接触层的粘合力，增强耐曲挠、脉冲，提高爆破压力等性能，双层缠绕结构在不损失增强效果的前提下增加了加强层的柔韧性。
粘结层5：选择与浸胶聚酯线粘结最好的氯丁橡胶为粘结层，保证粘结效果。
外胶层7：三元乙丙橡胶，耐热性、耐臭氧性能优异，耐环境老化好起到保护作用。同时耐渗透较好。
另外在生产过程中需要两层辅助层：芯棒与外包塑层。
鹏翎公司自主研发的低渗透空调胶管，利用负电荷处理屏蔽层表面，突破了屏蔽层超耐渗透材料与两层胶料的良好粘接，同时，屏蔽层材料采用氟素改性尼龙树脂，对比常规屏蔽材料耐制冷剂的渗透提高了1.5倍。在生产线挤出的尼龙、内胶、纱线缠绕、外胶、外包塑能够一次成型，产品的整体性能好，层与层之间有较强的附着力。骨架材料为缠绕织物，与编织结构相比，生产效率高，胶管柔顺性好，不易塌瘪。
附图说明
图1：为本发明七层结构的低渗透空调胶管。
其中：1、三元乙丙橡胶层，2、氟素改性尼龙层，3、氯化丁基橡胶层，4、浸胶聚酯纤维层，5、氯丁橡胶层，6、浸胶聚酯纤维层，7、三元乙丙橡胶层。
具体实施方式
实施例1：
生产一种内径为8.2±0.2mm×17.2±0.5mm×1000±3mm的低渗透燃油胶管，步骤如下：
1、挤出：
①单螺杆挤出机带芯挤出胶管内层三元乙丙橡胶，芯棒直径选择7.9±0.1mm，挤出温度：80℃、75℃、65℃、60℃，挤出壁厚1.0mm。
②单螺杆尼龙T型挤出机带芯挤出屏蔽层氟素改性尼龙树脂，挤出温度：260℃，255℃，255℃，240℃，180℃，挤出壁厚0.2mm。
③单螺杆T型挤出机挤出中胶层氯化丁基橡胶，挤出之前对尼龙层进行电晕负离子表面处理，挤出温度：100℃、95℃、85℃、80℃，中胶挤出厚度为0.8mm；
④缠绕第一层选择浸胶2000d聚酯线，缠绕机选择24锭，行程设定26mm；
⑤单螺杆T型挤出机挤出粘合层氯丁橡胶，挤出温度：80℃、70℃、65℃、60℃，挤出壁厚0.8mm。
⑥缠绕第二层选择浸胶2000d聚酯线，缠绕机选择24锭，行程设定28mm；
⑦单螺杆直型挤出机挤出外胶层三元乙丙橡胶，挤出温度：80℃、70℃、65℃、60℃，厚度1.25mm；
单螺杆T型塑料挤出机包塑TPX层，厚度1mm。
实施例2：
生产一种内径为15.9±0.2mm×24.9±0.5mm×1000±3mm的低渗透燃油胶管，步骤如下：
1、挤出：
①单螺杆挤出机带芯挤出胶管内层三元乙丙橡胶，芯棒直径选择15.6±0.1mm，挤出温度：75℃、70℃、65℃、60℃，挤出壁厚1.2mm。
②单螺杆尼龙T型挤出机带芯挤出屏蔽层氟素改性尼龙树脂，挤出温度：255℃，255℃，255℃，240℃，180℃，挤出壁厚0.25mm。
③单螺杆T型挤出机挤出中胶层氯化丁基橡胶，挤出之前对尼龙层进行电晕负离子表面处理，挤出温度：95℃、90℃、85℃、80℃，中胶挤出厚度为1.0mm；
④缠绕第一层选择浸胶2000d聚酯线，缠绕机选择32锭，行程设定37mm；
⑤单螺杆T型挤出机挤出粘合层氯丁橡胶，挤出温度：70℃、65℃、60℃、60℃，挤出壁厚0.6mm。
⑥缠绕第二层选择浸胶2000d聚酯线，缠绕机选择32锭，行程设定40mm；
⑦单螺杆直型挤出机挤出外胶层三元乙丙橡胶，挤出温度：75℃、70℃、65℃、60℃，厚度1.26mm；
单螺杆T型塑料挤出机包塑TPX层，厚度1mm。
实施例3：
生产一种内径为28.5±0.2mm×37.5±0.5mm×1000±3mm的低渗透燃油胶管，步骤如下：
1、挤出：
①单螺杆挤出机带芯挤出胶管内层三元乙丙橡胶，芯棒直径选择28.0±0.1mm，挤出温度：70℃、65℃、60℃、55℃，挤出壁厚0.8mm。
②单螺杆尼龙T型挤出机带芯挤出屏蔽层氟素改性尼龙树脂，挤出温度：255℃，255℃、250℃、240℃，175℃，挤出壁厚0.15mm。
③单螺杆T型挤出机挤出中胶层氯化丁基橡胶，挤出之前对尼龙层进行电晕负离子表面处理，挤出温度：95℃、85℃、80℃、75℃，中胶挤出厚度为0.6mm；
④缠绕第一层选择浸胶3000d聚酯线，缠绕机选择36锭，行程设定62mm；
⑤单螺杆T型挤出机挤出粘合层氯丁橡胶，挤出温度：70℃、65℃、60℃、55℃，挤出壁厚1.0mm。
⑥缠绕第二层选择浸胶3000d聚酯线，缠绕机选择36锭，行程设定65mm；
⑦单螺杆直型挤出机挤出外交胶层，挤出温度：70℃、65℃、65℃、55℃，厚度1.24mm；
单螺杆T型塑料挤出机包塑TPX层，厚度1mm。
下表为以上实施例产品性能检测结果：
Claims (1)
1.一种空调胶管的制备方法，其特征是所述的空调胶管由内向外依次由三元乙丙橡胶内胶层(1)、氟素改性尼龙MXD6屏蔽层(2)、氯化丁基橡胶中胶层(3)、浸胶聚酯纤维增强层(4)、氯丁橡胶粘结层(5)、浸胶聚酯纤维增强层(6)、三元乙丙橡胶外胶层(7)组成；制备方法如下：三元乙丙橡胶从机头到螺杆挤出温度依次为：75±5℃、70±5℃、65±5℃、60±5℃；氟素改性尼龙MXD6的机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度和喂料口温度为：260±5℃，255±5℃，255±5℃，240±5℃，180±5℃；氯化丁基橡胶从机头到螺杆挤出温度依次为：95±5℃，90±5℃，85±5℃，80±5℃；氯丁橡胶从机头到螺杆挤出温度依次为：70±5℃，65±5℃，60±5℃，60±5℃。
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