CN101532595B - 五层四氟乙烯树脂膜缠绕异型燃油胶管与制造方法 - Google Patents
五层四氟乙烯树脂膜缠绕异型燃油胶管与制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及胶管技术领域，特别涉及一种五层四氟乙烯树脂膜缠绕异型燃油胶管与制造方法。本发明的五层四氟乙烯树脂膜缠绕燃油胶管，由内向外依次由氟橡胶层2、F200层3、中胶层4、加强层5和外胶层6组成，各层厚度为氟橡胶层0.5～0.8mm、F200层0.05mm、中胶层1.0～1.5mm、外胶层1.0～2.0mm，内径范围7.3mm～15.7mm。通过选择以上材料和基础工艺，制备该结构管路不仅能起到阻隔燃料渗透的作用，达到欧四的渗透要求，还解决了目前异型欧四燃油管路成型困难，软管柔韧性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及胶管技术领域，特别涉及一种五层四氟乙烯树脂膜缠绕异型燃油胶管与制造方法。
背景技术
本发明是针对欧洲四号以上排放标准的新型产品，由于欧四要求在中国实施日期的日益临近，越来越多的汽车厂要求零部件达到欧四排放标准，在汽车胶管行业，以前与欧四对应的燃油胶管结构1，如图1所示，为内层挤出氟树脂1、中胶层4、加强层5和外胶层6。由于氟树脂常温状态为玻璃化状态，硬度大，不容易变形，因此在制造复杂空间走向的异型燃油管，如图2所示形状，时很难使带氟树脂层的半成品在硫化穿芯棒工序包附在芯棒上，造成弯角处起褶皱、脱层等的问题；因此目前对应欧四的异型燃油管路产品尤其是复杂形状产品工艺很难保证。
发明内容
杜邦公司最近开发出一种聚四氟乙烯薄膜(F200)，通过减小产品的厚度大大降低了常温下的柔韧性，而且产品阻隔能力已经得到认可，价格合理。鹏翎公司设计合理的工艺将其应用到目前燃油系统管路上，以解决氟树脂柔韧性差、不能做异型的缺陷，并首先应用到汽车上，经实验验证渗透性能略有提高。
本发明提出挤出软管内胶层、缠绕F200氟树脂薄膜再包覆胶管中外胶层的方法，得到结构，如图3所示，为氟橡胶层2、F200层3、中胶层4、加强层5、外胶层6，即使用氟橡胶组合F200薄膜的结构替代结构1中的THV层。
本发明的五层四氟乙烯树脂膜缠绕燃油胶管，由内向外依次由氟橡胶层2、F200层3、中胶层4、加强层5和外胶层6组成，各层厚度为氟橡胶层0.5～0.8mm、F200层0.05mm、中胶层1.0～1.5mm、外胶层1.0～2.0mm，内径范围7.3mm～15.7mm。
本发明的五层四氟乙烯树脂膜缠绕燃油胶管的制造方法，步骤如下：
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶；
②直接通过包布解布机缠绕上一层F200薄膜；
③将以上管坯通过单螺杆T型挤出机挤出包覆中胶层；
④停放冷却后通过编织机编织加强层；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层。
所述的中胶层材料有以下选择：氯醇橡胶、丁氰橡胶、丙烯酸酯橡胶。
所述的加强层根据管路使用压力的不同选择的工艺不同，主要有编织、缠绕、针织工艺。
所述的外胶层材料有以下选择：氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丁腈橡胶或丙烯酸酯橡胶。
所述的内层氟橡胶挤出温度：90±5℃，80±5℃，80±5℃，70±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度(下面的温度也是依次定义的)。
所述的外胶层氯醇橡胶挤出温度：90±5℃，85±5℃，85±5℃，80±5℃。
所述的氯磺化聚乙烯橡胶挤出温度：75±5℃，60±5℃，55±5℃，55±5℃。
所述的丙烯酸酯橡胶挤出温度：65±5℃，60±5℃，60±5℃，55±5℃。
所述的氯化聚乙烯橡胶挤出温度：85±5℃，80±5℃，75±5℃，70±5℃。
所述的丁氰橡胶挤出温度：70±5℃，55±5℃，55±5℃，55±5℃。
选择厚度适中的0.05mm F200层，宽度根据管路尺寸选择，搭接宽度2mm由包布机转速和生产线速度比值控制。
通过选择以上材料和基础工艺，制备该结构管路不仅能起到阻隔燃料渗透的作用，达到欧四的渗透要求，还解决了目前异型欧四燃油管路成型困难，软管柔韧性差的问题。
附图说明
图1：传统欧四燃油胶管结构示意图。
图2：异型燃油管典型二维图。
图3：五层F200缠绕燃油胶管结构示意图。
具体实施方式
五层异型燃油胶管内径范围7.3mm～15.7mm。
实施例一：
生产一种内径为7.3±0.3mm×13.3±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：95℃，85℃，85℃，75℃；芯棒直径选择7.3±0.1mm，挤出壁厚0.5mm，挤出速度17.6m/min。
②选择型号为0.05mm×25mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度17.6m/min，转速与线速度比41∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层氯醇橡胶，挤出温度：95℃，90℃，90℃，85℃，挤出速度17.6m/min，中层厚度1.0mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24锭，编织行程选择标准行程30mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层橡胶，外胶层橡胶可以根据胶管设计要求选择氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶。
氯醇橡胶挤出温度：95℃，90℃，90℃，85℃；
丙烯酸酯橡胶挤出温度：70℃，65℃，65℃，60℃；
挤出速度15m/min，外胶层厚度1.5mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例二：
生产一种内径为12.7±0.3mm×19.7±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：90℃，80℃，80℃，70℃；芯棒直径选择12.5±0.1mm，挤出壁厚0.6mm，挤出速度13.6m/min。
②选择型号为0.05mm×30mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度13.6m/min，转速与线速度比35∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层氯醇橡胶，挤出温度：90℃，85℃，85℃，80℃，挤出速度13.6m/min，中层厚度1.4mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24定，编织行程选择标准行程40mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层橡胶，外胶层橡胶可以根据胶管设计要求选择氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶。
氯醇橡胶挤出温度：90℃，85℃，85℃，80℃；
丙烯酸酯橡胶挤出温度：65℃，60℃，60℃，55℃；
挤出速度13m/min，外胶层厚度1.5mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例制作过程中避免了氟树脂柔韧性差的缺陷，没有出现管路与芯棒不附，弯角处起皱等现象。
实施例三：
生产一种内径为15.7±0.3mm×23.7±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：85℃，75℃，75℃，65℃；芯棒直径选择7.3±0.1mm，挤出壁厚0.5mm，挤出速度12.6m/min。
②选择型号为0.05mm×35mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度12.6m/min，转速与线速度比37∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层氯醇橡胶，挤出温度：85℃，80℃，80℃，75℃，挤出速度12.6m/min，中层厚度1.2mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24锭，编织行程选择标准行程55mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层橡胶，外胶层橡胶可以根据胶管设计要求选择氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶。
氯醇橡胶挤出温度：85℃，80℃，80℃，75℃；
丙烯酸酯橡胶挤出温度：60℃，55℃，55℃，50℃；
挤出速度12.6m/min，外胶层厚度2.0mm 。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例四：
生产一种内径为7.3±0.3mm×13.3±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：95℃，85℃，80℃，70℃；芯棒直径选择7.3±0.1mm，挤出壁厚0.5mm，挤出速度17.6m/min。
②选择型号为0.05mm×25mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度17.6m/min，转速与线速度比41∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层丙烯酸酯橡胶，丙烯酸酯橡胶挤出温度：70℃，65℃，65℃，60℃，挤出速度17.6m/min，中层厚度1.3mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24锭，编织行程选择标准行程30mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层丙烯酸酯橡胶，挤出温度：70℃，65℃，65℃，60℃，挤出速度15m/min，外胶层厚度1.2mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例五：
生产一种内径为12.7±0.3mm×19.7±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：90℃，80℃，80℃，70℃；芯棒直径选择12.5±0.1mm，挤出壁厚0.6mm，挤出速度13.6m/min。
②选择型号为0.05mm×30mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度13.6m/min，转速与线速度比35∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆丙烯酸酯橡胶，挤出温度：65℃，60℃，60℃，55℃，挤出速度13.6m/min，中层厚度1.4mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24定，编织行程选择标准行程40mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层丙烯酸酯橡胶，挤出温度：65℃，60℃，60℃，55℃，挤出速度13m/min，外胶层厚度1.5mm。
实施例六：
生产一种内径为15.7±0.3mm×23.7±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：85℃，75℃，75℃，65℃；芯棒直径选择7.3±0.1mm，挤出壁厚0.8mm，挤出速度12.6m/min。
②选择型号为0.05mm×35mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度12.6m/min，转速与线速度比37∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层丙烯酸酯橡胶，挤出温度：60℃，55℃，55℃，50℃，挤出速度12.6m/min，中层厚度1.5mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24锭，编织行程选择标准行程50mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层丙烯酸酯橡胶，挤出温度：60℃，55℃，55℃，50℃，挤出速度12.6m/min，外胶层厚度1.7mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例七：
生产一种内径为7.3±0.3mm×13.3±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：95℃，85℃，85℃，75℃；芯棒直径选择7.3±0.1mm，挤出壁厚0.5mm，挤出速度17.6m/min。
②选择型号为0.05mm×25mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度17.6m/min，转速与线速度比41∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层丁氰橡胶，挤出温度：75℃，60℃，60℃，60℃，挤出速度17.6m/min，中层厚度1.5mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24锭，编织行程选择标准行程30mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层橡胶，外胶层橡胶可以根据胶管设计要求选择氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶。
氯醇橡胶挤出温度：95℃，90℃，90℃，85℃；
氯磺化聚乙烯橡胶挤出温度：80℃，65℃，60℃，60℃；
氯化聚乙烯橡胶挤出温度：90℃，85℃，80℃，75℃；
挤出速度15m/min，外胶层厚度1.0mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例八：
生产一种内径为12.7±0.3mm×19.7±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：90℃，80℃，80℃，70℃；芯棒直径选择12.5±0.1mm，挤出壁厚0.6mm，挤出速度13.6m/min。
②选择型号为0.05mm×30mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度13.6m/min，转速与线速度比35∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层丁氰橡胶，挤出温度：70℃，55℃，55℃，55℃，挤出速度13.6m/min，中层厚度1.4mm 。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24定，编织行程选择标准行程40mm；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层橡胶，外胶层橡胶可以根据胶管设计要求选择氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶。
氯醇橡胶挤出温度：90℃，85℃，85℃，80℃；
氯磺化聚乙烯橡胶挤出温度：75℃，60℃，55℃，55℃；
氯化聚乙烯橡胶挤出温度：85℃，80℃，75℃，70℃；
挤出速度13m/min，外胶层厚度1.5mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例九：
生产一种内径为15.7±0.3mm×23.7±0.5mm×1000±3mm的五层异型燃油胶管，步骤如下：
1、挤出过程
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶，挤出温度：85℃，75℃，75℃，65℃；芯棒直径选择7.3±0.1mm，挤出壁厚0.8mm，挤出速度12.6m/min。
②选择型号为0.05mm×35mm的F200薄膜，通过包布机包覆到内胶外面，搭接宽度为2mm，缠绕线速度12.6m/min，转速与线速度比37∶1。
③通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆中层丁氰橡胶，挤出温度：65℃，50℃，50℃，50℃，挤出速度12.6m/min，中层厚度1.5mm。
④停放冷却后进行加强层编织，编织线选择芳纶1100D，编织机选择24锭，编织行程选择标准行程50mm；
⑤通过牵引后直接通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层橡胶，外胶层橡胶可以根据胶管设计要求选择氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶。
氯醇橡胶挤出温度：85℃，80℃，80℃，75℃；
氯磺化聚乙烯橡胶挤出温度：70℃，55℃，50℃，50℃；
氯化聚乙烯橡胶挤出温度：80℃，75℃，70℃，65℃；
挤出速度12.6m/min，外胶层厚度1.7mm。
2、硫化：
水压脱芯后，穿芯棒硫化，硫化参数175℃×40min。
实施例制作过程中避免了氟树脂柔韧性差的缺陷，没有出现管路与芯棒不附，弯角处起皱等现象。
1、渗透性能对比
通过上表对比显示五层F200燃油胶管可以达到并超过挤出氟树脂燃油胶管的渗透效果，证明从功能的角度氟橡胶加缠绕F200结构可以替代挤出氟树脂结构。
2、实施例的成功制作标志着欧四及以上排放标准的异型燃油胶管研发成功。
Claims (9)
1.一种五层四氟乙烯树脂膜缠绕异型燃油胶管，其特征是由内向外依次由氟橡胶层(2)、F200层(3)、中胶层(4)、加强层(5)和外胶层(6)组成，各层厚度为氟橡胶层0.5～0.8mm、F200层0.05mm、中胶层0.8～1.2mm、外胶层1.0～1.5mm，胶管内径范围7.3mm～15.7mm。
2.权利要求1的五层四氟乙烯树脂膜缠绕燃油胶管的制造方法，其特征是步骤如下：
①单螺杆直型挤出机带芯挤出内层氟橡胶；
②直接通过包布解布机缠绕上一层F200薄膜；
③将以上管坯通过单螺杆T型挤出机挤出包覆中胶层；
④停放冷却后通过编织机编织加强层；
⑤通过单螺杆T型挤出机包覆外胶层。
3.如权利要求2的方法，其特征是所述的中胶层材料有以下选择：氯醇橡胶、丁氰橡胶、丙烯酸酯橡胶；所述的加强层根据管路使用压力的不同选择的工艺不同，主要有编织、缠绕、针织工艺；所述的外胶层材料有以下选择：氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、丁腈橡胶或丙烯酸酯橡胶。
4.如权利要求2的方法，其特征是所述的内层氟橡胶挤出温度：90±5℃，80±5℃，80±5℃，70±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度。
5.如权利要求3的方法，其特征是所述的氯醇橡胶挤出温度：90±5℃，85±5℃，85±5℃，80±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度。
6.如权利要求3的方法，其特征是所述的氯磺化聚乙烯橡胶挤出温度：75±5℃，60±5℃，55±5℃，55±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度。
7.如权利要求3的方法，其特征是所述的丙烯酸酯橡胶挤出温度：65±5℃，60±5℃，60±5℃，55±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度。
8.如权利要求3的方法，其特征是所述的氯化聚乙烯橡胶挤出温度：85±5℃，80±5℃，75±5℃，70±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度。
9.如权利要求3的方法，其特征是所述的丁氰橡胶挤出温度：70±5℃，55±5℃，55±5℃，55±5℃；从前到后依次为：机头温度、挤出段温度、塑化段温度、螺杆温度。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20120704 Termination date: 20190413 |