CN102010592A - 多层复合尼龙燃油管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多层复合尼龙管,是以尼龙12为内层,外层是以尼龙12为基体的改性尼龙层;改性尼龙层的组分及质量百分含量为:20-80%PA12、10-20%高密度聚乙烯和5%-15%马来酸酐接枝聚乙烯。优选由内至外依次为尼龙12层\阻隔层\粘接层\以PA12为基体的改性尼龙层的四层和由内至外依次为尼龙12层\阻隔层\尼龙12层\粘接层\以PA12为基体的改性尼龙层的五层结构。本发明内层使用的PA12为尼龙家族中的密度和吸水性最小,外层使用改性尼龙PA12较PA12的拉伸强度、冲击强度、耐磨性得到优化,同时具有降低成本20%以上的优点;因此本发明具有质轻、吸水率低、优异的耐渗透性、耐腐蚀性、耐高低温性、承压强度高以及优异的耐磨损特点,实现降低成本、轻量化、环保的社会经济意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种多层复合尼龙管,特别涉及一种主要应用于汽车燃油管路系统的轻量型低渗透的多层复合尼龙燃油管。
背景技术
1975年雪铁龙公司最早在其DS型车上使用PA11单层尼龙油管结构来代替原先的橡胶软管与金属管接合的油管结构,在满足汽车油路系统中管材必须具备的一定基本性能外,实现了低成本、轻量化的优点。但单层尼龙管具有爆破压力较小、耐磨性能较差、使用中较易渗透等缺点。
在CN 201291455、CN200420052097.2以及CN2660274中描述了新型氟塑料复合尼龙管在汽车燃油管中的应用,实现了采用共挤出法制备氟聚合物(EFEP或者PVDF)作为内层,外层为尼龙层的低渗透胶管。但尼龙层与氟聚合物层的粘接性能不稳定,虽具有较优异的燃油渗透性,但冲击强度不足。
在CN 2553221Y中提供了一种多层管结构,由内至外结构为尼龙6(PA6)/阻隔层(乙烯-乙烯醇共聚物EVOH)/尼龙6(PA6)/粘接层/尼龙11(PA11)或尼龙12(PA12)。较其他尼龙家族的PA12、PA11,PA6的密度较大(>1.13g/cm3),机械强度较低,吸水性较大,当吸水率高达10%以后,严重影响PA6的使用性能,且其耐燃油渗透性较PA11、PA12差。
随着环保标准的日益严格(阻渗能力要求严格),生物燃料(如乙醇、甲醇混入汽油)的使用得到推广,对汽车燃油胶管的各项性能也提出了更高的要求,
①更低的渗透能力;
②更好的耐介质性能:生物燃料的加入如乙醇、甲醇混入,要求胶管有良好的耐乙醇、甲醇性能;无铅化燃料,芳烃含量增加,要求胶管有良好的耐芳烃性能;
③更高的耐温等级。
将PA6作为内层结构材料的多层尼龙燃油管已不能满足严格的温度、阻渗、耐腐蚀、耐磨损要求。
发明内容
本发明提供的多层燃油管的结构克服了上述的双层、多层复合燃油管的不足,提供了更能发挥环保、低成本、轻量化的新型燃油管。
本发明的技术方案如下:
本发明的多层尼龙燃油管,是以尼龙12为内层,外层是以尼龙12为基体的改性尼龙层;改性尼龙层的组分及质量百分含量为:
PA12 70-80%,
高密度聚乙烯 15-20%,
马来酸酐接枝聚乙烯增容剂 5%-15%。
本发明的多层尼龙燃油管优选为四层:由内至外依次为尼龙12层\阻隔层\粘接层\以PA12为基体的改性尼龙层。
本发明的多层尼龙燃油管优选为五层:由内至外依次为尼龙12层\阻隔层\尼龙12层\粘接层\以PA12为基体的改性尼龙层。
本发明也可以利用尼龙层与阻隔层的良好粘接性而增加一层尼龙层。
本发明外层结构采用物理共混方法以PA12为基体,添加高密度聚乙烯(HDPE)和增容剂(马来酸酐(MA)接枝聚乙烯(PE)的(PE-g-MA))得到高耐磨、高抗冲击的外层结构。阻隔层和粘接层采用现有技术的方案。
高密度聚乙烯(HDPE)(密度>0.94g/cm3)。
增容剂--马来酸酐接枝聚乙烯(分子量为200000~300000)。
本发明内层使用的PA12为尼龙家族中的密度和吸水性最小,外层使用改性尼龙PA12较PA12的拉伸强度、冲击强度、耐磨性得到优化,同时具有降低成本20%以上的优点;阻隔层EVOH具有极佳的阻隔性能以及耐化学腐蚀性能。因此本发明具有良好的综合性能(质轻、吸水率低、优异的耐渗透性、耐腐蚀性、耐高低温性、承压强度高以及优异的耐磨损),实现超低渗透(燃油渗透量小于0.054g/day)、轻量化(减重20%)以及低成本(降低成本20%以上)。因此本发明具有更优异的耐渗透性、耐腐蚀性、耐高低温性、高承压、耐磨损等综合性能,且实现降低成本、轻量化、环保的社会经济意义。
附图说明
图1为四层尼龙燃油管结构示意图;
图2为五层尼龙燃油管结构示意图。
具体实施方式
下面接合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示,是四层尼龙燃油管结构,由内而外为尼龙12(PA12)层(1),阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(2),聚酰胺(PA)粘接层(3),以PA12为基体的改性尼龙共混物制备的层(4)。
其中外层共混层(4)中包括70%的PA12,20%HDPE,10%的PE-g-MA。
实施例2
如图1所示,是四层尼龙燃油管结构,由内而外为尼龙12(PA12)层(1),阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(2),聚酰胺(PA)粘接层(3),以PA12为基体的改性尼龙共混物制备的层(4)。
其中外层共混层(4)中包括78%的PA12,17%HDPE,15%的PE-g-MA。
实施例3
如图1所示,是四层尼龙燃油管结构,由内而外为尼龙12(PA12)层(1),阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(2),聚酰胺(PA)粘接层(3),以PA12为基体的改性尼龙共混物制备的层(4)。
其中外层共混层(4)中包括80%的PA12,15%HDPE,5%的PE-g-MA。
实施例4
如图2所示,是五层尼龙燃油管结构,由内而外为尼龙12(PA12)层(1),阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(2),尼龙12层(PA12)(1),聚酰胺(PA)粘接层(3),以PA12为基体的改性尼龙共混物制备的层(4)。
其中外层共混层(4)中包括70%的PA12,20%HDPE,10%的PE-g-MA。
实施例5
如图2所示,是五层尼龙燃油管结构,由内而外为尼龙12(PA12)层(1),阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(2),尼龙12层(PA12)(1),聚酰胺(PA)粘接层(3),以PA12为基体的改性尼龙共混物制备的层(4)。
其中外层共混层(4)中包括78%的PA12,17%HDPE,15%的PE-g-MA。
实施例6
如图2所示,是五层尼龙燃油管结构,由内而外为尼龙12(PA12)层(1),阻隔层乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)(2),尼龙12层(PA12)(1),聚酰胺(PA)粘接层(3),以PA12为基体的改性尼龙共混物制备的层(4)。
其中外层共混层(4)中包括80%的PA12,15%HDPE,5%的PE-g-MA。
未改性PA12的基本性能如表1:
表1:未改性PA12性能
未改性PA12性能 | 测试结果 | 执行标准 |
密度g/cm3 | 1.02 | DIN 73378 |
低温性℃ | -70 | PV 3304 |
冲击强度Mpa | 45 | DINENISO 179-1 |
拉伸强度Mpa | 47 | DIN 73378 |
磨损量mg | 15 | DIN 53754 |
实施例中改性PA12的基本性能如表2
表2:
改性
PA12
性能
外层改性PA12性能 | 实施例1、4 | 实施例2、5 | 实施例3、6 |
冲击强度Mpa | 55 | 62 | 53 |
拉伸强度Mpa | 48.5 | 49.5 | 48 |
磨损量mg | 11.2 | 10.2 | 11.5 |
通过上述的实施例可以看出,本发明的的PA12具有明显的轻量化优势;PA12材料与阻隔层EVOH具有优异的阻渗能力;外层结构的改性PA12具有优异的耐冲击性、耐磨损性能。综合来看,本发明具有优异的综合性能(高承压、优异的耐磨损、低渗透、优异的耐高低温性以及优异的加工性能),且具有降低成本、减重等优点。符合目前汽车零部件的低成本、轻量化、环保化的发展趋势。
Claims (3)
1.多层尼龙燃油管,其特征是以尼龙12为内层,外层是以尼龙12为基体的改性尼龙层;改性尼龙层的组分及质量百分含量为:
PA12 70-80%,
高密度聚乙烯 15-20%,
马来酸酐接枝聚乙烯增容剂 5%-15%。
2.如权利要求1所述的多层尼龙燃油管,其特征是多层尼龙燃油管为四层:由内至外依次为尼龙12层\阻隔层\粘接层\以PA12为基体的改性尼龙层。
3.如权利要求1所述的多层尼龙燃油管,其特征是多层尼龙燃油管为五层:由内至外依次为尼龙12层\阻隔层\尼龙12层\粘接层\以PA12为基体的改性尼龙层。
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