CN102230556A - 大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，其特征在于：内胶层采用改进配方的三元乙丙橡胶制成，以芳纶线绳作为增强层，外胶层采用改进配方的三元乙丙橡胶制成；胶管本体采用挤出工艺成型，芳纶线绳增强层采用锁针织成型，挤出内胶层时，控制内胶层厚度为2.5mm，挤出外胶层时，控制外胶层厚度为1.5mm，对于内径范围在φ50mm～φ90mm的大口径胶管，壁厚为4.5mm±0.5mm。该胶管实现了大口径胶管薄壁化，高温高压输水胶管轻量化和产品质量稳定化，该胶管具备突出的耐热性、耐寒性、耐介质性和耐臭氧性。薄壁胶管连接简便牢固，不易脱落；用胶量少，质轻价廉；刚度相对较小，减振效果好，解决了普通EPDM挤出胶管高温膨胀、脱落等质量问题。代替手工缠绕成型的硅橡胶管，不但能够实现降重降成本，而且生产效率高，产品质量稳定，减振效果好。

Description

大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管
技术领域
本发明涉及一种大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，属于散热器输水胶管技术领域。 
背景技术
目前，重型卡车大部分采用大马力增压发动机，由于水循环量比较大，还存在高温高压等问题，散热器输水胶管多数采用硅橡胶夹布胶管，不但成本高，而且质量不稳定，生产效率低，装配困难。
有的车型为了降低成本，采用EPDM橡胶管，用聚酯线绳或涤纶线绳增强，价格较低，但是存在高温膨胀、接头易脱落、壁厚较大安装困难、长期使用出现龟裂、爆裂、泄漏等质量问题。
采用国外技术或合资企业生产的重型卡车，也有采用芳纶线绳增强的EPDM橡胶管，但壁厚较大，一般外径50 mm以上的胶管，壁厚为6 mm～10 mm，装配困难，容易脱落。同时因为壁厚大，刚度增大，减振性能降低，还增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，该胶管实现了大口径胶管薄壁化，高温高压输水胶管轻量化和产品质量稳定化，该胶管具备突出的耐热性、耐寒性、耐介质性和耐臭氧性。
本发明的技术方案是这样实现的：大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，其特征在于：内胶层采用改进配方的三元乙丙橡胶制成，以芳纶线绳作为增强层，外胶层采用改进配方的三元乙丙橡胶制成；胶管本体采用挤出工艺成型，芳纶线绳增强层采用锁针织成型，挤出内胶层时，控制内胶层厚度为2.5 mm，挤出外胶层时，控制外胶层厚度为1.5 mm，对于内径范围在φ50 mm～φ90 mm的大口径胶管，壁厚为4.5 mm±0.5 mm；所述的内胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶100，氧化锌4～5，硬脂酸1.2～1.5，古马龙5～5.5，松香1.5～2.0，防老剂4010 1.0～1.2，防老剂RD1.0～1.2，N550 95～97，N330 15～20，轻钙15～20，石蜡油50～60，促进剂CZ0.8～0.9，促进剂DTDM1.3～1.5，促进剂TT 0.3～0.4，硫黄1.0～1.1。
具体制备方法按以下步骤实现：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD，密炼2 min，加入N550、N330密炼4 min，加入轻钙、石蜡油，密炼4 min，温度控制在110℃左右，总计密炼12 min，得到母炼胶；之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min；采用挤出工艺其内胶层挤出温度为：机头80℃±5℃，挤出段70℃±5℃，塑化段60℃±5℃，喂料段50℃±5℃，螺杆段40℃±5℃，螺杆转速为20 r.p.m～40 r.p.m，锁针织采用8锭32针，线速度为300下/min，倾斜角为54°44′；
所述的外胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶100，氧化锌4～5，硬脂酸1.2～1.5，古马龙6～6.5，松香0.8～1.0，防老剂4010 1.0～1.2，防老剂RD 1.0～1.2，N550 105～110，N660 35～40，轻钙8～10，石蜡油55～60，促进剂CZ0.8～0.9，促进剂DTDM1.6～1.8，促进剂TT 0.5～0.6，硫黄0.8～1.0。
具体制备方法按以下步骤实现：首先将三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD后，密炼2 min，加入N550、N660、轻钙、石蜡油，密炼4 min，温度控制在110℃左右，总计密炼8 min，得到母炼胶，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片，外胶层厚度为1.5 mm左右，进行3次以上的过滤，滤网分别为200目、400目～600目、800目；采用挤出工艺其外胶层挤出温度为：机头85℃±5℃，挤出段75℃±5℃，塑化段60℃±5℃，喂料段50℃±5℃，螺杆段40℃±5℃，螺杆转速20 r.p.m～40 r.p.m，硫化条件为：升温段时间为5 min±2 min；正硫化时间为5 min±2 min，温度为151℃±2℃，压力为0.42 MPa±0.02 MPa；降温段时间为5 min±2 min。
本发明的积极效果在于：薄壁胶管连接简便牢固，不易脱落；用胶量少，质轻价廉；刚度相对较小，减振效果好。本发明的胶管在130℃高温环境中1h以上，在高温下施加0.3MPa压力，外径变化率≤15%，用于重型车涡轮增压发动机散热器的输水胶管，解决了普通EPDM挤出胶管高温膨胀、脱落等质量问题。代替手工缠绕成型的硅橡胶管，不但能够实现降重降成本，而且生产效率高，产品质量稳定，减振效果好。 
附图说明
图1是本发明的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：如图1所示， 
实施例1
内胶层3按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶为100，氧化锌为4，硬脂酸为1.2，古马龙为5，松香为1.5，防老剂4010为1.0，防老剂RD为1.0，N550为95，N330为15，轻钙为15，石蜡油为50，促进剂CZ为0.8，促进剂DTDM为1.3，促进剂TT为0.3，硫黄为1.0。具体步骤如下：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD等，密炼2 min，加入N550、N330密炼4 min，加入轻钙、石蜡油，密炼4 min。温度控制在110℃左右，总计密炼12 min，得到母炼胶。之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片。采用芳纶线绳做为增强层2，选择杜邦公司生产的芳纶线绳，型号为T956。
外胶层1按重量份数由以下原料组成： 三元乙丙橡胶为100，氧化锌为4，硬脂酸为1.2，古马龙为6，松香为0.8，防老剂4010为1.0，防老剂RD为1.0，N550为105，N660为35，轻钙为8，石蜡油为55，促进剂CZ为0.8，促进剂DTDM为1.6，促进剂TT为 0.5，硫黄为0.8。具体步骤如下：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD等，密炼2 min，加入N550、N660、轻钙、石蜡油，密炼4 min。温度控制在110℃左右，总计密炼8 min，得到母炼胶。之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片。外胶层厚度为1.5 mm左右，相对较薄，所以必须保证胶料混炼均匀无杂质，因此需要进行3次以上的过滤，滤网分别为200目、400目、800目。
将内胶层3胶片裁切后放入挤出机，挤出内胶层，内胶层挤出温度为：机头75℃，挤出段65℃，塑化段55℃，喂料段45℃，螺杆段35℃，螺杆转速为20 r.p.m，锁针织采用8锭32针，线速度为300下/min，倾斜角为54°44′。内胶层厚度为2.5 mm左右。在内胶层上采用锁针织工艺针织增强层2。将外胶层1胶片裁切后放入挤出机，在增强层外挤出外胶层，外胶层挤出温度为：机头80℃，挤出段70℃，塑化段55℃，喂料段45℃，螺杆段35℃。螺杆转速20 r.p.m。硫化条件为：升温段时间为3 min；正硫化时间为3 min，温度为149℃，压力为0.40 MPa；降温段时间为3 min。外胶层厚度为1.5 mm左右。经冷却裁切后成为胶管毛坯，进行检验。之后将胶管毛坯套装在模具芯轴上，放入硫化罐进行硫化。硫化完成后取出，经脱芯、冷却和清洗后，进行切头修整。经过检验，即可包装运输使用产品。
实施例2
内胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶为100，氧化锌为3，硬脂酸为1.35，古马龙为5.25，松香为1.75，防老剂4010为1.1，防老剂RD为1.1，N550为96，N330为17.5，轻钙为17.5，石蜡油为55，促进剂CZ为0.85，促进剂DTDM为1.4，促进剂TT为0.35，硫黄为1.05。具体步骤如下：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD等，密炼2 min，加入N550、N330密炼4 min，加入轻钙、石蜡油，密炼4 min；温度控制在110℃左右，总计密炼12 min，得到母炼胶。之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片。采用芳纶线绳做为增强层，选择杜邦公司生产的芳纶线绳，型号为T956。
外胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶为100，氧化锌为4.5，硬脂酸为1.35，古马龙为6.25，松香为0.9，防老剂4010为1.1，防老剂RD为1.1，N550为107.5，N660为37.5，轻钙为9，石蜡油为57.5，促进剂CZ为0.85，促进剂DTDM为1.7，促进剂TT为0.5，硫黄为0.9。具体步骤如下：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD等，密炼2 min，加入N550、N660、轻钙、石蜡油，密炼4 min。温度控制在110℃左右，总计密炼8 min，得到母炼胶。之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片。外胶层厚度为1.5 mm左右，相对较薄，所以必须保证胶料混炼均匀无杂质，因此需要进行3次以上的过滤，滤网分别为200目、500目、800目。
将内胶层胶片裁切后放入挤出机，挤出内胶层，内胶层挤出温度为：机头80℃，挤出段70℃，塑化段60℃，喂料段50℃，螺杆段40℃。螺杆转速为30 r.p.m。锁针织采用8锭32针，线速度为300下/min，倾斜角为54°44′。内胶层厚度为2.5 mm左右。在内胶层上采用锁针织工艺针织增强层。将外胶层胶片裁切后放入挤出机，在增强层外挤出外胶层，外胶层挤出温度为：机头85℃，挤出段75℃，塑化段60℃，喂料段50℃，螺杆段40℃。螺杆转速30 r.p.m。硫化条件为：升温段时间为5 min；正硫化时间为5 min，温度为151℃，压力为0.42 MPa；降温段时间为5 min。外胶层厚度为1.5 mm左右，经冷却裁切后成为胶管毛坯，进行检验，之后将胶管毛坯套装在模具芯轴上，放入硫化罐进行硫化，硫化完成后取出，经脱芯、冷却和清洗后，进行切头修整，经过检验，即可包装运输使用产品。
实施例3：内胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶为100，氧化锌为5，硬脂酸为1.5，古马龙为5.5，松香为2.0，防老剂4010为1.2，防老剂RD为1.2，N550为97，N330为20，轻钙为20，石蜡油为60，促进剂CZ为0.9，促进剂DTDM为1.5，促进剂TT为0.4，硫黄为1.1。具体步骤如下：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD等，密炼2 min，加入N550、N330密炼4 min，加入轻钙、石蜡油，密炼4 min。温度控制在110℃左右，总计密炼12 min，得到母炼胶。之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片。采用芳纶线绳做为增强层。选择杜邦公司生产的芳纶线绳，型号为T956。
外胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶为100，氧化锌为5，硬脂酸为1.5，古马龙为6.5，松香为1.0，防老剂4010为1.2，防老剂RD为1.2，N550为110，N660为40，轻钙为10，石蜡油为60，促进剂CZ为0.9，促进剂DTDM为1.8，促进剂TT为0.5，硫黄为1.0。具体步骤如下：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD等，密炼2 min，加入N550、N660、轻钙、石蜡油，密炼4 min。温度控制在110℃左右，总计密炼8 min，得到母炼胶。之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片。外胶层厚度为1.5 mm左右，相对较薄，所以必须保证胶料混炼均匀无杂质，因此需要进行3次以上的过滤，滤网分别为200目、600目、800目。
将内胶层胶片裁切后放入挤出机，挤出内胶层，内胶层挤出温度为：机头85℃，挤出段75℃，塑化段65℃，喂料段55℃，螺杆段45℃，螺杆转速为40 r.p.m。锁针织采用8锭32针，线速度为300下/min，倾斜角为54°44′；内胶层厚度为2.5 mm左右。在内胶层上采用锁针织工艺针织增强层。将外胶层胶片裁切后放入挤出机，在增强层外挤出外胶层，外胶层挤出温度为：机头90℃，挤出段80℃，塑化段65℃，喂料段55℃，螺杆段45℃。螺杆转速40 r.p.m。硫化条件为：升温段时间为7 min；正硫化时间为7 min，温度为153℃，压力为0.44 MPa；降温段时间为7 min。外胶层厚度为1.5 mm左右。经冷却裁切后成为胶管毛坯，进行检验。之后将胶管毛坯套装在模具芯轴上，放入硫化罐进行硫化。硫化完成后取出，经脱芯、冷却和清洗后，进行切头修整。经过检验，即可包装运输使用产品。
本发明的胶管在130℃高温环境中1h以上，在高温下施加0.3MPa压力，外径变化率为11%左右。并且胶管能够在-45℃的低温下正常使用。胶管能够耐臭氧老化，将其放入臭氧浓度为200×10-8ppm臭氧老化箱中，试验温度为40℃±2℃，放置48 h，试验结束后用七倍放大镜观察橡胶软管外表面及橡胶软管端面龟裂情况，都无龟裂。该胶管还有良好的抗撕裂性能和耐磨性能。

Claims (3)

1.大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，其特征在于：内胶层采用改进配方的三元乙丙橡胶制成，以芳纶线绳除作为增强层，外胶层采用改进配方的三元乙丙橡胶制成；胶管本体采用挤出工艺成型，芳纶线绳增强层采用锁针织成型，挤出内胶层时，控制内胶层厚度为2.5 mm，挤出外胶层时，控制外胶层厚度为1.5 mm，对于内径范围在φ50 mm～φ90 mm的大口径胶管，壁厚为4.5 mm±0.5 mm；所述的内胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶100，氧化锌4～5，硬脂酸1.2～1.5，古马龙5～5.5，松香1.5～2.0，防老剂4010 1.0～1.2，防老剂RD1.0～1.2，N550 95～97，N 330 15～20，轻钙15～20，石蜡油50～60，促进剂CZ0.8～0.9，促进剂DTDM1.3～1.5，促进剂TT 0.3～0.4，硫黄1.0～1.1；所述的外胶层按重量份数由以下原料组成：三元乙丙橡胶100，氧化锌4～5，硬脂酸1.2～1.5，古马龙6～6.5，松香0.8～1.0，防老剂4010 1.0～1.2，防老剂RD 1.0～1.2，N550 105～110，N660 35～40，轻钙8～10，石蜡油55～60，促进剂CZ0.8～0.9，促进剂DTDM1.6～1.8，促进剂TT 0.5～0.5，硫黄0.8～1.0。
2.根据权利要求1所述的大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，其特征在于所述的内胶层的具体制备方法按以下步骤实现：三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD，密炼2 min，加入N550、N330密炼4 min，加入轻钙、石蜡油，密炼4 min，温度控制在110℃左右，总计密炼12 min，得到母炼胶；之后进行开炼，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min；采用挤出工艺其内胶层挤出温度为：机头80℃±5℃，挤出段70℃±5℃，塑化段60℃±5℃，喂料段50℃±5℃，螺杆段40℃±5℃，螺杆转速为20 r.p.m～40 r.p.m，锁针织采用8锭32针，线速度为300下/min，倾斜角为54°44′。
3.根据权利要求1所述的大口径薄壁耐高温高压散热器输水胶管，其特征在于所述的外胶层具体制备方法按以下步骤实现：首先将三元乙丙橡胶密炼2 min，加入氧化锌、硬脂酸、古马龙、松香、防老剂4010、防老剂RD后，密炼2 min，加入N550、N660、轻钙、石蜡油，密炼4 min，温度控制在110℃左右，总计密炼8 min，得到母炼胶，将母炼胶投入辊内，开炼1 min，加入促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TT和硫黄等，开炼8 min～10 min，得到表面光滑无气泡的胶片，外胶层厚度为1.5 mm左右，进行3次以上的过滤，滤网分别为200目、400目～600目、800目；采用挤出工艺其外胶层挤出温度为：机头85℃±5℃，挤出段75℃±5℃，塑化段60℃±5℃，喂料段50℃±5℃，螺杆段40℃±5℃，螺杆转速20 r.p.m～40 r.p.m，硫化条件为：升温段时间为5 min±2 min；正硫化时间为5 min±2 min，温度为151℃±2℃，压力为0.42 MPa±0.02 MPa；降温段时间为5 min±2 min。
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