CN104448642A - 汽车油冷却器软管胶料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬度，邵氏A：65±5度、拉伸强度：≥8MPa、拉断伸长率：≥250%、脆性温度-30℃：无裂纹、压缩永久变形（150℃×70小时）：≤60%的汽车油冷却器软管胶料及制备方法，耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂1-3份、内脱模剂1-2份、胶体石墨3-10份、环氧树脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑剂5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸钾0.2-0.4份、硬脂酸钾3-4份。优点：所研制的橡胶材料具有耐热（-30～150℃下长期使用）、耐油(机油、齿轮箱油、喷气发动机(ATF)油)、耐天候和臭氧老化性能优异，可用于汽车油冷却胶管中，并且胶料具有良好的复合挤出性能、自粘性和互粘性等工艺性能，满足胶管生产的工艺性能要求。

Description

汽车油冷却器软管胶料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种硬度，邵氏A：65±5度、拉伸强度：≥8MPa、拉断伸长率：≥250%、脆性温度-30℃：无裂纹 、压缩永久变形（150℃×70小时）：≤60%的汽车油冷却器软管胶料及制备方法，属汽车油冷却器软管胶料制造领域。

背景技术

汽车胶管作为汽车上的重要零部件分布在发动机、底盘和车身等部位，起着输送油、气、水以及传递动力的作用，攸关汽车的安全和性能。汽车胶管在形状上有直型管和异型管，压力上有高压、低压、真空， 介质性能上有油水气、耐热散热、制冷冷却，用途上有制动、驱动、增压传递等类型。 制动胶管系汽车刹车系统最为关健的安全部件，要求万无一失，必须严格保证不能发生任何泄漏失灵。因此，其爆破压力的安全系数比一般胶管要大50％～1 00％ ，达到5-8倍。散热胶管为连接汽车发动机与散热器之间的可挠性柔软胶管，属于汽车柔性管路中关键的部件。输送的流体为冷却水，压力不大，一般以人造丝、聚酯纤维为补强层， 内外径经常主要以SBR、CR为主。冷却胶管用于汽车的发动机、压力蓄能器、辅助热交换器(AT F)及自动变速器(CVTF)上，内通发动机油、ATF、CVTF冷却液。由于它多处于紧凑的发动机室内，为保证冷却液能顺畅流过歧管和阀体，冷却管常制成像树枝样的分道结构形式。所以，材料要求就比较特殊，要求其具备耐热、耐油、耐候、耐冷却液。但是近年来由于汽车制造业发展和对环境保护的高标准要求，尤其汽车向节能和低污染方向发展，对汽车使用的橡胶软管提出了更高的技术要求，油冷却胶管必须经受发动机周围的高温考验，适应野外极高温和极低温的条件使用，同时，近年来发动机舱温度提升了15～50℃，整车性能的不断提高，受发动机高温辐射和油液长期浸泡腐蚀的影响，油冷却胶管腐蚀老化已成为最严重的问题，常常从内向外发展，导致渗漏，出现故障。从胶管内胶层结构来看，耐油、耐热和致冷剂低渗透率胶管越来越多地使用一层树脂和一层橡胶或一层树脂和两层橡胶以及两层不同的橡胶材质复合，这种复合结构形式已在燃油胶管、空调胶管、涡轮增压器胶管中得到验证。所以，还对汽车油冷却胶管橡胶材料的粘合、复合挤出工艺性能有较高的要求。

由于冷却胶管用于汽车的发动机、压力蓄能器、辅助热交换器(AT F)及自动变速器(CVTF)上，内通发动机油、ATF、CVTF冷却液，因此汽车油冷却器软管主体材料一般采用耐油橡胶丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、氯化聚乙烯(CPE)，起着密封介质、保护增强层的作用，满足胶管的耐油性要求，且在工作压力下能持久使用。近年，随着汽车向高速方向发展，发动机舱温度的不断提高，同时汽车向着节能和低污染的方向发展，以及要求能适应野外极端低温环境的条件，对橡胶来说， 除原来的耐油性能要求以外，又提出了耐高温，防渗透、防腐蚀的新问题。现今， 燃料胶管的工作环境已提高到了150～200℃ 的高温。目前普通的耐油橡胶材料已经无法满足以上要求。其次，（1）丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶，是耐烷烃油、耐老化性能较好的合成橡胶，它可以在120℃的空气中或在 150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。随着汽车工业的发展，对汽车燃料和润滑系统以及发动机所用的密封材料如橡胶的耐热、耐油、耐各种化学品腐蚀等性能提出了苛刻的要求。长期以来，汽车工业一直使用耐油性较好的丁腈橡胶，但是由于其自身的缺陷，只能在120℃以下长期使用；而且，因耐臭氧、耐候和耐辐射性能较差，满足不了汽车等机动车辆对发动机的密封要求 。（2）氢化丁腈橡胶(HNBR)是丁腈橡胶的加氢产物。它既具有良好的耐油、耐臭氧、耐磨和耐化学品腐蚀性，又具有良好的压缩永久变形、耐热和耐低温性能，可用于制造苛刻条件下使用的密封制品，但价格昂贵。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种具有耐（-30～150℃下长期使用）、耐油(机油、齿轮箱油、喷气发动机(ATF)油)、耐天候和耐臭氧老化性能的汽车油冷却器软管胶料及制备方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。本申请在汽车油冷却器软管胶料的构成上，丙烯酸醋橡胶是以丙烯酸烷基酯为主要单体的聚合物。其特征是耐热、耐油(滑精油)、耐候性优异，特别是耐热性仅次于氟橡胶和硅橡胶，使用温度可达l50～ l75。C，此外成本也不太高，因此近年来消耗量日益增加。丙烯酸酯橡胶的基本性能与其主链结构和作为交联点的单体有密切关系， 虽然丙烯酸酯橡胶耐润滑油类的性能良好，对汽油等不适宜，但该橡胶对机油、齿轮箱油、喷气发动机(ATF)油具有良好的耐久性，通过在配方和加工的改进和研究，其作为汽车油冷却胶管主体材料应该具有一定的优势。

1、选用耐热性的丙烯酸酯橡胶(ACM)橡胶和耐低温型的丙烯酸酯橡胶(ACM)橡胶并用，通过配方和混炼工艺技术的改进，满足了胶管的耐高温和耐低温要求。

2、采用醚酯型增塑剂，在不损害胶料的耐高温性的同时改善改善胶料的耐低温性和混炼工艺性。

3、添加3-10份胶体石墨粉以提高橡胶的耐热、耐腐蚀、导热、耐热冲击、阻燃和抗渗透等性能；同时添加2-6份的环氧树脂，以增加胶料的自粘性和互粘。

4、采用N330炭黑和白炭黑并用的补强填充体系有效提高胶料的硬度和机械强度，获得较低的压缩永久变形性能。

5、采用硫磺和硬脂酸皂盐的硫化体系，满足油封胶料的耐热要求，胶管的成型工艺稳定性。

技术方案1：一种汽车油冷却器软管胶料，重量配比：耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂1-3份、内脱模剂1-2份、胶体石墨3-10份、环氧树脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑剂5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸钾0.2-0.4份、硬脂酸钾3-4份。

技术方案2：一种汽车油冷却器软管胶料制备方法，胶料混炼：一段混炼：采用90立升全自动密炼生产线进行，依次将生胶、防老剂加入密炼机，然后将软化剂与炭黑加入，混炼5-10分钟，在120～130℃下排胶，主要操作要点如下：按顺序依次称好生胶、小料，通过输送带将其投入密炼机；投炭黑完毕，上顶栓下降，将转速调至35，混炼约120秒后升栓，注如软化剂（油），上顶栓下降，混炼150秒； 打开下顶栓，上顶栓升栓，排胶，30秒后关闭下定栓；二段混炼：将密炼机排料放入开炼机拉片冷却，待胶料冷却至60℃以下时，将硫化剂、促进剂加入，翻捣均匀，放厚辊距5～7mm下片，投入硬脂酸锌水溶液冷却，悬挂风干进入下一工序；停放和过滤：上述混炼胶冷却后在室温下停放8小时以上，重新返炼出条，用滤胶机进行过滤，滤网为100目，滤胶温度为80℃以下；切割下片：过滤好的胶料在开炼机上出成5～7mm胶片，并切割成300×400mm的胶片，冷却后叠放入塑料袋、包裹后装箱。

本发明与背景技术相比，所研制的橡胶材料具有耐热（-30～150℃下长期使用）、耐油(机油、齿轮箱油、喷气发动机(ATF)油)、耐天候和臭氧老化性能优异，可用于汽车油冷却胶管中，并且胶料具有良好的复合挤出性能、自粘性和互粘性等工艺性能，满足胶管生产的工艺性能要求，其具体指示：

硬度，邵氏A：65±5度，；拉伸强度：≥8MPa；拉断伸长率：≥250%；脆性温度-30℃：无裂纹，压缩永久变形（150℃×70小时）：≤60%，耐热空气老化（150℃×168小时）后性能变化：硬度变化：-10 - +10，拉伸强度变化率，≤-30%，拉断伸长率变化率，≤-60%；耐IRM 901#油150℃×168小时硬度变化，邵氏A  -10 - +10，拉伸强度变化率，≤-30%，拉断伸长率变化率，≤-60%；耐臭氧老化：50pphm,72小时，无裂纹；撕裂强度： ≥10KN/m。

附图说明

图1是本发明的流程框图。

具体实施方式

实施例1：一种汽车油冷却器软管胶料，重量配比：耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂1-3份、内脱模剂1-2份、胶体石墨3-10份、环氧树脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑剂5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸钾0.2-0.4份、硬脂酸钾3-4份。所述防老剂是指防老剂445。所述内脱模剂是指内脱模剂VAM。

实施例2：在实施例1的基础上，耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂1份、内脱模剂1份、胶体石墨3份、环氧树脂2份、炭黑60份、白炭黑5份、聚酯增塑剂5份、硫磺0.1份、硬脂酸钾0.2-0.4份、硬脂酸钾3份。

实施例3：在实施例1的基础上，耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂3份、内脱模剂2份、胶体石墨10份、环氧树脂6份、炭黑80份、白炭黑15份、聚酯增塑剂10份、硫磺0.5份、硬脂酸钾0.4份、硬脂酸钾4份。

实施例4：在实施例1的基础上，耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂2份、内脱模剂1.5份、胶体石墨6.5份、环氧树脂4份、炭黑70份、白炭黑10份、聚酯增塑剂7.5份、硫磺0.3份、硬脂酸钾0. 3份、硬脂酸钾3.5份。

实施例5：在实施例1的基础上，耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂1-3份、内脱模剂1.8份、胶体石墨7份、环氧树脂5份、炭黑75份、白炭黑11份、聚酯增塑剂8份、硫磺0.4份、硬脂酸钾0.35份、硬脂酸钾3.8份。

实施例6：参照附图1。在实施例1的基础上，（1）原材料检验：生胶和配合剂等原材料检验按照公司规定的检验规程执行。同时在批量生产之前应对将要使用的原材料进行小配方试验加以验证。

（2）切胶：切胶是将大胶块切成可加工的小胶块，要求如下：

切胶后生胶质量不得超过15kg/块；

切胶应保持生胶清洁，无杂质、异物混入；

切胶时要保持台面清洁，切完的胶块应放在架子上，不得落地或沾染杂物。操作时应当将被切胶块置于刀台中心，切胶时应剥去内外包装皮，质量超过5kg/块生胶不得进入下一项工序。

（3）配合剂预加工：

配合剂主要为粉状配合剂，主要采取过筛的方法。经随机抽样检验认定，如厂家供应的配合剂达到要求，只要包装不破损可不全部过筛，抽样比例为（5～10）%。

（4）配料：配合的生胶和配合剂的品种、质量必须与配方相符，称量准确，配好的药品必须按技术要求，分别置于大料、小料盛料容器中，并且不得混入外来杂质。称量后进行复核确认，填写原始记录。

配料前检查衡器是否灵敏、准确，每班校对一次（尤其是衡器移动时必须校对）；称料前应检查称量材料外观（有无变质和外来杂质等）、药品合格证。配料室应保持清洁干燥，配合剂要加盖密封，摆放应便于操作。严格按照配方要求配料，不得随意改动替换。

（5）胶料混炼：胶料混炼采用两段混炼，先用密炼机将硫化体系之外的其他组分混炼成母炼胶，冷却后在开炼机上将硫化体系加入，胶料经过滤后出片、冷却后装箱。

一段混炼：采用90立升全自动密炼生产线进行，依次将生胶、防老剂加入密炼机，然后将软化剂与炭黑加入，混炼5-10分钟，在120～130℃下排胶。主要操作要点如下：按顺序依次称好生胶、小料，通过输送带将其投入密炼机；投炭黑完毕，上顶栓下降，将转速调至35，混炼约120秒后升栓，注如软化剂（油），上顶栓下降，混炼150秒； 打开下顶栓，上顶栓升栓，排胶，30秒后关闭下定栓。

二段混炼：将密炼机排料放入开炼机拉片冷却，待胶料冷却至60℃以下时，将硫化剂、促进剂加入，翻捣均匀，放厚辊距5~7mm下片，投入硬脂酸锌水溶液冷却，悬挂风干进入下一工序。

停放和过滤：上述混炼胶冷却后在室温下停放8小时以上，重新返炼出条，用滤胶机进行过滤，滤网为100目，滤胶温度为80℃以下。

切割下片：过滤好的胶料在开炼机上出成5~7mm胶片，并切割成300×400mm的胶片，冷却后叠放入塑料袋、包裹后装箱。

外观检验：无焦烧现象，无杂质，混炼均匀，无药粒结团现象。

性能检验：混炼完成后应测试胶料的硫化曲线，对其进行硫化性能检验。

（6）包装、入库和储存：胶料经过上述工序处理完毕，检验合格，按标准要求包装后贴上合格证方可入库储存。每个包装内应附有产品合格证。包装上应表明产品名称、规格、数量、商标、制造厂名、厂址、生产日期、产品标准号、怕热、怕雨淋。胶料成品应存放在干燥的库房，远离热源，避免阳光直射和油污和粉尘污染，夏季不多于10天，冬季不超过20天。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种汽车油冷却器软管胶料，其特征是重量配比：耐热型丙烯酸酯橡胶70份、耐寒型丙烯酸酯橡胶30份、防老剂1-3份、内脱模剂1-2份、胶体石墨3-10份、环氧树脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑剂5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸钾0.2-0.4份、硬脂酸钾3-4份。

2.根据权利要求1所述的汽车油冷却器软管胶料，其特征是：所述防老剂是指防老剂445。

3.根据权利要求1所述的汽车油冷却器软管胶料，其特征是：所述内脱模剂是指内脱模剂VAM。

4.一种汽车油冷却器软管胶料制备方法，其特征是：

胶料混炼：一段混炼：采用90立升全自动密炼生产线进行，依次将生胶、防老剂加入密炼机，然后将软化剂与炭黑加入，混炼5-10分钟，在120～130℃下排胶，主要操作要点如下：按顺序依次称好生胶、小料，通过输送带将其投入密炼机；投炭黑完毕，上顶栓下降，将转速调至35，混炼约120秒后升栓，注如软化剂（油），上顶栓下降，混炼150秒； 打开下顶栓，上顶栓升栓，排胶，30秒后关闭下定栓；

二段混炼：将密炼机排料放入开炼机拉片冷却，待胶料冷却至60℃以下时，将硫化剂、促进剂加入，翻捣均匀，放厚辊距5～7mm下片，投入硬脂酸锌水溶液冷却，悬挂风干进入下一工序；

停放和过滤：上述混炼胶冷却后在室温下停放8小时以上，重新返炼出条，用滤胶机进行过滤，滤网为100目，滤胶温度为80℃以下；

切割下片：过滤好的胶料在开炼机上出成5～7mm胶片，并切割成300×400mm的胶片，冷却后叠放入塑料袋、包裹后装箱。