CN106397877B - 一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管 - Google Patents

一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管。本发明丁腈橡胶，通过对各组分及其用量的调整，从而使得本发明丁腈橡胶具有良好的耐油，耐高温、低温老化性能；同时，也使得本发明丁腈橡胶能够与具有良好的耐燃油渗透阻隔性能的氟树脂具有良好的粘合性。同时，本发明方法中，通过以本发明丁腈橡胶外胶层材料，从而可以使得所制得的胶管具有良好的耐油性的同时，还能够与中胶层氟树脂层、增强层以及保护层之间都具有良好的粘合性能，从而使得所制得的胶管具有良好的结构整体性；进一步的，本发明中，编织层和保护层的设置，也提高了本发明胶管的机械性能，提高了本发明胶管的使用性。

Description

一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管
技术领域
本发明涉及燃油胶管领域，具体而言，涉及一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管。
背景技术
汽车燃油胶管包括燃油输油管和给发动机供应燃料的燃油胶管，是比较重要的安全件。因而，对燃油胶管材料的性能要求也较高。一般而言，汽车燃油胶管内层胶要选择耐燃料介质和耐热性好的材料；外层胶则要选择耐热、耐臭氧、耐环境影响及与内层胶的粘附性能好的材料。
安全、节能和环保是汽车技术发展的永恒主题，为了解决由于燃油通过胶管管壁渗透到大气中所造成的污染以及安全问题，人们在提高燃油胶管耐渗透性方面，也已经做出来很多的努力，现有技术中也公开了多种具有一定耐燃油渗透性的胶管。
然而，现有技术中所公开的这些胶管，仍无法实现较好的燃油阻隔性能；同时，现有的燃油胶管中，往往是为了提高燃油阻隔性，而将彼此间兼容性并不好的多种橡胶混用，而这也使得现有燃油胶管的结构整体性并不好。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种丁腈橡胶，所述丁腈橡胶中，通过对原料增塑剂、硫化剂以及粘合剂种类以及用量的调整，从而可以使得本发明丁腈橡胶具有良好的耐油，耐高温、低温老化性能；同时，也使得本发明丁腈橡胶能够与具有良好阻隔性能的氟树脂等橡胶材料具有良好的粘合性，从而可以使得本发明进一步所制得的胶管具有良好的结构整体性；进而解决了现有技术中燃油胶管阻隔性差，胶管整体性能不良等的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管的制备方法，本发明方法中，通过以本发明丁腈橡胶为内胶层材料和外胶层材料，从而可以使得所制得的胶管具有良好的耐油性的同时，还能够与中胶层氟树脂层具有良好的粘合性能，从而使得所制得的胶管具有良好的结构整体性；进一步的，本发明中，通过设置编织层和保护层，也进一步提高了本发明胶管的机械性能，提高了本发明胶管的使用性。
本发明的第三个目的在于提供一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管，本发明燃油胶管由本发明所述方法制备得到，因而具有良好的耐油，耐高温、低温老化性能，同时还具有良好的结构整体。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种丁腈橡胶组合物，按照重量份数计，所述丁腈橡胶主要由以下组分制成：丁腈橡胶90～115份，例如可以为，但不限于95、100、105或者110份等；炭黑45～90份，例如可以为，但不限于50、55、60、65、70、75、80或者85份等；醚脂5～8份，例如可以为，但不限于6或者7份等；聚己二酸酯6～10份，例如可以为，但不限于7、8或者9份等；活性氧化镁2～8份，例如可以为，但不限于3、4、5、6或者7份等；防老剂2～4份，例如可以为，但不限于2.5、3、或者3.5份等；双组分粘合剂1 2～6份，例如可以为，但不限于3、4或者5份等；双组分粘合剂2 2～6份，例如可以为，但不限于3、4或者5份等；DCP硫化剂1～5份，例如可以为，但不限于2,3或者4份等；防焦交联剂0.2～2份，例如可以为，但不限于0.3、0.5、0.7、1、1.2、1.4、1.6或者1.8份等。
本发明中，通过对丁腈橡胶原料增塑剂、硫化剂以及粘合剂种类以及用量的调整，从而可以使得本发明丁腈橡胶具有良好的耐油，耐高温、低温老化性能。具体的，本发明中，通过将高温和低温型增塑剂搭配使用，从而可以使得本发明胶管能够满足在高温120℃，低温-50℃范围内的正常使用；同时，本发明中，通过使用过氧化物硫化，从而可以使得本发明所制得的丁腈橡胶能够在正常的硫磺硫化条件下就能够与氟树脂进行共硫化；进一步的，本发明中，通过使用双组分粘合剂，也使得本发明丁腈橡胶能够与氟树脂具有良好的粘合性，提高了本发明进一步所制得燃油胶管的结构整体性。
可选的，本发明中，所述丁腈橡胶为结合丙烯腈34％、36％、38％、44％或者45％的丙烯腈橡胶中的一种或几种的混合物；优选的，本发明中，所述丁腈橡胶为结合丙烯腈34％、36％或者38％的丙烯腈橡胶中的一种或几种的混合物；更优选的，本发明中，所述丁腈橡胶为结合丙烯腈34％的丁腈橡胶。
可选的，本发明中，所述炭黑为快压出炭黑。
可选的，本发明中，所述醚脂为ABD-30醚酯。
可选的，本发明中，所述双组分粘合剂1和双组分粘合剂2为俄罗斯红星化工双组分粘合剂。
可选的，本发明中，所述双组分粘合剂的质量比例为1:1。
可选的，本发明中，所述防焦交联剂为TAC。
同时，本发明还提供了一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将本发明所述丁腈橡胶组合物加热混炼后，挤出成型，得到内胶管；
(2)在内胶管外表面挤出氟树脂中胶层；
(3)在氟树脂中胶层外表面挤出丁腈橡胶外胶层；
(4)在丁腈橡胶外胶层外表面进行编织；
(5)在编织后的胶管的外表面挤出保护层，即得到半成品胶管；
(6)将半成品胶管降温，停放并硫化后，即得丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管；
其中，步骤(3)中所述在氟树脂中胶层表面挤出丁腈橡胶外胶层为由本发明所述丁腈橡胶组合物混炼后，再在氟树脂中胶层外表面挤出得到的。
可选的，本发明中，所述内胶层、中胶层、外胶层、编织层以及保护层为连续挤出/编织成型，并得到所述丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管的。
可选的，本发明中，所述氟树脂为THV或F-TPV。
可选的，本发明中，所述保护层为氯磺化聚乙烯层。
本发明中，以氯磺化聚乙烯为保护层，从而可以有效提高所制得胶管的耐候、耐臭氧以及耐热性能。
可选的，本发明中，所述挤出是在挤出机中进行的；进一步的，本发明中，所述挤出机为120挤出机。
可选的，本发明中，步骤(1)中所述混炼为二段混炼。
可选的，本发明中，所述二段混炼中，第一段混炼的温度为110～140℃，第二段混炼为90～120℃。
本发明中，通过采用二段混炼，并进一步控制混炼温度，从而使得可以使得本发明丁腈橡胶层在具有良好的耐油、耐渗透性的同时，还能够具有与中胶层和保护层的粘合性，确保本发明胶管的结构整体性。
可选的，本发明中，步骤(1)中所述挤出成型的温度条件为：机头65～75℃，挤出段55～60℃，塑化段40～50℃，螺杆45～55℃。
可选的，本发明中，步骤(2)中所述挤出的条件为：机头255℃，挤出段255℃，塑化段255℃、255℃，螺杆250℃、250℃、245℃、245℃。
可选的，本发明中，步骤(3)中所述挤出的温度条件为：机头65～75℃，挤出段55～60℃，塑化段40～50℃，螺杆45～55℃。
本发明中，通过控制外胶层胶管挤出条件，并以内层胶管相同的温度条件将外胶层挤出，从而可以保障外胶层能够与氟树脂中胶层具较好的粘合成型，并保证了所制得胶管的结构整体性。
可选的，本发明中，步骤(4)中所述编织为采用20～32针的针织结构进行编织。
可选的，本发明中，步骤(5)中所述挤出的温度条件为：机头80℃，挤出段70℃，塑化段60℃，螺杆60℃，喂料口60℃。
可选的，本发明中，所述降温为采用温度为15±5℃的冷却水进行降温。
可选的，本发明中，还进一步包括在将胶管冷却后停放的步骤，然后，再将停放后的胶管进行硫化。
可选的，本发明中，所述硫化的温度为150～165℃，例如可以为，但不限于153、155、157、160或者162℃等；所述硫化的时间为15～35min，例如可以为，但不限于20、25或者30min等。
可选的，本发明中，所述硫化是在蒸汽硫化罐中进行的。
同样的，本发明还提供了一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管，所述燃油胶管是由本发明所述的方法制备得到的。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中，通过对丁腈橡胶原料中原料增塑剂、硫化剂以及粘合剂种类以及用量的调整，从而可以使得本发明丁腈橡胶具有良好的耐油，耐高温、低温老化性能；同时，也使得本发明丁腈橡胶能够与中胶层氟树脂以及增强层和外胶层具有良好的粘合性，从而提高了进一步所制得燃油胶管的结构整体性；
(2)本发明中，通过设置内胶层-中胶层-外胶层-增强层-保护层结构的复合结构胶管，从而可以利用丁腈橡胶良好的耐油、耐低温、耐高温以及粘合性能以及氟树脂的高阻隔性能，进而使得本发明燃油胶管在具有良好的结构整体性的同时，还具有优异的阻隔性能以及低渗透特性，以及良好的耐低温、高温性能和良好的机械性能
(3)本发明中，通过对燃油胶管制备方法工艺的选择和调整，并对胶管各层材料的进一步选择和优化，从而可以有效改善所制得胶管的耐油、耐高温等耐受性能。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1-5
以结合丙烯腈为34％的丁基橡胶为原料丁基橡胶，双组分粘合剂1和双组分粘合剂2为俄罗斯红星化工双组分粘合剂，以醚酯ABD-30为原料醚酯，交联剂TAC为交联剂；并按照如下表格中所示原料比例称取适量各原料，即得到实施例1-5的丁腈橡胶材料配方：
表1实施例1-5丁腈橡胶材料配方
然后，按照如下所示步骤制备实施例1-5的丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管，具体制备步骤如下：
(1)将实施例1-5中所述丁腈橡胶组合物分别混合后，在110～140℃条件下进行第一段混炼，然后再在90～120℃下进行第二段混炼，即得到实施例1-5的丁腈橡胶材料。经测试，实施例1-5的丁腈橡胶材料中，含胶量分别为42％，46％、48％、47％和46％；
然后，分别将如上所得丁基橡胶材料引入120挤出机中，并在机头70℃，挤出段60℃，塑化段50℃，螺杆50℃的挤出温度、并保持一定空压条件下，挤出得到内胶层；
(2)将内胶层引入挤出机中，并在机头255℃，挤出段255℃，塑化段255℃、255℃，螺杆250℃、250℃、245℃、245℃的基础温度条件下，在内胶层外表面挤出F-TPV中胶层；
(3)然后，将内胶层-中胶层结构的胶管引入挤出机中，并在在机头70℃，挤出段60℃，塑化段50℃，螺杆50℃的挤出温度条件下，在中胶层外表面挤出外胶层；
其中，所述外胶层材料与内胶层的材料相同，分别为实施例1-5所制得的丁腈橡胶；
(4)然后，将步骤(3)所得的内胶层-中胶层-外胶层结构的胶管引入编织机中，并在在丁腈橡胶外胶层外表面采用20～32针的针织结构进行编织；
(5)将编织后胶管引入挤出机中，并在机头80℃，挤出段70℃，塑化段60℃，螺杆60℃，喂料口60℃的挤出温度条件下，在编织后的胶管的外表面挤出氯磺化聚乙烯保护层，即得到半成品胶管；
(6)将半成品胶管通过15±5℃的冷却水进行冷却降温，并停放，接着将停放后的半成品胶管在蒸汽硫化罐中进行硫化，其中，硫化的温度为150～165℃，硫化的时间为15～35min，即得实施例1-5的丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管。实验例1
分别对实施例1-5所得丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管进行性能测试，测试结果如下表2所示：
表2实施例1-5丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管性能测试结果
对比例1-3
以结合丙烯腈为34％的丁基橡胶为原料丁基橡胶，双组分粘合剂1和双组分粘合剂2为俄罗斯红星化工双组分粘合剂，以醚酯ABD-30为原料醚酯，交联剂TAC为交联剂；并按照如下表格中所示原料比例称取适量各原料，即得到对比例1-3的丁腈橡胶材料配方：
然后，按照实施例1所述的方法制备得到对比例1-3的燃油胶管。
实验例2
分别对对比例1-3所得丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管进行性能测试，测试结果如下表2所示：
表2对比例1-3丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管性能测试结果
本发明中，通过对丁腈橡胶原料中所用增塑剂、硫化剂以及粘合剂种类以及用量的调整，从而可以使得本发明丁腈橡胶具有良好的耐油、耐高温和低温老化性能；同时，也使得本发明所制得的丁腈橡胶具有良好的粘合性能，能够与氟树脂中胶层以及增强层和外层的保护层材料具有良好的粘合性，而也提高了进一步所制得燃油胶管的结构整体性；
同时，本发明丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管中，通过设置内胶层-中胶层-外胶层-增强层-保护层结构的复合结构胶管，从而可以利用丁腈橡胶良好的耐油、耐低温、耐高温以及粘合性能以及氟树脂的高阻隔性能，进而使得本发明燃油胶管在具有良好的结构整体性的同时，还具有优异的阻隔性能以及低渗透特性，以及良好的耐低温、高温性能和良好的机械性能，能够适于作为燃油胶管而用于汽车发动机等燃油胶管路中。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种丁腈橡胶，其特征在于，按照重量份数计，所述丁腈橡胶主要由以下组分制成：丁腈橡胶90～115份、炭黑45～90份，ABD-30醚酯5～8份，聚己二酸酯6～10份，活性氧化镁2～8份，防老剂2～4份，双组分粘合剂1 2～6份，双组分粘合剂2 2～6份，DCP硫化剂1～5份，防焦交联剂0.2～2份；
其中，所述双组分粘合剂1和双组分粘合剂2为俄罗斯红星化工双组分粘合剂；
所述防焦交联剂为TAC。
2.一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将权利要求1中所述丁腈橡胶组合物加热混炼后，挤出成型，得到内胶管；
(2)在内胶管外表面挤出氟树脂中胶层；
(3)在氟树脂中胶层外表面挤出丁腈橡胶外胶层；
(4)在丁腈橡胶外胶层外表面进行编织；
(5)在编织后的胶管的外表面挤出保护层，即得到半成品胶管；
(6)将半成品胶管降温，停放并硫化后，即得丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管；
其中，步骤(3)中所述在氟树脂中胶层表面挤出丁腈橡胶外胶层为由权利要求1所述丁腈橡胶组合物混炼后，再在氟树脂中胶层外表面挤出得到的。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述保护层为氯磺化聚乙烯层。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混炼为二段混炼。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二段混炼中，第一段混炼的温度为110～140℃，第二段混炼为90～120℃。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述挤出成型的温度条件为：机头65～75℃，挤出段55～60℃，塑化段40～50℃，螺杆45～55℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述挤出的条件为：机头255℃，挤出段255℃，塑化段255℃、255℃，螺杆250℃、250℃、245℃、245℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述挤出的温度条件为：机头65～75℃，挤出段55～60℃，塑化段40～50℃，螺杆45～55℃。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硫化的温度为150～165℃，所述硫化的时间为15～35min。
10.一种丁腈橡胶复合氟树脂的多层燃油胶管，其特征在于，所述燃油胶管是由权利要求2-9中任一项所述的方法制备得到的。
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