CN106564249B - 含低渗透粘合剂的空调软管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含低渗透粘合剂的空调软管及其制备方法，属于汽车空调系统领域，在空调软管中添加了低渗透粘合剂，能够提高空调软管胶料间的粘合性能并降低空调软管的渗透率。本发明的含低渗透粘合剂的空调软管，由内向外的结构为：内胶层、屏蔽层、第一中胶层、第一增强层、第二中胶层、第二增强层、外胶层，内胶层与屏蔽层、屏蔽层与第一中胶层之间喷低渗透粘合剂。本发明还提供了上述含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及汽车空调系统领域，尤其涉及一种含低渗透粘合剂的空调软管及其制备方法。
背景技术
汽车空调系统中的空调软管主要作用是输送液态或气态制冷剂，目前汽车工业选用的制冷剂是四氟乙烷(简称R134a)，R134a的消耗臭氧潜能值(ODP)为0，属于环保型制冷剂，但是R134a同时属于温室气体。
目前大多数汽车空调软管无论是高压橡胶软管还是低压橡胶软管均采用相同的结构，即其结构(由内向外)聚酰胺树脂渗透层/中橡胶层/聚酯纤维增强层/外橡胶层，这种结构适合高压橡胶软管，对于低压橡胶软管其最合适的结构是(由内向外)内橡胶层/聚酯纤维增强层/外橡胶层。这种结构要求内层主体材料为橡胶。需进行特殊的配方设计，以满足低压橡胶软管内胶层对制冷剂R134a低渗透性和优异的抗耐性。
CN102504424A公开了一种用于汽车空调软管的丁基橡胶组合物，CN101851380A公开了一种空调软管内管防渗胶层材料及其制备方法，但是上述公开的防渗胶层都是将空调软管的橡胶层进行特殊的配方设计，以满足低压橡胶软管内胶层对制冷剂R134a低渗透性和优异的抗耐性。这些特殊胶料的配方制备起来复杂，而且渗透性不可调，QC/T664-2000中渗透率要求为30KG/m2/年，目前普遍使用的屏蔽层为PA6/66，内径为16mm胶管渗透率为20KG/m2/年左右。随着汽车行业的发展和环保要求的提高，低渗透环保型空调软管呼之欲出，制冷剂充注量的减少，除了成本降低外，还能提升整个系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含低渗透粘合剂的空调软管及其制备方法，在空调软管中添加了低渗透粘合剂，能够提高空调软管胶料间的粘合性能并降低空调软管的渗透率。
本发明的含低渗透粘合剂的空调软管，由内向外的结构为：内胶层、屏蔽层、第一中胶层、第一增强层、第二中胶层、第二增强层、外胶层，内胶层与屏蔽层之间、屏蔽层与第一中胶层之间喷低渗透粘合剂；
所述低渗透粘合剂包括如下配比的组分：
优选的，内胶层为氯丁橡胶，屏蔽层为尼龙6，第一中胶层、第二中胶层和外胶层为三元乙丙橡胶，第一增强层和第二增强层为浸胶聚酯线。
优选的，所述低渗透粘合剂的包括如下配比的组分：
优选的，所述低渗透粘合剂的制备方法为：将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃，辊距0.1mm，薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解。
优选的，所述低渗透粘合剂的使用方法为低渗透粘合剂与酒精混合后，喷涂，40±10℃烘干，低渗透粘合剂与酒精的比例为1:1-5。
本发明另一方面提供了上述含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，为一条线连续生产，具体步骤包括：内胶层挤出，喷低渗透粘合剂，烘干；屏蔽层挤出，喷低渗透粘合剂，烘干；第一中胶层挤出，缠绕第一增强层后第二中胶层挤出，缠绕第二增强层，外胶层挤出，包塑。
优选的，内胶层的挤出温度依次为：60±5℃，65±5℃，70±5℃，75±5℃；挤出速度：15±5rpm。
优选的，屏蔽层的挤出温度依次为：210±5℃，220±5℃，230±5℃，240±5℃，250±5℃；挤出速度：155±10rpm。
优选的，第一中胶层和第二中胶层挤出温度依次为：60±5℃，65±5℃，70±5℃，75±5℃；挤出速度：15±5rpm。
优选的，第一增强层和第二增强层的缠绕速度：230±10rpm。
优选的，外胶层挤出温度依次为：50±5℃，55±5℃，60±5℃，65±5℃；挤出速度：20±5rpm。
优选的，包塑料挤出温度依次为：180±5℃，200±5℃，220±5℃，240±5℃，260±5℃，挤出速度：30±10rpm。
本发明的有益效果在于：1、本发明的空调软管中加入了低渗透粘合剂,低渗透粘合剂为丁腈胶乳,丁腈胶乳作为粘结层能有效提高橡胶与尼龙之间的接触面积，通过使用低渗透粘合剂，并经过烘干处理后能明显提高屏蔽层与橡胶层的附着力并降低渗透率；2、综合考虑实现连续生产和空调软管的性能结果，酒精与低渗透粘合剂最合适配比为酒精：低渗透粘合剂＝4:1，该条件下生产的空调软管的渗透率可低至2.06Kg/m2/year。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种含低渗透粘合剂的空调软管，由内向外的结构为：内胶层、屏蔽层、第一中胶层、第一增强层、第二中胶层、第二增强层、外胶层，内胶层与屏蔽层、屏蔽层与第一中胶层之间喷低渗透粘合剂；作为优选的实施例，内胶层为氯丁橡胶，屏蔽层为尼龙6，第一中胶层、第二中胶层和外胶层为三元乙丙橡胶，第一增强层和第二增强层为浸胶聚酯线。
本发明实施例还提供了低渗透粘合剂的构成，其包括如下配比的组分：
在本发明的一实施例中，间苯二酚、甲醛、白炭黑可以构成间甲白体系，其组分配比可以根据体系的需要进行调整；在本发明的一优选实施例中，间甲白粘合剂和环氧树脂高温后发生硫化交联，在尼龙层表面形成气密性良好的膜，大大降低降低尼龙层的渗透率，环氧树脂的加入量可以为3,4,5,6,7,8,9,10份，作为更优选的实施例，与丁腈橡胶配合的环氧树脂的加入量为5份。
本发明实施例还提供了低渗透粘合剂的制备方法，将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃，辊距0.1mm，薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解。
本发明实施例还提供了低渗透粘合剂的使用方法，低渗透粘合剂与酒精混合后，喷涂，40±10℃烘干。低渗透粘合剂与酒精的比例为1:1-5；在本发明的一实施例中，低渗透粘合剂与酒精的比例可以为1:1,1:2,1:3,1:4,1:5，可以理解的是，酒精添加量少，粘合剂比较粘稠，不利于喷涂和水分挥发，所需烘干时间较长，即烘干通道长，整条生产线较长。作为更优选的实施例，低渗透粘合剂与酒精的比例为1:4时配比合适，利于喷涂和溶剂挥发，生产线长度合适，烘干温度在30-50℃合适，优选40℃。
本发明实施例还提供了含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，为一条线连续生产，具体步骤包括：
S1内胶层氯丁橡胶挤出，挤出温度依次为：60±5℃，65±5℃，70±5℃，75±5℃；挤出速度：15±5rpm。
本步骤的低渗透粘合剂中丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物。丁腈橡胶以其优异的耐油性而著称，同时还具有良好的耐磨性、耐老化性及气密性。丁腈橡胶与氯丁橡胶都是极性橡胶，相容性较好，在使用相同硫化剂的情况下，发生共硫化，使得丁腈胶乳成为非常好的粘结层。
S2屏蔽层尼龙6挤出，挤出温度依次为：210±5℃，220±5℃，230±5℃，240±5℃，250±5℃,挤出速度：155±10rpm，喷低渗透粘合剂，烘干。
本步骤中，低渗透粘合剂中的间甲白体系能有效提高橡胶层与尼龙层的粘合强度。丁腈胶乳粘合剂作为粘结层能有效提高橡胶与尼龙之间的接触面积，使橡胶和尼龙层之间发生更高效的粘合，并且间甲白粘合剂和环氧树脂高温后发生硫化交联，在尼龙层表面形成气密性良好的膜，大大降低降低尼龙层的渗透率。
S3第一中胶层三元乙丙橡胶挤出，缠绕第一增强层浸胶聚酯线后第二中胶层三元乙丙橡胶挤出，缠绕第二增强层浸胶聚酯线，第一中胶层和第二中胶层挤出温度依次为：60±5℃，65±5℃，70±5℃，75±5℃,挤出速度：15±5rpm，第一增强层和第二增强层的缠绕速度：230±10rpm。
本步骤中采用一层中胶层一层缠绕线再一层中胶层一层缠绕线的结构可以提高产品的粘附强度。
S4外胶层三元乙丙橡胶挤出，挤出温度依次为：50±5℃，55±5℃，60±5℃，65±5℃，挤出速度：20±5rpm。
本步骤进一步包覆外胶层能够进一步提高产品的粘附强度。
S5包塑，包塑料挤出温度依次为：180±5℃，200±5℃，220±5℃，240±5℃，260±5℃，挤出速度：30±10rpm。
本步骤中通过包塑可以保证产品外观光滑。
相比于现有技术而言，本发明所提供的含低渗透粘合剂的空调软管，制备过程经过烘干处理后能明显提高屏蔽层与橡胶层的附着力并降低渗透率，得到低渗透的空调软管，渗透率低，性能良好。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的含低渗透粘合剂的空调软管及制备方法，以下将结合具体实施例进行说明。
实施例1
低渗透粘合剂的包括如下配比的组分：
将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃，辊距0.1mm，薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解。
实施例2
低渗透粘合剂的包括如下配比的组分：
将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃，辊距0.1mm，薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解。
实施例3
低渗透粘合剂的包括如下配比的组分：
将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃，辊距0.1mm，薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解。
实施例4
低渗透粘合剂的包括如下配比的组分：
将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃，辊距0.1mm，薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解。
将上述实施例1-4中制备的低渗透粘合剂均匀涂在氯丁橡胶层与尼龙层中间，160℃硫化40min，放置24h后测试氯丁橡胶和尼龙层间的附着力，测试结果参见表1。
表1氯丁橡胶和尼龙层间的附着力测试结果
| 序号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 附着力 | 无法分离 | 14N/cm | 23N/cm | 18N/cm |
通过表1可以看出，本发明的低渗透粘合剂能够增加橡胶层和尼龙层间的附着力，效果良好。
使用实施例1制备的低渗透粘合剂与酒精按照一定比例进行混合
对比例1：无粘合剂
实施例5：酒精：低渗透粘合剂＝1:1
实施例6：酒精：低渗透粘合剂＝3:1
实施例7：酒精：低渗透粘合剂＝4:1
实施例8：酒精：低渗透粘合剂＝5:1
通过上述制备方法制备得到相应的空调软管，其中实施例5由于生产不连续，不采用此方法进行生产，其他实施例的测试参数，具体结果参见表2。
表2：空调软管测试结果表
通过表2可以看出，实施例6：酒精：低渗透粘合剂＝3:1和实施例7：酒精：低渗透粘合剂＝4:1制备得到的空调软管均具有良好的性能且渗透率低。而屏蔽层与橡胶附着力20N/cm时，在进行脉冲试验时，胶管里有温度和压力循环，附着力差，材料的耐久性能差。胶乳比例高时，粘合剂较粘稠时，不利于喷涂和水分挥发，所需烘干时间较长，即烘干通道长，整条生产线较长，酒精：低渗透粘合剂＝4:1时，配比合适，该条件下生产的空调软管的渗透率可低至2.06Kg/m2/year。
为了进一步证明本发明的空调软管的有益效果，选取实施例7的空调软管，与市售的添加氯丁胶乳和天然胶乳的空调软管进行性能测试。
对比例2：酒精：市售氯丁胶乳＝4:1
对比例3：酒精：市售天然胶乳＝4:1
通过上述制备方法制备得到相应的空调软管，测试参数，具体结果参见表3。
表3：空调软管测试结果表
通过表3可以看出，本发明实施例7：酒精：低渗透粘合剂＝4:1制备得到的空调软管均具有良好的性能且渗透率低，与现有的粘结剂相比，制备的空调软管的渗透率更低且性能良好。
Claims (8)
1.含低渗透粘合剂的空调软管，其特征在于，该空调软管由内向外的结构为：内胶层、屏蔽层、第一中胶层、第一增强层、第二中胶层、第二增强层、外胶层，内胶层与屏蔽层之间、屏蔽层与第一中胶层之间喷低渗透粘合剂；
所述低渗透粘合剂包括如下配比的组分：
所述低渗透粘合剂的制备方法为：将上述各组分按配比称量后混炼，混炼温度不超过70℃,辊距0.1mm,薄通次数大于10次,混炼时间10-15分钟；混炼结束后薄通至0.5-1mm，剪碎，用二甲苯溶解；
内胶层为氯丁橡胶，屏蔽层为尼龙6，第一中胶层、第二中胶层和外胶层为三元乙丙橡胶，第一增强层和第二增强层为浸胶聚酯线。
2.根据权利要求1所述的含低渗透粘合剂的空调软管，其特征在于，所述低渗透粘合剂包括如下配比的组分：
3.根据权利要求1所述的含低渗透粘合剂的空调软管，其特征在于，所述低渗透粘合剂的使用方法为低渗透粘合剂与酒精混合后，喷涂，40±10℃烘干，低渗透粘合剂与酒精的比例为1:1-5。
4.权利要求1-3任意一项所述含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，其特征在于，为一条线连续生产，具体步骤包括：内胶层挤出，喷低渗透粘合剂，烘干；屏蔽层挤出，喷低渗透粘合剂，烘干；第一中胶层挤出，缠绕第一增强层后第二中胶层挤出，缠绕第二增强层；外胶层挤出；包塑。
5.根据权利要求4所述的含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，其特征在于，内胶层的挤出温度依次为：60±5℃，65±5℃，70±5℃，75±5℃；挤出速度：15±5rpm。
6.根据权利要求4所述的含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，其特征在于，屏蔽层的挤出温度依次为：210±5℃，220±5℃，230±5℃，240±5℃，250±5℃；挤出速度：155±10rpm。
7.根据权利要求4所述的含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，其特征在于，第一中胶层和第二中胶层挤出温度依次为：60±5℃，65±5℃，70±5℃，75±5℃；挤出速度：15±5rpm；第一增强层和第二增强层的缠绕速度：230±10rpm。
8.根据权利要求4所述的含低渗透粘合剂的空调软管的制备方法，其特征在于，外胶层挤出温度依次为：50±5℃，55±5℃，60±5℃，65±5℃；挤出速度：20±5rpm；包塑料挤出温度依次为：180±5℃，200±5℃，220±5℃，240±5℃，260±5℃，挤出速度：30±10rpm。
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