CN107776131A - 用于生产汽车橡胶管的芯子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于生产汽车橡胶管的芯子，包括内层芯子，所述内层芯子的外表面包覆有中胶层，所述中胶层的外表面包覆有外胶层。还提供一种制备所述的芯子的方法。本发明通过三层材料的复合制备用于制作汽车的橡胶管的芯子，兼具TPX芯子的优异耐热性和剥离性、橡胶芯子的低廉价格的有点，用作为汽车橡胶管，特别是空调管软管挤出用的芯子，可以降低成本、减少浪费。且本产品无龟裂、无脱层、无粘连，产品性能优越。

Description

用于生产汽车橡胶管的芯子及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，具体地说，是一种用于生产汽车橡胶管的芯子及其制备方法。
背景技术
汽车的零部件中，用于连接各个系统或部件之间的橡胶管使用频繁且对于汽车性能来说非常重要。汽车橡胶管(例如汽车空调软管)的生产方式为有芯成型挤出。芯子材料一般为TPX，TPX是以4-甲基1-戊烯为基本成分的聚烯烃，具有优异的耐热性和剥离性能，尺寸稳定性好，可重复使用，但成本价格较高。在生产大口径空调软管时，如果使用纯TPX芯子[日本三井公司生产的聚(4-甲基戊烯)材料]，则成本价格更为高昂。
中国专利申请《汽车零部件用的橡胶芯子的制造方法》(公开号为CN 102642292A)公开了一种汽车零部件用的橡胶芯子的制造方法，它包括将胶料进行混炼、试验、与钢丝绳挤出、硫化、脱模等步骤。但是，使用低成本的橡胶材料制作芯子，需要额外使用离型剂，以减少脱芯困难的问题，并且重复使用的过程中容易短米，造成胶管料头增多，浪费增多，成本增加，并且橡胶芯子在使用过程中尺寸稳定性差，造成内胶挤出和外胶挤出时尺寸波动大、尺寸难以控制，进而影响最终产品质量。
发明内容
根据上述不足之处，本发明的目的在于：提供一种用于生产汽车橡胶管的芯子及其制备方法。此芯子兼具TPX芯子的优异耐热性和剥离性、橡胶芯子的低廉价格的有点，用作为汽车橡胶管，特别是空调管软管挤出用的芯子，可以降低成本、减少浪费。
为实现上述目的，本发明的技术方案在于：用于生产汽车橡胶管的芯子，包括内层芯子，所述内层芯子的外表面包覆有中胶层，所述中胶层的外表面包覆有外胶层。
本发明还提供一种制备所述的芯子的方法，包括如下步骤：
步骤一，将用于制造内层芯子的混炼胶放入内胶挤出机的喂料口进行挤出，得到内层芯子；
步骤二：将步骤一得到的内层芯子放入硫化罐进行硫化，得到硫化后的内层芯子；
步骤三：将步骤二得到的硫化后的内层芯子进行表面处理；
步骤四：将步骤三得到的表面处理后的内层芯子，通过中胶挤出机挤出中胶层，得到带有中胶层的半成品芯子；
步骤五：将步骤四得到的带有中胶层的半成品芯子通过尼龙挤出机，进行外胶层材料包覆，得到半成品复合芯子；
步骤六：将步骤五得到的半成品复合芯子放入硫化罐进行硫化，得到用于生产汽车橡胶管的芯子。
优选的是：所述的用于制造内层芯子的混炼胶为三元乙丙橡胶混炼胶，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料拉伸强度≥8MPa，伸长率≥200％，硬度85-95邵A，挤出外径尺寸为(12.70±0.2)mm，椭圆度≤0.10。
优选的是：步骤三中所述的表面处理为对内层芯子表面喷涂溶剂油。
优选的是：所述的中胶层橡胶材料为三元乙丙橡胶混炼胶，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料拉伸强度≥8MPa，伸长率≥200％，硬度85-95邵A，挤出外径尺寸为(15.7±0.02)mm，椭圆度≤0.10。
优选的是：所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括如下组分：
优选的是：所述的外胶层材料为聚(4-甲基戊烯)材料，其型号为TPX MX 001，挤出外径尺寸为(19.0±0.2)mm。
本发明的有益效果在于：本发明通过三层材料的复合制备用于制作汽车的橡胶管的芯子，兼具TPX芯子的优异耐热性和剥离性、橡胶芯子的低廉价格的有点，用作为汽车橡胶管，特别是空调管软管挤出用的芯子，可以降低成本、减少浪费。且本产品无龟裂、无脱层、无粘连，产品性能优越。
附图说明
图1是普通橡胶芯子硫化后出现难剥离现象的状态图；
图2是本发明的芯子硫化后的剥离情况的状态图；
图3是本发明的芯子的结构图示意图。
图中，1-管坯，2-橡胶芯子；3-外胶层(TPX)；4-内层芯子；5-中胶层；6-外胶层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明涉及用于生产汽车橡胶管的芯子，包括内层芯子，所述内层芯子的外表面包覆有中胶层，所述中胶层的外表面包覆有外胶层。
本发明还提供一种制备所述的芯子的方法，包括如下步骤：
步骤一，将用于制造内层芯子的混炼胶放入内胶挤出机的喂料口进行挤出，得到内层芯子。
其中，用于制造内层芯子的混炼胶为三元乙丙橡胶混炼胶，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料拉伸强度≥8MPa，伸长率≥200％，硬度85-95邵A，挤出外径尺寸为(12.70±0.2)mm，椭圆度≤0.10。此胶料的性能要求确保了制得的芯子满足需反复经受高温、曲挠、拉伸等的使用条件。
其中，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括如下组分：
上述炭黑选择炭黑N550；石蜡油型号为石蜡油P2281(北京艾迪尔复合材料有限公司)；增硬剂型号为增硬剂BQ206(龙森国际(香港)有限公司)；增粘剂型号为增粘剂STR(连云港锐巴化工有限公司)。
芯子在跟随胶管挤出及进行硫化罐蒸汽硫化时需要反复经受高温、水蒸汽，在缠辊或缠盘、脱芯、检芯时需要反复经受曲挠、拉伸、摩擦等，另外还需要保证尺寸稳定、表面光滑、平整、无气孔，以免造成胶管内壁有不良。
本发明所用胶料使用三元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶具有优异的耐高温性能和耐水蒸汽性能，赋予胶料良好的耐高温、耐水蒸汽性能。
本发明所用胶料使用增粘剂STR，特别适合在潮湿、高温、特低温等恶劣环境中保持胶料粘性，同时保证在弹性模量、硬度减少的情况下，磨耗损失可几乎不变，赋予胶料良好的储存加工性能和耐摩擦性能。
本发明所用胶料使用增硬剂BQ206，可明显提高硫化胶硬度、强度及动态模量，很大程度上降低生热，赋予胶料良好的耐曲挠、耐拉伸性能。
本发明所用胶料中使用氧化钙，与增粘剂STR进行适当的配合，可完全去除原料配合物中的水分或气体，即除湿消泡，以获得尺寸稳定、抑制发泡等品质改善及减少不良(如气泡发生、表面粗糙)的优秀效果。
其中，三元乙丙橡胶混炼胶胶料，可以选择以下不同的比例的配方。
1号三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括：三元乙丙橡胶100份；炭黑90份；石蜡油20份；轻质碳酸钙20份；增硬剂5份；增粘剂1份；硬脂酸1份；苯甲酸1份；氧化钙1份；不溶性硫黄1份；促进剂DM 1份；促进剂DPTT 0.5份。
2号三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括：三元乙丙橡胶100份；炭黑100份；石蜡油30份；轻质碳酸钙30份；增硬剂10份；增粘剂5份；硬脂酸5份；苯甲酸5份；氧化钙5份；不溶性硫黄2份；促进剂DM 2份；促进剂DPTT 1份。
3号三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括：三元乙丙橡胶100份；炭黑95份；石蜡油25份；轻质碳酸钙25份；增硬剂7份；增粘剂3份；硬脂酸3份；苯甲酸4份；氧化钙4份；不溶性硫黄1份；促进剂DM 1份；促进剂DPTT 0.7份。
4号三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括：三元乙丙橡胶100份；炭黑93份；石蜡油24份；轻质碳酸钙27份；增硬剂8份；增粘剂4份；硬脂酸3份；苯甲酸2份；氧化钙3份；不溶性硫黄2份；促进剂DM 2份；促进剂DPTT 0.8份。
步骤二：将步骤一得到的内层芯子放入硫化罐进行硫化，得到硫化后的内层芯子；硫化温度160℃±3℃，硫化时间60mi n±5mi n。内层胶芯进行硫化的目的在于保证其不变形、尺寸、椭圆度稳定。
步骤三：将步骤二得到的硫化后的内层芯子进行表面处理。
其中，表面处理的方式为对内层芯子表面喷涂环保型溶剂油(青岛石化)，以保证与中胶层的粘合。
步骤四：将步骤三得到的表面处理后的内层芯子，通过中胶挤出机挤出中胶层，得到带有中胶层的半成品芯子。
其中，中胶层橡胶材料为三元乙丙橡胶混炼胶，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料拉伸强度≥8MPa，伸长率≥200％，硬度85-95邵A，挤出外径尺寸为(15.7±0.02)mm，椭圆度≤0.10。
步骤五：将步骤四得到的带有中胶层的半成品芯子通过尼龙挤出机，进行外胶层材料包覆，得到半成品复合芯子。
其中，外胶层材料为日本三井公司生产的聚(4-甲基戊烯)材料，其型号为TPX MX001，挤出外径尺寸为(19.0±0.2)mm。
步骤六：将步骤五得到的半成品复合芯子放入硫化罐进行硫化，得到用于生产汽车橡胶管的芯子。硫化温度160℃±3℃，硫化时间60mi n±5mi n。
最后，对得到的复合芯子进行检验，检验要求为外径尺寸(19±0.3)mm、有无龟裂、有无脱层、有无粘连。
采用内层橡胶材料可降低制造成本，提高芯子柔软性；加设中胶层，中胶层一方面用于调整橡胶芯整体尺寸，特别是增大中胶层厚度，以间接增大橡胶芯整体口径尺寸，可以减少直接挤出时尺寸偏差过大的问题；另一方面可以使内层胶芯和外层TPX之间更好地贴合，而硫化后的内层胶芯直接包覆外层TPX时，贴合效果差，易脱层。外层TPX材料可保证优异的耐热性和剥离性，尺寸稳定性好，可重复使用，参见附图1和2。其中，图1为普通橡胶芯子硫化后出现难剥离现象，图2为外层TPX芯子硫化后的剥离情况，无粘连。
本发明的制造方法简单，可以大大降低生产成本。
假设生产100米的外径为19.0mm的芯子：纯TPX材料的密度为834kg/m3，纯TPX芯子使用约23.6kg的TPX材料，TPX材料的市售价格为98元/kg，合计成本价格为2312.8元；本发明的内层橡胶、外层TPX芯子，外层TPX的厚度为2.0mm，使用量约为8.9kg，内层橡胶芯直径为15.0mm，胶料密度为1300kg/m3，使用量约为23.0kg，胶料成本价格为13.0元，内、外层的合计成本为1171.8元，与纯TPX芯子相比，总的成本价格降低49.3％以上。
本发明的芯子主要考虑用于大口径的、对于剥离性要求较高的橡胶管，特别是空调管。简单说，用于生产橡胶管的芯子的材料理想方案是使用纯的TPX芯子，但大口径纯TPX芯子的成本过高，且柔性不好。但对于口径偏小的橡胶管，采用本发明的方法进行制备的话，降低成本的优势稍弱一些。

Claims (7)

1.用于生产汽车橡胶管的芯子，包括内层芯子，其特征在于：所述内层芯子的外表面包覆有中胶层，所述中胶层的外表面包覆有外胶层。
2.一种制备如权利要求1所述的芯子的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，将用于制造内层芯子的混炼胶放入内胶挤出机的喂料口进行挤出，得到内层芯子；
步骤二：将步骤一得到的内层芯子放入硫化罐进行硫化，得到硫化后的内层芯子；
步骤三：将步骤二得到的硫化后的内层芯子进行表面处理；
步骤四：将步骤三得到的表面处理后的内层芯子，通过中胶挤出机挤出中胶层，得到带有中胶层的半成品芯子；
步骤五：将步骤四得到的带有中胶层的半成品芯子通过尼龙挤出机，进行外胶层材料包覆，得到半成品复合芯子；
步骤六：将步骤五得到的半成品复合芯子放入硫化罐进行硫化，得到用于生产汽车橡胶管的芯子。
3.根据权利要求2所述的制备芯子的方法，其特征在于：所述的用于制造内层芯子的混炼胶为三元乙丙橡胶混炼胶，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料拉伸强度≥8MPa，伸长率≥200％，硬度85-95邵A，挤出外径尺寸为(12.70±0.2)mm，椭圆度≤0.10。
4.根据权利要求3所述的制备芯子的方法，其特征在于：所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料，按重量份数计包括如下组分：
5.根据权利要求2所述的制备芯子的方法，其特征在于：步骤三中所述的表面处理为对内层芯子表面喷涂溶剂油。
6.根据权利要求2所述的制备芯子的方法，其特征在于：所述的中胶层橡胶材料为三元乙丙橡胶混炼胶，所述的三元乙丙橡胶混炼胶胶料拉伸强度≥8MPa，伸长率≥200％，硬度85-95邵A，挤出外径尺寸为(15.7±0.02)mm，椭圆度≤0.10。
7.根据权利要求2所述的制备芯子的方法，其特征在于：所述的外胶层材料为聚(4-甲基戊烯)材料，其型号为TPX MX 001，挤出外径尺寸为(19.0±0.2)mm。
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