CN108730645A - R744高温空调软管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种R744高温空调软管及其制备方法，涉及空调软管技术领域，所述高温空调软管采用金属波纹管作为阻隔层代替了现有的由尼龙类材料制得的阻隔层，由于金属波纹管层的存在，二氧化碳制冷剂介质R744在本发明空调软管中不仅不会产生任何渗漏，该空调软管还具有抗高温的效果，同时，本发明通过设置厚度适中的金属波纹管层—内橡胶层—纤维增强层—外橡胶层的复合结构，从而利用内、外橡胶层和纤维增强层良好的抗压和弯曲性能，进而使本申请空调软管具有无渗透性的同时，还具有良好的耐高温、耐高压以及良好的弯曲弹性的特点。

Description

R744高温空调软管及其制备方法

技术领域

本发明涉及空调软管技术领域，尤其是涉及一种R744高温空调软管及其制备方法。

背景技术

制冷剂是制冷过程中完成制冷循环的工作介质，早期空调和冰箱等所用的制冷剂均为卤代烃。然而，这种卤代烃制冷剂的排放会破坏大气臭氧层，制冷剂对臭氧层的破坏程度用破坏臭氧层潜值(Ozone depletion potential简称ODP)表示。同时，这些卤代烃也是造成全球气候变暖的诱因之一，因为卤代烃制冷剂的排放会引发温室效应，进而引起全球变暖，其影响程度用全球变暖潜值(Global warming potential，简称GWP)表示。根据欧盟已经通过的含氟温室气体控制法规的要求，自2011年1月11日起，欧盟将禁止新生产的汽车空调使用GWP值大于150的制冷剂，由于现在已经大量使用的HFC134a制冷剂的GWP值为1300，故而将被禁止使用。因而，汽车空调使用低GWP值的制冷剂将成为趋势和必然。

二氧化碳是天然存在的物质，其制得的制冷剂R744的ODP＝0，GWP＝1，可以充分满足上述的环保要求。同时，二氧化碳制冷剂还具有来源广泛、成本低廉，且安全无毒的特点，即便在高温下，二氧化碳也不会分解产生有害气体。此外，由于二氧化碳的蒸发潜热较大，单位溶剂制冷量相当高，故而使用二氧化碳为制冷介质的压缩机及其部件尺寸较小。因而，二氧化碳作为制冷剂R744也逐步得到了人们的重视和认可。但是，现有的空调软管中的阻隔层仅为一层纯尼龙，无法满足二氧化碳制冷剂R744的低渗透性要求，极容易造成二氧化碳介质的渗透和泄露。

同时，现有汽车空调系统中的空调软管，共三根管，彼此不可替代。一种是高温管，只有一根，是从压缩机至冷凝器的排气管，制冷剂处于高温高压气体状态；一种是常温管，有两根。其中一根是流体管，是从冷凝器至储液干燥器，制冷剂处于常温高压液体状态，另一根是吸气管，是从蒸发器至压缩机的吸气管，制冷剂处于常温低压气体状态。由于高温管中的制冷剂一直处于高温高压气体状态，因此对于使用二氧化碳制冷剂R744的空调系统中的高温管不但需要满足R744的低渗透性要求，还要具有抗高温高压的性能。有鉴于此，研发适用于二氧化碳制冷剂的高温空调软管，也就成为现阶段空调软管的主要研究的方向。

因此，鉴于使用二氧化碳制冷剂R744的空调系统中，对于高温空调软管需要在温度165℃、工作压力17MPa的条件下长期使用的要求，研究开发出一种R744高温空调软管，且该空调软管可以在高温高压(165℃、17MPa)状态下长期稳定工作，变得十分必要和迫切。

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R744高温空调软管，所述空调软管采用金属波纹管作为阻隔层，代替了现有的由尼龙类材料制得的阻隔层，由于金属波纹管层的存在，二氧化碳制冷剂介质R744在本发明空调软管中不仅不会产生任何渗漏，该空调软管还具有抗高温的效果，同时，本发明通过设置厚度适中的金属波纹管层—内橡胶层—纤维增强层—外橡胶层的复合结构，从而利用内、外橡胶层和纤维增强层良好的抗压和弯曲性能，进而使本申请空调软管具有无渗透性的同时，还具有良好的耐高温、耐高压以及良好的弯曲弹性的特点。

本发明的第二目的在于提供一种R744高温空调软管的制备方法，该方法具有工艺流程简单、制备过程中不需要复杂的加工设备以及易于大规模推广应用的优点。

本发明提供的一种R744高温空调软管，沿所述空调软管的直径方向，由内向外依次包括金属波纹管层、内橡胶层、纤维增强层和外橡胶层；

所述金属波纹管层的壁厚为0.15～1.0mm，所述内橡胶层的厚度为2.2～2.5mm，所述纤维增强层的厚度为0.4～0.5mm，所述外橡胶层的厚度为1.4～1.8mm。

进一步的，所述金属波纹管为不锈钢波纹管，所述金属波纹管的弯曲半径≤100mm、爆破压力≥18MPa；

优选的，所述金属波纹管的波纹是等距的直旋波纹，螺距为2～3mm，波峰高1.2～1.8mm。

进一步的，所述内橡胶层和外橡胶层均为AEM橡胶。

更进一步的，所述AEM橡胶为经过氧化物硫化体系硫化的AEM橡胶。

更进一步的，所述AEM橡胶中还包括助交联剂N,N′-间亚苯基双马来酰亚胺。

进一步的，所述纤维增强层为芳纶纤维增强层；

优选的，所述芳纶纤维增强层由杜邦2500dtex浸胶芳纶线编织得到。

本发明提供的一种R744高温空调软管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层混炼胶，随后使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出得到内橡胶层；

(b)、在内橡胶层的外表面进行纤维编制，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外橡胶层，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布进行硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

进一步的，所述硫化的温度为150～180℃，硫化的时间为50～90min；

优选的，所述硫化的温度为165℃，硫化的时间为70min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的R744高温空调软管，沿所述空调软管的直径方向，由内向外依次包括金属波纹管层、内橡胶层、纤维增强层和外橡胶层；所述金属波纹管层的壁厚为0.15～1.0mm，所述内橡胶层的厚度为2.2～2.5mm，所述纤维增强层的厚度为0.4～0.5mm，所述外橡胶层的厚度为1.4～1.8mm。本发明空调软管采用金属波纹管作为阻隔层，代替了现有的由尼龙类材料制得的阻隔层，由于金属波纹管层的存在，二氧化碳制冷剂介质在本发明空调软管中不仅不会产生任何渗漏，该空调软管还具有抗高温的效果，同时，本发明通过设置厚度适中的金属波纹管层—内橡胶层—纤维增强层—外橡胶层的复合结构，从而利用内、外橡胶层和纤维增强层良好的抗压和弯曲性能，进而使本申请空调软管具有无渗透性的同时，还具有良好的耐高温、耐高压以及良好的弯曲弹性的特点，进而满足现有使用二氧化碳制冷剂R744的空调系统对于空调软管低渗透性和抗高温高压的性能需求。

本发明提供的R744高温空调软管的制备方法，该制备方法，首先采用挤出填平法将金属波纹管层和内橡胶层复合在一起，随后在内橡胶层外表面编制纤维增强层，然后在纤维增强层的外表面挤出外橡胶层，得到半成品软管，将半成品软管外层缠上水布进行硫化处理后，得到本发明R744高温空调软管。上述制备方法具有工艺流程简单、制备过程中不需要复杂的加工设备以及易于大规模推广应用的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的R744高温空调软管的分体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

根据本发明的一个方面，一种R744高温空调软管，沿所述空调软管的直径方向，由内向外依次包括金属波纹管层、内橡胶层、纤维增强层和外橡胶层；

所述金属波纹管层的壁厚为0.15～1.0mm，所述内橡胶层的厚度为2.2～2.5mm，所述纤维增强层的厚度为0.4～0.5mm，所述外橡胶层的厚度为1.4～1.8mm。

本发明提供的R744高温空调软管，沿所述空调软管的直径方向，由内向外依次包括金属波纹管层、内橡胶层、纤维增强层和外橡胶层；所述金属波纹管层的壁厚为0.15～1.0mm，所述内橡胶层的厚度为2.2～2.5mm，所述纤维增强层的厚度为0.4～0.5mm，所述外橡胶层的厚度为1.4～1.8mm。本发明空调软管采用金属波纹管作为阻隔层，代替了现有的由尼龙类材料制得的阻隔层，由于金属波纹管层的存在，二氧化碳制冷剂介质在本发明空调软管中不仅不会产生任何渗漏，该空调软管还具有抗高温的效果，同时，本发明通过设置厚度适中的金属波纹管层—内橡胶层—纤维增强层—外橡胶层的复合结构，从而利用内、外橡胶层和纤维增强层良好的抗压和弯曲性能，进而使本申请空调软管具有无渗透性的同时，还具有良好的耐高温、耐高压以及良好的弯曲弹性的特点，进而满足现有使用二氧化碳制冷剂R744的空调系统对于空调软管低渗透性和抗高温高压的性能需求。

在本发明的一种优选实施方式中，所述金属波纹管为不锈钢波纹管，所述金属波纹管的弯曲半径≤100mm、爆破压力≥18MPa；

作为一种优选的实施方式，上述金属波纹管为不锈钢波纹管具有较好的抗腐蚀性，从而使本发明空调软管具有更长的使用寿命；同时，上述金属波纹管的弯曲半≤100mm，使本发明空调软管具有柔软回弹性好的优点，上述金属波纹管的爆破压力≥18MPa，使本发明空调软管具有很好的抗压性能。

优选的，所述金属波纹管的波纹是等距的直旋波纹，螺距为2～3mm，波峰高1.2～1.8mm。

在本发明的一种优选实施方式中，所述内橡胶层和外橡胶层均为AEM橡胶。

在上述优选实施方式中，所述AEM橡胶为经过氧化物硫化体系硫化的AEM橡胶。

在上述优选实施方式中，所述AEM橡胶中还包括助交联剂N,N′-间亚苯基双马来酰亚胺。

在本发明的一种优选实施方式中，所述纤维增强层为芳纶纤维增强层；

作为一种优选的实施方式，上述纤维增强层为芳纶纤维增强层，使用芳纶纤维层制得的空调软管爆破压力能达到42MPa左右，可以充分满足软管能在165℃、工作压力为17MPa的条件下长期工作的要求。

优选的，所述芳纶纤维增强层由杜邦2500dtex浸胶芳纶线编织得到。

根据本发明的一个方面，一种R744高温空调软管的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层混炼胶，随后使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出得到内橡胶层；

(b)、在内橡胶层的外表面进行纤维编制，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外橡胶层，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布进行硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

本发明提供的R744高温空调软管的制备方法，该制备方法，首先采用挤出填平法将金属波纹管层和内橡胶层复合在一起，随后在内橡胶层外表面编制纤维增强层，然后在纤维增强层的外表面挤出外橡胶层，得到半成品软管，最后经硫化处理得到本发明R744高温空调软管。上述制备方法具有工艺流程简单、制备过程中不需要复杂的加工设备以及易于大规模推广应用的优点。

优选的，使用缠布机对水布进行缠接，水布搭接为50％，即水布有一道中线，每一圈都压在中线处，也就是搭接50％。

在本发明的一种优选实施方式中，所述硫化的温度为150～180℃，硫化的时间为50～90min；

优选的，所述硫化的温度为165℃，硫化的时间为70min。

下面实施例1～5、对比例1和2以生产6.3±0.2mm×9.8mm×15.7±0.4mm的R744空调软管为例对本发明进行说明。

实施例1

如图1所示，一种R744高温空调软管，沿所述空调软管的直径方向，由内向外依次包括金属波纹管层、内橡胶层、纤维增强层和外橡胶层；

上述R744高温空调软管的制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层AEM混炼胶，随后将内径6.3mm，外径9.8mm，壁厚0.15mm的金属波纹管，穿过单螺杆T型挤出机；使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出内胶层AEM，厚度为2.2mm；

(b)、采用杜邦的2500dtex浸胶芳纶线在内橡胶层的外表面进行纤维编制，24锭4股编织，行程30mm，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外胶层AEM,厚度为1.4mm，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布后，进行165℃，60min的硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

实施例2

一种R744高温空调软管，其制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层AEM混炼胶，随后将内径6.3mm，外径9.8mm，壁厚1.0mm的金属波纹管，穿过单螺杆T型挤出机；使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出内胶层AEM，厚度为2.5mm；

(b)、采用杜邦的2500dtex浸胶芳纶线在内橡胶层的外表面进行纤维编制，24锭4股编织，行程30mm，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外胶层AEM,厚度为1.8mm，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布后，进行165℃，60min的硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

实施例3

一种R744高温空调软管，其制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层AEM混炼胶，随后将内径6.3mm，外径9.8mm，壁厚0.15mm的金属波纹管，穿过单螺杆T型挤出机；使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出内胶层AEM，厚度为2.3mm；

(b)、采用杜邦的2500dtex浸胶芳纶线在内橡胶层的外表面进行纤维编制，24锭4股编织，行程30mm，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外胶层AEM,厚度为1.6mm，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布后，进行165℃，60min的硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

实施例4

一种R744高温空调软管，其制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层AEM混炼胶，随后将内径6.3mm，外径9.8mm，壁厚0.65mm的金属波纹管，穿过单螺杆T型挤出机；使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出内胶层AEM，厚度为1.7mm；

(b)、采用杜邦的2500dtex浸胶芳纶线在内橡胶层的外表面进行纤维编制，24锭4股编织，行程30mm，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外胶层AEM,厚度为1.6mm，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布后，进行165℃，60min的硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

实施例5

一种R744高温空调软管，其制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层AEM混炼胶，随后将内径6.3mm，外径9.8mm，壁厚0.10mm的金属波纹管，穿过单螺杆T型挤出机；使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出内胶层AEM，厚度为1.3mm；

(b)、采用杜邦的2500dtex浸胶芳纶线在内橡胶层的外表面进行纤维编制，24锭4股编织，行程30mm，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外胶层AEM,厚度为1.7mm，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布后，进行165℃，60min的硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

对比例1

本对比例除步骤(b)中杜邦的2500dtex浸胶芳纶线替换为苏州米勒的浸胶维纶线PVA1980-2外，其余同实施例5。

对比例2

本对比例除步骤(b)中杜邦的2500dtex浸胶芳纶线替换为杜邦的1670dtex浸胶芳纶线外，其余同实施例5。

实验例1

将上述实施例1～5以及对比例1和2制备的得到的空调软管以二氧化碳制冷剂R744为工作介质进行性能检测，其结果如下表所示：

由上表可知，本发明的空调软管，R744渗透率为零，爆破压力达到45MPa以上。耐温范围能达到180℃，同时还具有很好的弯曲性能，可以充分满足现有使用二氧化碳制冷剂R744的空调系统对于空调软管低渗透性和抗高温高压的性能需求。

综上所述，本发明空调软管采用金属波纹管作为阻隔层，代替了现有的由尼龙类材料制得的阻隔层，由于金属波纹管层的存在，二氧化碳制冷剂介质在本发明空调软管中不仅不会产生任何渗漏，该空调软管还具有抗高温的效果，同时，本发明通过设置厚度适中的金属波纹管层—内橡胶层—纤维增强层—外橡胶层的复合结构，从而利用内、外橡胶层和纤维增强层良好的抗压和弯曲性能，进而使本申请空调软管具有无渗透性的同时，还具有良好的耐高温、耐高压以及良好的弯曲弹性的特点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种R744高温空调软管，其特征在于，沿所述高温空调软管的直径方向，由内向外依次包括金属波纹管层、内橡胶层、纤维增强层和外橡胶层；

所述金属波纹管层的壁厚为0.15～1.0mm，所述内橡胶层的厚度为2.2～2.5mm，所述纤维增强层的厚度为0.4～0.5mm，所述外橡胶层的厚度为1.4～1.8mm。

2.根据权利要求1所述的R744高温空调软管，其特征在于，所述金属波纹管为不锈钢波纹管，所述金属波纹管的弯曲半径≤100mm、爆破压力≥18MPa；

优选的，所述金属波纹管的波纹是等距的直旋波纹，螺距为2～3mm，波峰高1.2～1.8mm。

3.根据权利要求1所述的R744高温空调软管，其特征在于，所述内橡胶层和外橡胶层均为AEM橡胶。

4.根据权利要求3所述的R744高温空调软管，其特征在于，所述AEM橡胶为经过氧化物硫化体系硫化的AEM橡胶。

5.根据权利要求3所述的R744高温空调软管，其特征在于，所述AEM橡胶中还包括助交联剂N,N′-间亚苯基双马来酰亚胺。

6.根据权利要求1所述的R744高温空调软管，其特征在于，所述纤维增强层为芳纶纤维增强层；

优选的，所述芳纶纤维增强层由杜邦2500dtex浸胶芳纶线编织得到。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的R744高温空调软管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(a)、首先炼制内、外橡胶层混炼胶，随后使用混炼胶在金属波纹管外表面挤出得到内橡胶层；

(b)、在内橡胶层的外表面进行纤维编制，得到纤维增强层；

(c)、使用步骤(a)炼制的混炼胶在纤维增强层的外表面挤出外橡胶层，得到半成品软管；

(d)、在半成品软管的外层缠上水布进行硫化处理，硫化后解布，得到R744高温空调软管。

8.根据权利要求7所述的R744高温空调软管的制备方法，其特征在于，所述硫化的温度为150～180℃，硫化的时间为50～90min；

优选的，所述硫化的温度为165℃，硫化的时间为70min。