CN109648877A - 一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，包括以下生产步骤：密封硅胶条制备→散热器水室制备→密封硅胶条硫化成型→开模送检，本发明使散热器装配过程简化，减少密封硅胶条装配的工序，减少操作强度，彻底解决漏装的重大质量风险，节约能耗，降低成本；本发明采用密封硅胶条和水室一并硫化成型的工艺，不需要使用胶水等粘合剂，该工艺使密封硅胶条的尺寸可控制到微公差±0.1mm，解决密封圈长度不一，扭曲变形难以装配，密封效果不好的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零配件领域，具体为一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法。
背景技术
中冷器一般只有在安装了增压器的车才能看到，属于汽车中冷器中的一种。因为中冷器实际上是涡轮增压的配套件，其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。而中冷器的核心部件之一密封条，若其出问题则整个散热系统瘫痪，导致汽车无法使用（如拉缸爆缸、烧机油、自燃等）。
传统的中冷器生产中，现行主流采用传统硅胶条切割后，采用水室+密封硅胶条+主片三种产品扣压在一起形成密封，因此常常遇到密封硅胶条长度不一，扭曲变形，漏装等等问题而导致散热器冷却液泄露，冷却液泄露则导致散热系统瘫痪损坏汽车，且传统的橡胶和硅胶由于耐热性能和抗氧化性能不足，寿命很短，更换水室密封条的频率较高。
硅胶是一种分子链兼具无机和有机性质的高分子弹性材料，被广泛应用于航天、化工、农业和医疗卫生等领域，但硅胶的强度、耐油、耐腐蚀、抗氧化和耐蒸汽性能存在一定不足，因此硅胶的改性研究一直是热门科研方向，目前常用的硅胶改性方法分为化学改性和物理改性，化学改性的工艺复杂，操作繁琐，而物理改性虽然简单，但物理改性需要考量改性物质之间的相容性问题，因此近年来人们对硅胶改性的研究仍在不断开展和深入。
因此，申请人希望通过研究得到一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室，能彻底解决传统密封圈装配困难、寿命短、密封性不强等为导致的泄露。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，包括以下生产步骤：
①密封硅胶条制备：
a.向装有0.01mol/L的氢氧化钠溶液的容器中加入硅烷偶联剂得到混合溶液，所述氢氧化钠溶液和硅烷偶联剂的重量份数比为50:1，超声波搅拌滴加正硅酸乙酯，所述混合溶液与正硅酸乙酯的重量份数比40:1为将反应混合物加热至30～50℃，回流提取5～12h后再加热至50～80℃，回流提取5～12h，待反应停止后，将所得产物用甲醇洗涤1～5次后送入温度为40～60℃的真空干燥箱中干燥18～30h，得到所述氨基硅胶固体粉末；
b.聚酰胺胺改性硅胶的制备：将氨基硅胶固体粉末倒入甲醇中，并加入丙烯酸甲酯，甲醇与氨基硅胶固体粉末的重量份数比为1.5：1，加热至30～50℃搅拌回流18～30h后停止反应，带反应冷却后真空过滤产物，再用甲醇洗涤产物1～3次后送入温度为40～60℃的真空干燥箱中干燥24h，得到所述聚酰胺胺改性硅胶固体；
c.将制得的聚酰胺胺改性硅胶固体与氟橡胶放入密炼机中加压4～6分钟，再加入防老剂RD 1～3份、氧化锌 5～10份、硬脂酸0.1～1份和石蜡油 20～40份加压4～5分钟后排胶得到混炼胶，所述加压压力为12～14Mpa；
d.将混炼得到的混炼胶停放10～15小时后，送入开炼机，加入硫磺粉0.1～0.2份，出片薄通，薄通厚度0.5～1mm，薄通4次；
e.将薄通后的混炼胶切成厚度6～12mm，宽度70～120mm的条状，得到所述用于汽车中冷器的密封硅胶条；
②散热器水室制备：所述散热器水室包括，冷却水入口（1）、冷却水出口（2）、水室（3）、水室固定结构（4）和密封槽（5），所述冷却水入口（1）和冷却水出口（2）分别位于水室（3）头尾两侧，水室固定结构（4）分布在水室（3）左右两侧，密封槽（5）环绕在水室(3)侧壁的顶部，按照上述要求制备模具后注塑成型，注塑成型的温度为260～280℃，成型时间1～5min，压力10～12Mpa；
③密封硅胶条硫化成型：将密封硅胶条装入散热器水室的密封槽（5）中，把装载密封硅胶条的散热器水室放入电热阻加热模具中压合硫化成型，模具采用上、下模共同加热的方式，温度控制170～190℃，时间3～8min，压力14～15Mpa；
④开模送检：硫化成型后待模具降至室温后开模取出散热器水室，，并对所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的外观实施检验，飞边或杂质＞0.2mm的不合格品，飞边或杂质≤0.2mm的为合格品，即所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室。
所述超声搅拌的超声频率为8～20kHz。
硅胶改性的原理：
首先将正硅酸乙酯在硅烷偶联剂的作用下碱性水解，得到氨基硅胶，再通过酰胺化缩合反应合成以硅胶为核的聚酰胺胺改性硅胶。
通过化学改性得到聚酰胺胺改性硅胶后，本发明又通过物理改性将聚酰胺胺改性硅胶与氟橡胶进行并用改性，最终获得的用于汽车中冷器的密封硅胶条。
硅胶改性的优势：
首先化学改性的目的是让硅胶具有强抗氧化性，并解决硅胶与氟橡胶之间极性相差很大，相容性较差的问题。
其次物理改性是在化学改性的前提下，使硅胶改性成为了具有强抗氧化性并且提高了与氟橡胶之间相容性的聚酰胺胺改性硅胶，再通过并用改性将聚酰胺胺改性硅胶与氟橡胶混炼制成具有强抗氧化性、耐高温蒸汽、耐低温、耐腐蚀和耐油的用于汽车中冷器的密封硅胶条。
硫化工艺的优势：
本发明将水室和密封硅胶条一并放入模具进行硫化，简化传统密封硅胶条的装配工序，同时解决传统密封硅胶条与水室之间需要胶水或粘连剂粘连的方式，硫化的过程采用上、下模具同时加热，会使密封硅胶条略微融化产生黏性，冷却后密封硅胶条与水室固定连接，可靠牢固。
本发明的优点：
（1）使散热器装配过程简化，减少密封硅胶条装配的工序，减少操作强度，彻底解决漏装的重大质量风险，节约能耗，降低成本。
（2）本发明取消了密封硅胶条的装配，直接将密封硅胶条固定在水室上，解决传统密封硅胶条与散热片装配过程中密封硅胶条移位、窜动进而导致冷冻液渗漏，延长了汽车中冷器的寿命。
③本发明采用密封硅胶条和水室一并硫化成型的工艺，不需要使用胶水等粘合剂，该工艺使密封硅胶条的尺寸可控制到微公差±0.1mm，解决密封圈长度不一，扭曲变形难以装配，密封效果不好的问题。
附图说明
图1为所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的结构示意图；
图2为所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的立体结构示意图；
图中各标识的含义如下：
1-冷却水入口；2-冷却水出口；3-水室；4-水室固定结构；5-密封槽。
具体实施方式
实施例1
一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，包括以下生产步骤：
①密封硅胶条制备：
a.向装有0.01mol/L的氢氧化钠溶液的容器中加入硅烷偶联剂得到混合溶液，所述氢氧化钠溶液和硅烷偶联剂的重量份数比为50:1，超声波搅拌滴加正硅酸乙酯，所述混合溶液与正硅酸乙酯的重量份数比40:1为将反应混合物加热至30℃，回流提取5h后再加热至50℃，回流提取5h，待反应停止后，将所得产物用甲醇洗涤2次后送入温度为40℃的真空干燥箱中干燥18h，得到所述氨基硅胶固体粉末；
b.聚酰胺胺改性硅胶的制备：将氨基硅胶固体粉末倒入甲醇中，并加入丙烯酸甲酯，甲醇与氨基硅胶固体粉末的重量份数比为1.5：1，加热至30℃搅拌回流18h后停止反应，带反应冷却后真空过滤产物，再用甲醇洗涤产物1次后送入温度为40℃的真空干燥箱中干燥24h，得到所述聚酰胺胺改性硅胶固体；
c.将制得的聚酰胺胺改性硅胶固体与氟橡胶放入密炼机中加压4分钟，再加入防老剂RD 1份、氧化锌 5份、硬脂酸0.1份和石蜡油 20份加压4分钟后排胶得到混炼胶，所述加压压力为12Mpa；
d.将混炼得到的混炼胶停放10小时后，送入开炼机，加入硫磺粉0.1份，出片薄通，薄通厚度0.5mm，薄通4次；
e.将薄通后的混炼胶切成厚度6mm，宽度70mm的条状，得到所述用于汽车中冷器的密封硅胶条；
②散热器水室制备：所述散热器水室包括，冷却水入口（1）、冷却水出口（2）、水室（3）、水室固定结构（4）和密封槽（5），所述冷却水入口（1）和冷却水出口（2）分别位于水室（3）头尾两侧，水室固定结构（4）分布在水室（3）左右两侧，密封槽（5）环绕在水室(3)侧壁的顶部，按照上述要求制备模具后注塑成型，注塑成型的温度为260～280℃，成型时间1min，压力10Mpa；
③密封硅胶条硫化成型：将密封硅胶条装入散热器水室的密封槽（5）中，把装载密封硅胶条的散热器水室放入电热阻加热模具中压合硫化成型，模具采用上、下模共同加热的方式，温度控制170℃，时间3min，压力14Mpa；
④开模送检：硫化成型后待模具降至室温后开模取出散热器水室，，并对所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的外观实施检验，飞边或杂质＞0.2mm的不合格品，飞边或杂质≤0.2mm的为合格品，即所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室。
所述超声搅拌的超声频率为8kHz。
实施例2
一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，包括以下生产步骤：
①密封硅胶条制备：
a.向装有0.01mol/L的氢氧化钠溶液的容器中加入硅烷偶联剂得到混合溶液，所述氢氧化钠溶液和硅烷偶联剂的重量份数比为50:1，超声波搅拌滴加正硅酸乙酯，所述混合溶液与正硅酸乙酯的重量份数比40:1为将反应混合物加热至50℃，回流提取12h后再加热至80℃，回流提取12h，待反应停止后，将所得产物用甲醇洗涤5次后送入温度为60℃的真空干燥箱中干燥30h，得到所述氨基硅胶固体粉末；
b.聚酰胺胺改性硅胶的制备：将氨基硅胶固体粉末倒入甲醇中，并加入丙烯酸甲酯，甲醇与氨基硅胶固体粉末的重量份数比为1.5：1，加热至50℃搅拌回流30h后停止反应，带反应冷却后真空过滤产物，再用甲醇洗涤产物3次后送入温度为60℃的真空干燥箱中干燥24h，得到所述聚酰胺胺改性硅胶固体；
c.将制得的聚酰胺胺改性硅胶固体与氟橡胶放入密炼机中加压6分钟，再加入防老剂RD 3份、氧化锌 10份、硬脂酸1份和石蜡油 40份加压5分钟后排胶得到混炼胶，所述加压压力为14Mpa；
d.将混炼得到的混炼胶停放15小时后，送入开炼机，加入硫磺粉0.2份，出片薄通，薄通厚度1mm，薄通4次；
e.将薄通后的混炼胶切成厚度12mm，宽度120mm的条状，得到所述用于汽车中冷器的密封硅胶条；
②散热器水室制备：所述散热器水室包括，冷却水入口（1）、冷却水出口（2）、水室（3）、水室固定结构（4）和密封槽（5），所述冷却水入口（1）和冷却水出口（2）分别位于水室（3）头尾两侧，水室固定结构（4）分布在水室（3）左右两侧，密封槽（5）环绕在水室(3)侧壁的顶部，按照上述要求制备模具后注塑成型，注塑成型的温度为280℃，成型时间5min，压力12Mpa；
③密封硅胶条硫化成型：将密封硅胶条装入散热器水室的密封槽（5）中，把装载密封硅胶条的散热器水室放入电热阻加热模具中压合硫化成型，模具采用上、下模共同加热的方式，温度控制190℃，时间8min，压力15Mpa；
④开模送检：硫化成型后待模具降至室温后开模取出散热器水室，，并对所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的外观实施检验，飞边或杂质＞0.2mm的不合格品，飞边或杂质≤0.2mm的为合格品，即所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室。
所述超声搅拌的超声频率为20kHz。
申请人选择本发明与市面上购买的普通汽车中冷器水室各十个进行性能比较，在温度23℃，空气湿度62%的环境下比较密封硅胶条性能；在环境高温130℃，低温-40℃，周期为2次，高低温各保持5h，低温完成后在15min钟内通入200kpa压力空气，保压1min,测试泄漏率，结果如下表：
| 比较项目 | 本发明 | 普通汽车中冷器水室 |
| 密封硅胶条拉伸强度 | ≥11MPa | ≥6MPa |
| 密封硅胶条拉断伸长率 | ≥300% | ≥180% |
| 耐冷却液性能 | 118℃x168h | 100℃x168h |
| 泄漏率 | 平均3.2cc/min | 平均6cc/min |
| 耐高温性能 | 345℃ | 180℃ |
从上表可以看出，本发明生产的集成硅胶条的汽车中冷器水室比普通汽车中冷器水室的泄漏率降低一倍，制备的密封硅胶条的性能也比普通市面上能见到的密封硅胶条性能更好，因此整体集成硅胶条的汽车中冷器水室的性能远比普通汽车中冷器水室的性能高。
Claims (2)
1.一种集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，其特征在于，包括以下生产步骤：
①密封硅胶条制备：
a.向装有0.01mol/L的氢氧化钠溶液的容器中加入硅烷偶联剂得到混合溶液，所述氢氧化钠溶液和硅烷偶联剂的重量份数比为50:1，超声波搅拌滴加正硅酸乙酯，所述混合溶液与正硅酸乙酯的重量份数比40:1为将反应混合物加热至30～50℃，回流提取5～12h后再加热至50～80℃，回流提取5～12h，待反应停止后，将所得产物用甲醇洗涤1～5次后送入温度为40～60℃的真空干燥箱中干燥18～30h，得到所述氨基硅胶固体粉末；
b.聚酰胺胺改性硅胶的制备：将氨基硅胶固体粉末倒入甲醇中，并加入丙烯酸甲酯，甲醇与氨基硅胶固体粉末的重量份数比为1.5：1，加热至30～50℃搅拌回流18～30h后停止反应，带反应冷却后真空过滤产物，再用甲醇洗涤产物1～3次后送入温度为40～60℃的真空干燥箱中干燥24h，得到所述聚酰胺胺改性硅胶固体；
c.将制得的聚酰胺胺改性硅胶固体与氟橡胶放入密炼机中加压4～6分钟，再加入防老剂RD 1～3份、氧化锌 5～10份、硬脂酸0.1～1份和石蜡油 20～40份加压4～5分钟后排胶得到混炼胶，所述加压压力为12～14Mpa；
d.将混炼得到的混炼胶停放10～15小时后，送入开炼机，加入硫磺粉0.1～0.2份，出片薄通，薄通厚度0.5～1mm，薄通4次；
e.将薄通后的混炼胶切成厚度6～12mm，宽度70～120mm的条状，得到所述用于汽车中冷器的密封硅胶条；
②散热器水室制备：所述散热器水室包括，冷却水入口（1）、冷却水出口（2）、水室（3）、水室固定结构（4）和密封槽（5），所述冷却水入口（1）和冷却水出口（2）分别位于水室（3）头尾两侧，水室固定结构（4）分布在水室（3）左右两侧，密封槽（5）环绕在水室(3)侧壁的顶部，按照上述要求制备模具后注塑成型，注塑成型的温度为260～280℃，成型时间1～5min，压力10～12Mpa；
③密封硅胶条硫化成型：将密封硅胶条装入散热器水室的密封槽（5）中，把装载密封硅胶条的散热器水室放入电热阻加热模具中压合硫化成型，模具采用上、下模共同加热的方式，温度控制170～190℃，时间3～8min，压力14～15Mpa；
④开模送检：硫化成型后待模具降至室温后开模取出散热器水室，，并对所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的外观实施检验，飞边或杂质＞0.2mm的不合格品，飞边或杂质≤0.2mm的为合格品，即所述集成密封硅胶条的汽车中冷器水室。
2.根据权利要求1所述的集成密封硅胶条的汽车中冷器水室的生产方法，其特征在于：所述超声搅拌的超声频率为8～20kHz。
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