CN112339371A - 耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管及其制备方法，包括从内至外依次设置的内管层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料氢化丁腈生胶100份，N550炭黑50‑90份，白炭黑5‑10份，防老剂445 1‑4份，氧化镁10‑40份，不溶性硫磺0.5‑1.5份，硫化剂双‑25 2‑10份，促进剂CZ 1‑4份，促进剂PZ 0.5‑1.5份，防焦剂CTP 0.2‑1.5份，粘合剂DC‑100 0.5‑5份；所述中管层由氟树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100份，N660炭黑50‑110份，白炭黑5‑20份，防老剂RD 1‑4份,防老剂4010NA 1‑3份，氧化锌3‑10份，不溶性硫磺0.5‑2份，促进剂DM 0.5‑2.5份，促进剂TBzTD 1‑3份，粘合剂DC‑100 0.5‑5份。该软管具有优于现有汽车加油口软管的抗腐蚀性、抗渗透性和耐热性，能够适应生物燃油的使用要求。

Description

耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管及其制作方法
技术领域
本发明属于汽车零部件生产技术领域，尤其涉及耐生物燃油的低渗透汽车 加油口软管及其制作方法。
背景技术
汽车加油口软管是汽车供油系统中的重要零部件，用于连接汽车油箱和加 油口硬管，汽车加油口软管需要满足耐油、耐臭氧、耐老化等要求，任何一项 不满足要求都会造成加油口软管失效。生物燃油是清洁的可再生能源，由植物 油和甲醇进行酯交换制得，其中硫含量较低，SO2等硫化物排放低，使得生物燃 油在汽车燃油上具有很好的应用前景。
但是，生物燃油的应用对软管的抗腐蚀性、耐热性和抗渗透性具有更高的 要求，而目前通用的汽车加油口软管难以满足生物燃油的使用要求。现有的汽 车加油口软管结构(自内层到外层)主要有：①丁腈橡胶/丙烯酸酯橡胶/氯磺 化聚乙烯橡胶(氯化聚乙烯)结构(NBR/AR/CSM(CPE)结构)，其缺点是对 于生物燃油的抗腐蚀性、耐热性和抗渗透性不足；②氟橡胶/氯醚橡胶(乙烯 丙烯酸酯橡胶)/丙烯酸酯橡胶/氯醚橡胶(乙烯丙烯酸酯橡胶)结构 (FKM/ECO(AEM)/AR/ECO(AEM)结构)，其缺点是对于生物燃油的抗腐蚀性和抗 渗透性不足；③氢化丁腈橡胶/丙烯酸酯橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶(氯化聚乙烯) 结构(HNBR/AR/CSM(CPE)结构)，其缺点是对于生物燃油的抗渗透性不足； ④丁腈橡胶/四氟乙烯/丁腈橡胶/丙烯酸酯橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶(氯化聚乙 烯)结构(NBR/THV(CPT)/NBR/AR/CSM(CPE)结构),其缺点是对于生物燃 油的抗腐蚀性不足且胶管装配密封性不足；因此，开发能够适应生物燃油的使 用要求的汽车加油口软管是当前急需解决的一项技术问题。
发明内容
本发明提出耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管及其制作方法，该软管 具有优于现有汽车加油口软管的抗腐蚀性、抗渗透性和耐热性，能够适应生 物燃油的使用要求。
为了达到上述目的，本发明的一方面提供了一种耐生物燃油的低渗透汽 车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管层、中管层和外管层；制成所 述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料：氢化丁腈生胶(HNBR)100 份，N550炭黑50-90份，白炭黑5-10份，防老剂445 1-4份，氧化镁10-40 份，不溶性硫磺0.5-1.5份，硫化剂双-25 2-10份，促进剂CZ 1-4份，促 进剂PZ 0.5-1.5份，防焦剂CTP 0.2-1.5份，粘合剂DC-100 0.5-5份；所 述中管层由氟树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原 料：丁腈PVC 100份，N660炭黑50-110份，白炭黑5-20份，防老剂RD 1-4 份,防老剂4010NA 1-3份，氧化锌3-10份，不溶性硫磺0.5-2份，促进剂 DM 0.5-2.5份，促进剂TBzTD 1～3份，粘合剂DC-1000.5-5份。
作为优选，所述不溶性硫磺为IS-80，所述粘合剂DC-100为Luck DC-100； 所述氟树脂CPT为CPT LP1000；所述丁腈PVC中PVC的含量为30wt％。
作为优选，所述内管层厚度为0.5-2mm，所述中管层厚度为0.1-0.3mm， 所述外管层厚度为1-3mm。
本发明的另一方面提供了如上述任一项技术方案所述的耐生物燃油的低 渗透汽车加油口软管的制备方法，包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中， 混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层 的设备工艺参数，挤出所述中管层的设备工艺参数，挤出所述外管层的设备 工艺参数，开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，硫化得汽车加油口软管。
作为优选，所述内管层原料混炼步骤的混炼条件为：密炼机转速为 20-25RPM，密炼时间为3-6min，排胶温度为85℃-105℃。
作为优选，所述外管层原料混炼步骤的混炼条件为：密炼机转速为 20-25RPM，密炼时间为3-6min，排胶温度为95℃-120℃。
作为优选，所述管胚挤出步骤中，所述内管层挤出的设备工艺参数为挤 出机的机头温度为75℃-95℃，螺杆温度为70℃-90℃，喂料口温度为60℃ -70℃。
作为优选，所述管胚挤出步骤中，用于所述内管层挤出的挤出机机头和 机筒均按照物料经过的先后次序分为三个加热区，所述中管层挤出的设备工 艺参数为挤出机的机头一区温度为280℃-300℃，二区温度为290℃-300℃， 三区挤出温度为290℃-300℃，机筒一区温度为250℃-270℃，机筒二区温度 为260℃-280℃，机筒三区温度为270℃-90℃。
作为优选，所述管胚挤出步骤中，所述外管层挤出的设备工艺参数为挤 出机的机头温度为75℃-85℃，螺杆温度为70℃-80℃，喂料口温度为60℃ -70℃。
作为优选，所述管胚挤出步骤中不喷涂粘合剂。
作为优选，所述穿模硫化的硫化条件为：硫化温度为150℃-165℃，硫 化时间为15min-30min。
本发明相比于现有技术，优势在于：本发明提供了耐生物燃油的低渗透 汽车加油口软管及其制作方法，该软管具有优于现有汽车加油口软管的抗腐 蚀性、抗渗透性和耐热性，用作汽车加油口软管，能够适应生物燃油的使用 要求。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本申请进行描述和说明。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 购获得的常规产品。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限 定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
显而易见地，下面描述仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的 普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以将本申请应用于其 他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能 是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人 员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等 变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构 或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现 该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或 备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描 述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所 属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、 “一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或 复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变 形，意图在于覆盖不排他的包含；本申请所涉及的“多个”是指两个或两个 以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如， “A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情 况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的 术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对 对象的特定排序。
本发明实施例提供了一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，包括从 内至外依次设置的内管层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物 包括以下重量份的原料：氢化丁腈生胶(HNBR)100份，N550炭黑50-90 份，白炭黑5-10份，防老剂445 1-4份，氧化镁10-40份，不溶性硫磺0.5-1.5 份，硫化剂双-25 2-10份，促进剂CZ 1-4份，促进剂PZ0.5-1.5份，防焦 剂CTP 0.2-1.5份，粘合剂DC-100 0.5-5份；所述中管层由氟树脂CPT制成； 制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100份，N660炭 黑50-110份，白炭黑5-20份，防老剂RD 1-4份,防老剂4010NA 1-3份， 氧化锌3-10份，不溶性硫磺0.5-2份，促进剂DM 0.5-2.5份，促进剂TBzTD 1-3份，粘合剂DC-100 0.5-5份。
上述的汽车加油口软管采用三层复合结构，通过各层材料复合可以有效 提高软管的抗腐蚀性、抗渗透性和耐热性，使其能够达到生物燃油用汽车加 油口软管的使用要求。具体而言：以HNBR为主要原料制成内管层能够有效提 高软管的耐生物燃油性能和耐高温性；配合N550炭黑、白炭黑、促进剂CZ、 促进剂PZ、防焦剂CTP和粘合剂DC-100能够促进内管层和中管层的氟树脂 CPT的粘合，无需在挤出过程中额外使用粘合剂即可保证层间粘合强度达到使 用要求；再复配以防老剂445、氧化镁、不溶性硫磺和硫化剂双-25，可以有 效改善软管的永久压缩变形，进而改善胶管的装配密封性。中管层采用氟树 脂CPT制成，能够有效降低软管的渗透性。以丁腈PVC为主要原料制成外管 层能够增强外管层的耐油和耐臭氧性能，配合N660炭黑、白炭黑、防老剂RD、 防老剂4010NA、氧化锌、不溶性硫磺、促进剂DM、促进剂TBzTD和粘合剂DC-100 能够促进外管层和中管层的氟树脂CPT的粘合，无需在挤出过程中额外使用 粘合剂即可保证层间粘合强度达到使用要求。
上述的耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管的制备方法，包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，混 炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层 的设备工艺参数，挤出所述中管层的设备工艺参数，挤出所述外管层的设备 工艺参数，开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，硫化得汽车加油口软管。
通过内层管、中层管和外层管的原料组分的优化配合，可以有效提高中层 管与内层管、外层管的粘合强度，故上述制备方法中采用多层共挤的挤出方式 制备管胚的过程，可不喷涂任何粘合剂，减少喷油工序，由上述方法制得的汽 车加油口软管各层间粘合强度能够达到使用要求，且具有很好的抗腐蚀性、抗 渗透性和耐热性。
具体的，所述HNBR生胶牌号为LANXESS-Energizing Chemistry 3446， 硫化剂IS-80、促进剂CZ、PZ、DM、TBzTD、防焦剂CTP均购自蔚林新材料股 份有限公司，粘合剂DC-100为购自北京时代天佑粘合剂有限公司的Luck DC-100,防老剂445购自美国科聚亚，RD和4010NA购自山东圣奥化学科技有限 公司，硫化剂双-25购自Akzo Nobel PolymerChemicals。
具体的，所述内管层厚度为0.5-2mm，所述中管层厚度为0.1-0.3mm，所 述外管层厚度为1-3mm。
具体的，所述内管层原料混炼步骤的混炼条件为：密炼机转速为20-25RPM， 密炼时间为3-6min，排胶温度为85℃-105℃。内管层原料混炼采用上述参数 条件可保证胶料混炼均一，并保证其加工安全。
具体的，所述外管层原料混炼步骤的混炼条件为：密炼机转速为20-25RPM， 密炼时间为3-6min，排胶温度为95℃-120℃。中管层原料混炼采用上述参数 条件可保证胶料混炼均一，并保证其加工安全。
具体的，所述管胚挤出步骤中，所述内管层挤出的设备工艺参数为挤出机 的机头温度为75℃-95℃，螺杆温度为70℃-90℃，喂料口温度为60℃-70℃。 内管层挤出采用上述参数可保证加工过程的安全性。
具体的，所述管胚挤出步骤中，用于所述内管层挤出的挤出机机头和机筒 均按照物料经过的先后次序分为三个加热区，所述中管层挤出的设备工艺参数 为挤出机的机头一区温度为280℃-300℃，二区温度为290℃-300℃，三区挤 出温度为290℃-300℃，机筒一区温度为250℃-270℃，机筒二区温度为260℃ -280℃，机筒三区温度为270℃-90℃。中管层挤出采用上述参数设计可以保证 CPT完全融化，且挤出过程中无气泡产生，能够更好的确保中管层质量。
具体的，所述管胚挤出步骤中，所述外管层挤出的设备工艺参数为挤出机 的机头温度为75℃-85℃，螺杆温度为70℃-80℃，喂料口温度为60℃-70℃。 外管层挤出采用上述参数可保证加工过程的安全性。
具体的，所述穿模硫化的硫化条件为：硫化温度为150℃-165℃，硫化时 间为15min-30min。
实施例1
一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管 层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料： 氢化丁腈生胶(HNBR)100份，N550炭黑70份，白炭黑8份，防老剂445 2.5 份，氧化镁20份，不溶性硫磺1份，硫化剂双-25 6份，促进剂CZ 2.5份， 促进剂PZ 1份，防焦剂CTP 0.7份，粘合剂DC-100 2.5份；所述中管层由氟 树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100 份，N660炭黑80份，白炭黑12份，防老剂RD 2.5份,防老剂4010NA 2份， 氧化锌6份，不溶性硫磺1.2份，促进剂DM 1.5份，促进剂TBzTD 2份，粘 合剂DC-100 2.5份。
所述加油口软管的内管层厚度为1.2mm，中管层厚度为0.2mm，外管层厚 度为2mm。
上述的汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，密炼机转速为25RPM,密炼5min到95℃排胶，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，密 炼机转速为25RPM，密炼4min到110℃排胶，混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层的 设备工艺参数为挤出机的机头温度为85℃，螺杆温度为80℃，喂料口温度为 65℃；设置挤出所述中管层的设备工艺参数为挤出机的机头一区温度为290℃， 机头二区温度为295℃，机头三区挤出温度为295℃，机筒一区温度为260℃， 机筒二区温度为270℃，机筒三区温度为280℃；设置挤出所述外管层的设备 工艺参数为挤出机的机头温度为80℃，螺杆温度为75℃，喂料口温度为65℃； 调机后开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，160℃下硫化20min得实施例1的汽车加油 口软管。
实施例2
一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管 层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料： 氢化丁腈生胶(HNBR)100份，N550炭黑50份，白炭黑10份，防老剂445 1 份，氧化镁40份，不溶性硫磺0.5份，硫化剂双-25 10份，促进剂CZ 1份， 促进剂PZ 1.5份，防焦剂CTP 1.5份，粘合剂DC-1005份；所述中管层由氟 树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100 份，N660炭黑50份，白炭黑20份，防老剂RD 4份,防老剂4010NA 1份，氧 化锌10份，不溶性硫磺0.5份，促进剂DM 2.5份，促进剂TBzTD 1份，粘 合剂DC-100 5份。
所述加油口软管内管层厚度为2mm，中管层厚度为0.1mm，外管层厚度为 1mm。
上述的汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，密炼机转速为20RPM,密炼3min到85℃排胶，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，密 炼机转速为25RPM，密炼3min到95℃排胶，混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层的 设备工艺参数为挤出机的机头温度为75℃，螺杆温度为70℃，喂料口温度为 60℃；设置挤出所述中管层的设备工艺参数为挤出机的机头一区温度为280℃， 机头二区温度为290℃，机头三区挤出温度为290℃，机筒一区温度为250℃， 机筒二区温度为260℃，机筒三区温度为270℃；设置挤出所述外管层的设备 工艺参数为挤出机的机头温度为75℃，螺杆温度为70℃，喂料口温度为60℃； 调机后开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，150℃下硫化30min得实施例2的汽车加油 口软管。
实施例3
一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管 层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料： 氢化丁腈生胶(HNBR)100份，N550炭黑90份，白炭黑5份，防老剂445 4 份，氧化镁10份，不溶性硫磺1.5份，硫化剂双-25 2份，促进剂CZ 4份， 促进剂PZ 0.5份，防焦剂CTP 0.2份，粘合剂DC-100 0.5份；所述中管层由 氟树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100份，N660炭黑110份，白炭黑5份，防老剂RD 1份,防老剂4010NA 3份， 氧化锌3份，不溶性硫磺2份，促进剂DM 0.5份，促进剂TBzTD 3份，粘合 剂DC-100 0.5份。
所述加油口软管内管层厚度为0.5mm，中管层厚度为0.3mm，外管层厚度 为3mm。
上述的汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，密炼机转速为25RPM,密炼6min到105℃排胶，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，密 炼机转速为20RPM，密炼6min到120℃排胶，混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层的 设备工艺参数为挤出机的机头温度为95℃，螺杆温度为90℃，喂料口温度为 70℃；设置挤出所述中管层的设备工艺参数为挤出机的机头一区温度为300℃， 机头二区温度为300℃，机头三区挤出温度为300℃，机筒一区温度为270℃， 机筒二区温度为280℃，机筒三区温度为290℃；设置挤出所述外管层的设备 工艺参数为挤出机的机头温度为85℃，螺杆温度为80℃，喂料口温度为70℃； 调机后开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，165℃下硫化15min得实施例2的汽车加油 口软管。
对比例1
一种汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管层、针织层和外管层； 制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料：丁腈橡胶生胶(NBR) 100份，N550炭黑75份，防老剂445 2份，氧化镁20份，不溶性硫磺1份， 促进剂CZ 1.5份，促进剂DM 2份，防焦剂CTP 0.3份；针织层材料为芳纶线 1300D；外管层材料的橡胶组合物包括以下重量份的原料：氯磺化聚乙烯(CSM) 100份，N774炭黑70份，防老剂MB 1.5份，活性氧化镁5份，癸二酸二辛酯 20份，促进剂CZ 1份，DM 1.5份，硫化剂DPTT 3份；
所述加油口软管的内管层厚度为3mm，外管层厚度为1mm。
上述汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，混炼制得NBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，混 炼制得CSM混炼胶；
管胚挤出：将所得NBR混炼胶、和CSM混炼胶加入挤出机，所述挤出机采 用多层共挤复合管材挤出机，中间需在线喷淋粘合剂，调机后开启挤出机采用 多层共挤的挤出方式制得到管胚；
对比例1为常规的NBR/AR/CSM软管。
对比例2
一种汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管层、中管层、编织层 和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料：氟胶(FKM) FE2465(上海三爱富新材料科技有限公司)100份，硅酸钙20份，N99010份， 活性氧化镁6份，氢氧化钙3份，棕榈蜡2份，WS280 1份，硫化剂双酚AF 1.4 份，促进剂BPP 0.3份；所述中管层、外管层包括以下重量份的原料：ECO-C(日 本大曹)100份，N550炭黑65份，活性氧化镁5份，氢氧化钙10份，防老剂 NBC 2份，油TP95 20份，硫化剂ETU 1份，所述编织层为芳纶1300D，所述 内管层厚度为1mm，中管层壁厚为2mm，外管层厚度为2mm。
上述汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤:
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到开炼机 中，混炼制得FKM混炼胶；
中、外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中， 混炼制得ECO混炼胶；
管胚挤出：将所得FKM混炼胶、和ECO混炼胶加入挤出机，所述挤出机采 用多层共挤复合管材挤出机，调机后开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得 到内、中管胚，将内中管胚缠辊编织，最后挤出外管胚；
对比例2为常规的FKM/ECO/AR/ECO软管。
对比例3
一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管 层、中管层和外管层；制成所述内、中管层的橡胶组合物包括以下重量份的原 料：丁腈橡胶生胶(NBR)100份，N550炭黑55份，重钙20份，防老剂445 1份，氧化镁30份，不溶性硫磺1份，促进剂CZ 2份，促进剂TMTD 1份， 防焦剂CTP 0.2份，粘合剂A 3份；所述中管层由氟树脂THV制成；外管层材 料的橡胶组合物包括以下重量份的原料：氯磺化聚乙烯(CSM)100份，N774 炭黑70份，防老剂MB 1.5份，活性氧化镁5份，癸二酸二辛酯20份，促进 剂CZ 1份，DM 1.5份，硫化剂DPTT 3份；
所述加油口软管内管层厚度为1mm，中管层厚度为0.2mm，外管层厚度为 3mm。
上述的汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤：
内、中管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼 机中，混炼制得NBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，混 炼制得CSM混炼胶；
管胚挤出：将所得NBR混炼胶、氟塑料THV和CSM混炼胶加入挤出机，所 述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，调机后开启挤出机采用多层共挤的挤 出方式制得到管胚；
对比例3为常规的NBR/THV/NBR/AR/CSM软管。
对比例4
一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，包括从内至外依次设置的内管 层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料： 氢化丁腈生胶(HNBR)100份，N550炭黑70份，白炭黑8份，防老剂445 2.5 份，氧化镁20份，不溶性硫磺1.5份，硫化剂双-25 6份，促进剂CZ 2.5份， 促进剂PZ 1.5份，防焦剂CTP 0.7份，粘合剂DC-100 0.1份；所述中管层由 氟树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100份，N660炭黑80份，白炭黑4份，防老剂RD 2.5份,防老剂4010NA 2 份，氧化锌6份，不溶性硫磺1.5份，促进剂DM 1.5份，促进剂TBzTD 2份， 粘合剂DC-100 0.1份。
所述加油口软管的内管层厚度为1.2mm，中管层厚度为0.2mm，外管层厚 度为2mm。
上述的汽车加油口软管的制备方法包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，密炼机转速为25RPM,密炼5min到95℃排胶，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，密 炼机转速为25RPM，密炼4min到110℃排胶，混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层的 设备工艺参数为挤出机的机头温度为85℃，螺杆温度为80℃，喂料口温度为 65℃；设置挤出所述中管层的设备工艺参数为挤出机的机头一区温度为290℃， 机头二区温度为295℃，机头三区挤出温度为295℃，机筒一区温度为260℃， 机筒二区温度为270℃，机筒三区温度为280℃；设置挤出所述外管层的设备 工艺参数为挤出机的机头温度为80℃，螺杆温度为75℃，喂料口温度为65℃； 调机后开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，160℃下硫化20min得对比例4的汽车加油 口软管。
实施例4：
调整硫化剂IS-80,,粘合剂DC-100，促进剂PZ之间的重量份数比例，研 究其对HNBR和CPT的附着力及加工性进行优化，实施例4的各软管样品从内 至外依次设置的内管层、中管层和外管层；；制成所述内管层的橡胶组合物的 的原料(除不溶性硫磺IS-80、促进剂PZ、粘合剂DC-100外)组分及其重量 分数为：氢化丁腈生胶(HNBR)100份，N550炭黑70份，白炭黑8份，防 老剂445 2.5份，氧化镁20份，硫化剂双-25 6份，促进剂CZ 2.5份，防焦 剂CTP 0.7份；所述中管层由氟树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括 以下重量份的原料：丁腈PVC 100份，N660炭黑80份，白炭黑12份，防老 剂RD 2.5份,防老剂4010NA 2份，氧化锌6份，不溶性硫磺1.2份，促进剂 DM 1.5份，促进剂TBzTD 2份，粘合剂DC-100 2.5份。
本实施了的各样品的制备方法包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机 中，密炼机转速为25RPM,密炼5min到95℃排胶，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，密 炼机转速为25RPM，密炼4min到110℃排胶，混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出 机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层的 设备工艺参数为挤出机的机头温度为85℃，螺杆温度为80℃，喂料口温度为 65℃；设置挤出所述中管层的设备工艺参数为挤出机的机头一区温度为290℃， 机头二区温度为295℃，机头三区挤出温度为295℃，机筒一区温度为260℃， 机筒二区温度为270℃，机筒三区温度为280℃；设置挤出所述外管层的设备 工艺参数为挤出机的机头温度为80℃，螺杆温度为75℃，喂料口温度为65℃； 调机后开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
其中，所述加油口软管的内管层厚度为1.2mm，中管层厚度为0.2mm，外 管层厚度为2mm。
穿模硫化：将所得管胚穿模，160℃下硫化20min得到汽车加油口软管。
结果见下表：
Figure BDA0002762653770000141
从上述实验结果看出，当IS-80＞0.5份，PZ＞0.5份，DC-100＞0.5份时 HNBR混炼胶的附着力效果最好，最优选方案，IS-80 1份，PZ 1份，DC-100 2.5 份，当硫磺＞1.5份，PZ＞1.5份时混炼胶熟胶。
实施例5性能测试1：
采用GB/T1690、GB/T3512、GB7759测试方法测试实施例1和对比例1至3 的耐生物燃油性能、热老化性能和压缩永久形变，所得结果如下表所示：
Figure BDA0002762653770000151
从上述实验结果可以看出，实施例1的老化、耐油、压缩变形性能均优于 对比例1、2，长周期耐生物燃油性能优于对比例3。因为实施例1选用的HNBR 生胶具有优异的耐生物燃油性及耐老化性能，以双2,5作为硫化剂，使其具有 较低的压缩永久变形，制成产品时密封性较好。
性能测试2：
采用GMW15349方法D和方法E测试实施例1至3和对比例4至9的胶管 燃油渗透性、总成燃油渗透、屏蔽层和橡胶附着力和热老化性，所得结果如下 表所示：
Figure BDA0002762653770000152
Figure BDA0002762653770000161
从上述实验结果可以看出，实施例1、2、3的渗透性能及老化性能明显 优于现有胶管。因为实施例1、2、3以HNBR为内胶，具有优异的耐生物燃油 性能，配合一定量的粘合剂DC-100,促进剂PZ,硫化剂IS-80，使其和屏蔽层具 有很好的附着力，在使用过程中不会脱层，且能够长久的耐生物燃油腐蚀，加 上CPT自身优异的耐渗透性能，强于FKM和THV，使整个胶管的渗透性低。对 比例4由于粘合剂和硫化剂之间的配合比例不佳，导致胶管脱层，无法使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必 须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾 或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护 范围之内。

Claims (10)

1.一种耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，其特征在于，包括从内至外依次设置的内管层、中管层和外管层；制成所述内管层的橡胶组合物包括以下重量份的原料氢化丁腈生胶100份，N550炭黑50-90份，白炭黑5-10份，防老剂445 1-4份，氧化镁10-40份，不溶性硫磺0.5-1.5份，硫化剂双-25 2-10份，促进剂CZ 1-4份，促进剂PZ 0.5-1.5份，防焦剂CTP0.2-1.5份，粘合剂DC-100 0.5-5份；所述中管层由氟树脂CPT制成；制成所述外管层的组合物包括以下重量份的原料：丁腈PVC 100份，N660炭黑50-110份，白炭黑5-20份，防老剂RD1-4份,防老剂4010NA 1-3份，氧化锌3-10份，不溶性硫磺0.5-2份，促进剂DM 0.5-2.5份，促进剂TBzTD 1-3份，粘合剂DC-100 0.5-5份。
2.根据权利要求1所述的耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，其特征在于，所述不溶性硫磺为IS-80，所述粘合剂DC-100为Luck DC-100；所述氟树脂CPT为CPT LP1000；所述丁腈PVC中PVC的含量为30wt％。
3.根据权利要求1所述的耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管，其特征在于，所述内管层厚度为0.5-2mm，所述中管层厚度为0.1-0.3mm，所述外管层厚度为1-3mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的耐生物燃油的低渗透汽车加油口软管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
内管层原料混炼：将制成所述内管层的橡胶组合物的原料加入到密炼机中，混炼制得HNBR混炼胶；
外管层原料混炼：将制成所述外管层的组合物的原料加入到密炼机中，混炼制得丁腈PVC混炼胶；
管胚挤出：将所得HNBR混炼胶、氟树脂CPT和丁腈PVC混炼胶加入挤出机，所述挤出机采用多层共挤复合管材挤出机，设置挤出机挤出所述内管层的设备工艺参数，挤出所述中管层的设备工艺参数，挤出所述外管层的设备工艺参数，开启挤出机采用多层共挤的挤出方式制得到管胚；
穿模硫化：将所得管胚穿模，硫化得汽车加油口软管。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述内管层原料混炼步骤的混炼条件为：密炼机转速为20-25RPM，密炼时间为3-6min，排胶温度为85℃-105℃；所述外管层原料混炼步骤的混炼条件为：密炼机转速为20-25RPM，密炼时间为3-6min，排胶温度为95℃-120℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述管胚挤出步骤中，所述内管层挤出的设备工艺参数为挤出机的机头温度为75℃-95℃，螺杆温度为70℃-90℃，喂料口温度为60℃-70℃。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述管胚挤出步骤中，用于所述内管层挤出的挤出机机头和机筒均按照物料经过的先后次序分为三个加热区，所述中管层挤出的设备工艺参数为挤出机的机头一区温度为280℃-300℃，二区温度为290℃-300℃，三区挤出温度为290℃-300℃，机筒一区温度为250℃-270℃，机筒二区温度为260℃-280℃，机筒三区温度为270℃-90℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述管胚挤出步骤中，所述外管层挤出的设备工艺参数为挤出机的机头温度为75℃-85℃，螺杆温度为70℃-80℃，喂料口温度为60℃-70℃。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述管胚挤出步骤中不喷涂粘合剂。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述穿模硫化的硫化条件为：硫化温度为150℃-165℃，硫化时间为15min-30min。
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CN111204080A (zh) * 2019-12-27 2020-05-29 浙江峻和科技股份有限公司 一种低渗透高粘合导电汽车燃油管及其制备方法

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