MX2013012677A

MX2013012677A - Manguera de refrigerante.

Info

Publication number: MX2013012677A
Application number: MX2013012677A
Authority: MX
Inventors: Bradley J Haines; Gary Mennig; Brian Henry
Original assignee: Veyance Technologies Inc
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-09-08
Also published as: EP2727719A1; CN103791178A; US20140116562A1

Abstract

La manguera de refrigerante de esta invención ofrece buena flexibilidad, resistencia al incremento de temperatura, resistencia a la permeación excelente y puede ser fabricada comercialmente con un costo reducido. Esta manguera de refrigerante utiliza una capa de unión que comprende un caucho de butilo y una capa de cobertura que comprende caucho de monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM). La capa de refuerzo de la manguera de esta invención es típicamente un tejido de poliéster o de aramida que se teje en un patrón 1-sobre/1-debajo.

Description

MANGUERA DE REFRIGERANTE CAMPO DE LA INVENCION ! ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN i 1 Las I mangueras se usan para transportar refrigerar|tes en I ; sistemas i de aire acondicionado de vehículos, y en sistemas refrigerantes industriales y residenciales y sirve al I propósito de unir los componentes de operación principales del i dispositivo refrigerante. Esas mangueras deben tener buena flexibilidad, gran resistencia, la capacidad de doblarse a radios ¡pequeños sin retorcimiento, el diámetro exterior ! pequeño ¡en relación al diámetro interno e impermeabilidad a los fluidos involucrados. Las mangueras de ref igeración se I sujetan ja temperaturas extremas en aplicaciones bajo cainpana y I en consecuencia debe ser capaz de proporcionar una larga vida útil en j un ambiente bajo que se somete repetidamente ¡a ambas i temperaturas alta y baja. Las temperaturas de oderación normales, encontradas por las disposiciones de manguera de aire acondicionado empleadas en aplicaciones de aire acondicionado ! de automóviles generalmente en el rango desde cerca de -30°C a i cerca de| 120°C. Las especificaciones de diseño típicas exigen I tal manguera de refrigerante para ser capaz de soportar temperaturas de operación que están dentro del rango de cerca i de -40 a 150°C. Las temperaturas altas se ¡ deben i principalmente a la locación del sistema próximo al mcjtor de combustión de modo que desde el calor generado en la compresión del refrigerante como un tales mangueras deben ser capaces de ser a los i componentes del dispositivo de refrigeración en una majnera a i prueba de fugas (que cumpla con los requisitos p^ra la I ' fijación de acoplamiento adecuado) .

I Las I mangueras de ref igerante, tales como mangueras de aire acondicionado para automóviles, generalmente tienen una construcción laminar de tres capas que consiste de urja capa interior,} una capa de refuerzo, y una capa de cobertura exterior! La capa tubular interior de tal manguera s€ forma típicamente de un material elastómero con la intención de i en de la de un de rayón, oj fibra de nilón. Las fibras trenzadas se comprenden I típicamente de un poliéster, tal como teraftalato de polietileno (PET) o naftalato de polietileno (PEN) . Una capa exterior! de elastómero resistente a ozono, el aceite de motor de combustión interna y otros materiales que cont.aminan similarmente a estar presentes en el compartimiento del motor de combustión interna es extruido típicamente sobre el i refuerzo ¡trenzado. Generalmente, las capas interior y exterior del tubo¡ se forman de caucho, incluyendo cauchos de butilo, caucho ¡ de etileno-popileno-dieno (EPDM) , cauchó de I cloropropeno (CR) , cauchos de nitrilo (NBR) , cauchos de I nitrilo ¡hidrogenado (HNBR) , o caucho copolimero acullico i etileno. ¡La cobertura exterior típicamente se forma de EPDM, I CR, cauchos de butilo, o caucho copolimero acrílico etileno. La capa interior de la manguera de barrera se comprende de CR o caucho de butilo. La cobertura exterior típicamente se forma de EPDM, CR, cauchos de butilo, o ¡caucho I copolimérico de acrílico etileno. Las capas de adhesión se emplean típicamente entre las capas de barrera y refuejrzo de la manguera. i Las i mangueras usadas para transportar refrigerantes generalmente tienen un grado alto de flexibilidad ej cual I i facilita ! su manejo e implementa su uso en dispositivos i enfriadores. Sin embargo, los materiales de caucho que i i proporcionan el grado de necesidad de flexibilidad generalmente tienden a tener permeabilidad de gas alta. Intentos j para mejorar la resistencia de mangueras de caucho convencionales para permeación refrigerante se han hecho j incorporando capas de poliamida, tales como nylon 6, ny|on 66, nylon 6 modificado, o aleaciones de nylon 6, etcétera cerno una capa inferior. Sin embargo, el uso de tales capas de i poliamida!, mientras que reduce las tasas de permeación, también reduce la flexibilidad de las mangueras. lograr un comprdmiso aceptable de las características requeridas, el espesor ¡de una capa de núcleo interior de nylon! está convencionalmente en al menos 0.1 mm (0.004 pulgadas!). La Patente Norteamericana 4,633,912 describe tal manguera que i tiene un tubo de núcleo mezclado de poliamida. i Las Imangueras se pueden caracterizar como barrara o manguera 'chapada, la distinción entre las dos es el tipo de material ¡que forma la capa más interna. Las mangueras de barrera tjienen la capa más interna formada de un material i elastómero y una capa de barrera localizada hacia el exterior de la ca£a más interior. En las mangueras donde la ca ¡pa de barrera e la capa más externa, la manguera se refiere a una manguera chapada. Algunas aplicaciones se pueden usar en cualquier tipo de manguera, tal como manguera de combust ible, mientras que otras aplicaciones pueden requerir material interno especifico y por tanto solo un tipo de manguera será apropiada La Patente Norteamericana 4,633,912 describe una m nguera compuesta^ para gas Freón, que comprende un tubo de núcleo de poliamidá, una capa de fricción elástica que tiene la ¡ composición especifica y es proporcionada directamente en un i tubo de núcleo, una primer capa de hilo de refuerzo, unja capa j de fricción de barrera adhesiva, una segunda capa de refuerzo,j y luego una capa de cobertura. La capa de elástica ¡que se posiciona directamente en el tubo de ¡núcleo hilos y se hace de un copolimero de etileno y acido acrilico. Para la ¡capa de cobertura, se usa un caucho de butilo halogenadq que contiene bis-dienófilo como un agentje de reticulación. j ¡ i La Patente Norteamericana 5, 488, 974 describe una marjguera i i compuesta ipara sistemas de aire acondicionado de automóviles.

I Esta manguera consiste de la capa más interna, la capa de i caucho intermedia, una capa de refuerzo fibrosa y una caba de I caucho externa, cada una de las cuales se forma en este; orden ¡ desde el interior. La capa más interna se forma de una poliamidá modificada capaz de obtenerse mezclandD una poliamidá y un carboxilo que contiene poli olefina modificada, y la capa de caucho intermedia se forma de una composición de i I caucho capaz de obtenerse por una mezcla de 10 a 50 part.es por i peso de ácido silícico o una sal del mismo y 5 a 15 partes por i peso de un resina de formaldehido alquilfenol bromada por 100 partes de' l material de caucho capaz de obtenerse me? ciando I caucho dje butilo y un caucho de butilo halogenado en una proporción de peso de 50/50 a 0/100.

¡ La Patente Norteamericana 6,376,036 se refiere la, una manguera j flexible compuesta, preferiblemente para uso en sistemas ¡de aire acondicionado de automóvil, con resistencia térmica mejorada. La manguera consiste de una capa de núcleo de cobertura más interna, una capa de caucho de fricción, una capa de Refuerzo intermedia, y una capa de cobertura externa. i La capa más interna es una mezcla de poliamidá no plastificada con una j porción menor de poli olefina que corresponde al constituyente de caucho principal de la capa de revestimiento j de friccjión. El revestimiento de fricción se forma de un I compuesto| de caucho de dos cauchos EPDM en una proporción de peso de 50/50 y 75 partes por peso de negro de carbono. La capa fibrosa intermedia se forma de aramida. La capa caucho de acrilato que c mprende una ezcla r esta invención es típicamente un poliéster o tejido de aramida que se Iteje en un patrón 1-sobre/l-debajo . La presente invenciórt más específicamente se refiere a una manguera de ¡ refrigerante que comprende: (a) una capa de núcleo, en donde i la capa !de núcleo comprende un polímero de caucho; ( ) una capa que¡ inhibe la permeación que está sobre la capa de núcleo, en donde la capa que inhibe la permeación comprende una o mas capas de un polímero termoplástico; (c) una capa delgada que está sobre la capa que inhibe la permeaci'ón, en donde la! capa delgada comprende un caucho de butilo; (d) una capa de refuerzo que está sobre la capa de unión, en dcjnde la I i capa de ¡refuerzo es una tela tejida la cual comprende l fibras i i de vidrio, fibras de algodón, fibras de poliéster, o fibras de i aramida; i y (e) una capa de cobertura que está sobre la capa de refuerzo,! en donde la capa de cobertura comprende caucho monómero ¡ de etileno-propileno-dieno .

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La jfigura 1 es una vista en corte de una manguera de refrigerante de esta invención que ilustra las varias cfipas en i el mismo1 I.

I I DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN 10 de refrigerante de la presente invención se figura 1. La manguera 10 tiene una cap.a 12 de núcleo, jen relación a la dirección radial de la manguera y el eje de lia manguera longitudinal. La capa 12 de núcleo ss forma desde un material elastómero que es típicamente un caucho natural ó sintético. Sobre la capa 12 de núcleo hay un^ capa 14 que ¡inhibe la permeación. La capa 14 que inhijbe la I permeación está cubierta por la capa 16 de unión que comprende un caucho de butilo. La capa de unión se cubre por una cjapa 18 de refuerzo y la capa de refuerzo se cubre por la capa; 20 de \ i cobertura.

La ¡capa 12 de núcleo se forma desde un m terial elastómero que es típicamente caucho natural o un ^caucho I j sintético. Por ejemplo, el material elastómero utilizado en hacer la; capa de núcleo puede ser un caucho de cloropr^no, un caucho de nitrilo (NBR) , un caucho de propileno etilejno, un caucho de monómero etileno-propileno-dieno (EPDM) , un ; caucho ' i i , de butilb, un caucho de polietileno clorosulfonado (CSM) , un caucho étileno-acrílico (AEM) , un caucho de polietileno i í clorado ¡(CPE) , o un isobutileno-parametilestireno bromado. La capa 12 j de núcleo puede también ser formada de elastómeros termoplasticos o vulcanizados termoplásticos talea como ¡ ¡ polipropileno, ú otras poli-olefinas mezcladas con EPDIjí, NBR, un acuchjo de butilo, o un caucho de acrílico. La capej 12 de ! núcleo domprenderá preferiblemente un caucho de o una i mezcla d¡e caucho de EPDM con un caucho de butilo o un¡ caucho de halobutilo y tendrán típicamente un espesor que está! dentro ¡ i del rango de 0.025 pulgadas (0.635 mm) a 0.030 pulgadas! (0.762 mm) . ¡ La capa 14 que inhibe la permeación se coimprende típicamente de una o más capas de un material termopljástico que tiene una tasa de permeación baja. Los matelriales ¡ i termoplás'jticos de permeabilidad baja adecuada incluyen riesinas i i termoplás'ticas de poli-olefina, tal como polietileno de alta densidad ¡ (HDPE) , polietileno de peso molecular ultra1 alto (UHMWPE) ,¡ polipropileno (PP), y resina termoplásti a de copolimerio de propileno etileno; y resinas termoplájsticas poliamida; de poliamida, tal como nylon 6 ( N 6 ) , nylon 66 ¡(N66), nylon 4 6 ! ( N 4 6 ) , nylon 1 1 (Nll) , nylon 12 (N12) , nylcjm 610 ( N 610 ) , nylon 612 (N612), nylon 6 / 66 (N6/ 66 ) , nylon 6 / 66 / 610 (N6/66/61Í0) copolimero (N6/66/610), nylon MXD6 (MXD6) , i copolimerjo de nylon 6/6T, copolimero PP 66 , copolimero| nylon 66/PPS yj/o versiones modificadas de esos nylon. El ! nylon i ! también puede ser seleccionado del grupo que consiste dfe PA6 , I PA66, PA610, PA612, y PA11. Para lograr una permeación! menor ? de la manguera completada, cuando usa una resina de pol ¦ í o una mézcla de resinas de poliamida, la poliamida i plastificada preferiblemente. La adición de un plastificjante a la poliamida mejora la flexibilidad del material; sin eitjbargo, también disminuye las características de permeabilidad del nylon. muy preferido utilizar un nylon como la ca a que inhibe la permeación y para la capa que inhibe la periqeación i I ser de 0.1002 pulgadas (0.05 mm) a 0.01 pulgadas ( 0 . 254 jmm) de espesor, j or ejemplo, en algunos casos la capa que inhjibe la preferido! para una manguera 13 mm ID de esta invención es normalmente dentro del rango de cerca de mm y i será típicamente cerca de 3.17 mm.

El ¡espesor de pared de la capa está típicamente dentro del rango de 0.14 mm a 0.16 mm, f?? un espesor preferido de cerca de 0.15 mm, para una manguera! 13 mm ID. Estej espesor proporciona la flexibilidad requerida sin retorcimiento. Un experto en este arte apreciara que para i otros tamaños de manguera, el espesor de pared para el ¡núcleo i de poliamida puede diferir, aun así proporcionar la la impermeabilidad y la libertad de I Los ¡componentes de caucho utilizados en la manguera de i esta invención se pueden curar con agentes de curado de peróxido J convencionales . Por ejemplo peróxidos tales como peróxido ¡ de dicumilo, a-a-bis (t-peroxidobutilo) -diisoprop-lbenceno, peróxido de benzoylo, peróxido de 2,4- ! I diclorobenzoylo, 1, 1-bis (t-peroxibutilo) 3, 3, 5-trimetilticlo- ; j hexano, ¡ 2, 5-dimetil-2, 5-bis (t-peroxibutilo) hexano, i 2,5-dimetil-2i, 5-bis (t-peroxibutilo) hexeno-3, y n-butilo 4,4-ois(t-peroxibutilo) valerato se puede emplear en curado de los componentes de caucho de la manguera. Los más preferidos y los agentes curativos de peróxido comercialmente disponibles son Percadox™ 14/40 de Noury Chemical Corporation y Vul-Cup™ de Penwalt Cbrporation. Desde 1 a cerca de 10 partes de peróxido se utili an generalmente basado en 100 partes de pojlímero base. Los peróxidos se prefieren como los agentes curativos mientras j que ellos son menos sensibles a reticulación j prematura (quemadura) . j Los ij componentes de caucho empleados en la manguera de esta invención también pueden contener varios aditivos en ! I cantidades convencionales o adecuadas. Tales aditivos ¡pueden incluir, j¡y no se limitan a retardantes para prevenir uijia cura rápida .ndebida, antioxidantes, coadyuvantes de p oceso, i agentes de refuerzo y rellenos, tales como negro de cárbono, sílice, y los similares.

I Los ¡ sistemas adhesivos útiles en adherir de ' I i varios componentes a otras capas de componentes con ! esta invención se conocen sistemas adhesivos con elastómeiros de agentes curativos de peróxido. Por ejjemplo, i resina lj, 2-polibutadieno maleinizada, y varios plastifizIantes .

Mientras que ciertas modalidades representat vas y í I detalladlas se han mostrado para el propósito de ilustrar la ¡' ¦ i invención objetivo, será aparente a aquellos hábiles ^n este arte que1 varios cambios y modificaciones se pueden hacejr en el I ¦ I mismo sijn apartarse de la cercanía de la invención objetivo.

Claims

.REIVINDICACIONES 1. Una manguera de refrigerante caracterizada Qn que i comprende': (a) una capa de núcleo, en donde la capa de Núcleo comprende! polímero de caucho; (b) una capa que inhijbe la permeacióh la cual está sobre la capa de núcleo, en do^ide la ¡ ! capa qué inhibe la permeación comprende un pojlímero termoplástico; (c) una capa de unión que está sobre lá capa que inhibe la permeación, en donde la capa de unión com rende un caucho de butilo; (d) una capa de refuerzo la cual está sobre la capa de unión, en donde la capa de refuerzo e una tela tejida que comprende fibras de vidrio, fibras de alfcjodón, fibras del poliéster, o fibras de araraida; y (e) una capa de I cobertura' que está sobre la capa de refuerzo, en donde 1^ capa de cobertura comprende caucho de monómero de et¡Lleno-propilenordieno . i 2. La manguera de refrigerante como se especifica , en la reivindicación 1, caracterizada en que la capa de Núcleo i. comprende ¡ caucho de EPD , una mezcla de EPDM con caucjho de butilo, ó una mezcla de caucho de EPDM con caucho de; halo i butilo. manguera de refrigerante como se especifica en la reivindicación 1, caracterizada en que la capa que inhjj.be la permeación comprende una o más capas de nylon. 4. La manguera de refrigerante como se especifica <en la reivindicación 1, caracterizada en que la capa de refuefzo es una tela de poliéster tejida. I 5. I)a manguera de refrigerante como se especifica en la reivindicación 4, caracterizada en que la tela de poljiéster tejida es: una tela tejida de teraftalato de polietileno 6. Üa manguera de refrigerante como se especifica | en la reivindicación 4, caracterizada en que la tela de poljiéster tejida se teje en un patrón 1-sobre/l-debaj o . i 7. La manguera de refrigerante como se especifica | en la reivindicación 1, caracterizada en que la capa de refue|rzo es una tela ¡tejida. 10. ¡Una manguera de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la| manguera tiene una tasa de permeación no mayjor que i 0.0020 g/cm/dia de refrigerante R314. 11. j La manguera de refrigerante como se especifica en la 1, caracterizada en que la capa de núcleo tiene está dentro del rango de 0.025 pulgadas a 0.030 pulgadas! I 12. j La manguera de refrigerante como se especifica, en la I reivindicación 1, caracterizada en que la capa que inhibe la permeación tiene un espesor que está dentro del rango de 0.002 i se especifica en la capa de unión tiene 0.02 pulgadas ^ 0.05 I pulgadas . \ 1 . La manguera de ref igerante como se especifica | en la I reivindicación 1, caracterizada en que la capa de cobertura i tiene un 'espesor que está dentro del rango de 0.03 pulgadas a i 0.08 pulgadas. i 15. La manguera de refrigerante como se especifica ' en la reivindicación 1 en donde la capa de cobertura comprende I caucho natural. 16. La manguera de refrigerante como se especifica | en la I reivindicación 3, caracterizada en que el nylon se selebciona del grupo! que consiste de nylon 6, nylon 66, nylon 46, ¡ nylon 11, nylori 12, nylon 610, nylon 612, copolimero nylon j 6/66, copolimer nylon 6/66/610, nylon MXD6, nylon 6T, copoÍLimero nylon 6/6T, copolimero nylon 6.6/PP, y copolimero nylon 66/PPS, i 17. La manguera de refrigerante como se especifica | en la ¡ reivindicación 16, caracterizada en que el nylon o es plastificádo . manguera de refrigerante como se especifica en la reivindicación 15, caracterizada en que el nylon se selecciona del grupo que consiste de PA6, PA66, PA610, PA612, y PA1¾. 19. manguera de refrigerante como se especifica en la reivindicación 1, caracterizada en que la manguera tifne un diámetro interno que está dentro del rango de 5mm a 30mm. 20. ¡La manguera de refrigerante como se especifica en la reivindicación 18, caracterizada en que la manguera tiene un diámetro exterior que está dentro del rango de 6 mm a 25 |mm.