专利名称：用于氢能源动力汽车的胶管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于氢能源动力汽车的胶管，尤其是一种以三元乙丙为主体橡胶的胶管。
背景技术：
随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量在不断地呈现上升趋势，而石油等资源却捉襟见肘，另一方面，吞下大量汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。最终的解决之道当然不是限制汽车工业发展，而是开放替代石油的新能源。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。氢能源动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，而且氢气在燃烧时比汽油的发热量高，为内燃机的2 3倍，具有更高的能量利用率。因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。但是，由于氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳和输送系统逃逸，产生泄漏。因此，要求输送氢气的整个系统具有极好的气密性、耐化学腐蚀性和阻燃性。这就要求输送系统中的橡胶管既要本身有很好的气密性，又要有很好的压缩永久变形，使其在接头处也具有很好的气密性。氢气燃烧的发热量高，其冷却系统具有较高的温度。因此要求水循环系统中的橡胶管具有较好的耐热性。整个系统更要有阻燃的安全考虑。因此，氢能源动力汽车中的胶管系统具有很高的要求。
发明内容本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于氢能源动力汽车的胶管，改善了胶管的气密性、压缩永久变形和阻燃性，并提高了原有的耐高温、耐腐蚀和耐疲劳性能。按照本发明提供的技术方案，所述用于氢能源动力汽车的胶管，特征是包括内层管和外层管，在所述内层管和外层管之间设置芳纶线加强层。所述内层管和外层管均采用三元乙丙橡胶制成。所述胶管的厚度为3 10mm。本发明还保护一种用于氢能源动力汽车的胶管的制备方法，特征是，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计(I)配料将50 80份三元乙丙橡胶、10 25份甲基乙烯基硅橡胶、10 25份氯磺化聚乙烯橡胶、5 15份增容剂、2 8份氧化锌、I 7份硬脂酸、I 5份防老剂RD、I 5份防老剂MB、40 90份快压出炭黑N550、10 30份白炭黑、10 40份石蜡基油、I 8份交联剂DCP、I 8份助 交联剂TAIC、I 8份助交联剂PDM混合，作为内层管和外层管的原料，备用；(2)将内层管原料于针织管挤出机上挤出，得到内层管(2);在内层管上包覆芳纶织物，得到芳纶线加强层(3);将外层管原料于针织管挤出机上挤出，在芳纶线加强层(3)外形成外层管(I)，得到胶管管胚(3)将胶管管胚在硫化罐中进行一段硫化，一段硫化温度为165±5°C，硫化压力为 0. 6±0. OlMPa，硫化时间为 50±5min ；(4) 一段硫化后，将三元乙橡胶胶管管胚在烘箱进行二段硫化，二段硫化的温度为180±5°C，硫化时间为120±5min ;二段硫化后即得到所述的用于氢能源动力汽车的胶管。所述增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。步骤⑵中，挤出机的机头温度为80 110°C，挤出段温度为70 100°C，塑化段温度为70 100°C，螺杆段温度为70 100°C。本发明所述的胶管采用三元乙丙橡胶为主体，完全符合技术标准，极好的改善了三元乙丙橡胶胶管的气密性、压缩永久变形和阻燃性，并提高其原有的耐高温、耐腐蚀、耐疲劳性。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。如图所示用于氢能源动力汽车的胶管包括外层管I、内层管2、芳纶线加强层3
坐寸o本发明所述的胶管包括内层管2和外层管1，在所述内层管2和外层管I之间设置芳纶线加强层3 ;所述内层管2和外层管I均采用三元乙丙橡胶制成；所述胶管厚度为3 IOmm0本发明采用三元乙丙橡胶与甲基乙烯基硅橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶并用，选用助交联剂PDM和助交联剂TAIC并用的助硫化体系，使用DCP作为交联剂，这样制成的胶管不但提高了三元乙丙橡胶原有的耐高温、耐腐蚀、耐疲劳性,还大大改善了其气密性、压缩永久变形和阻燃性，可以说在国内外汽车胶管领域中已经完全处于领先地位。三元乙丙橡胶的聚合物链是完全饱和的，因此具有优异的耐热、耐臭氧、耐酸碱、耐天候老化、抗疲劳、抗撕裂等性能，广泛应用于汽车制造业、建筑业、电线电缆和聚合物改性等领域。但其硫化速度慢，自粘性和气密性较差，要用在汽车中的胶管系统需要别的橡胶并用改性。将甲基乙烯基硅橡胶和三元乙丙橡胶并用，可获得性能互补的新型胶料，可改善三元乙丙橡胶的耐高低温性和压缩永久变形性能，并且使其具有良好的自粘性和气密性。将氯磺化聚乙烯橡胶和三元乙丙橡胶并用，可以改善三元乙丙橡胶的阻燃性和耐化学腐蚀性，提高三元乙丙橡胶的交联速率。甲基乙烯基硅橡胶和三元乙丙橡胶直接并用分散相微区尺寸较大，并用胶的物理性能不高。本发明采用目前比较常用的增容共混法，用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为增容剂能降低分散相微区尺寸，形成三元乙丙橡胶与硅橡胶近似于相互连续的相结构，明显提高并用胶的拉伸强度和模量，改善耐老化性能。氯磺化聚乙烯橡胶和三元乙丙橡胶的相容性较好，可直接并用，但是三种橡胶同时并用时，采用单一的助硫化体系，硫化助剂手机用量的分布极窄，不利于加工。实验结果表明随着TAIC用量的增加，共混胶的硫化速度和硫化程度先增加后减小；随着PDM用量的增加，共混胶的硫化速度变化不大，说明PDM反应不是很剧烈，但交联程度是一直增加的。随着硫化助剂用量增加，TAIC共混胶的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度均大于PDM共混胶，而压缩永久变形的变化率正好相反，老化后共混胶的硬度、拉伸强度和100%定伸应力均增加，但是拉断伸长率降低。说明在老化过程中胶料发生了二次硫化现象，交联程度进一步完善，交联网络的分布更加均匀，交联密度进一步增加。当采用PDM和TAIC并用的助硫化体系时，随着用量增加硫化速度和硫化程度稳定增加且达到一定量时有稳定的平台，交联程度完善，并用胶的硬度、拉伸强度、100%定伸应力、拉断伸长率和压缩永久变形均不错。氢能源动力汽车胶管系统的另一个关键点就是整个胶管系统中不能出现硫，因为系统中会出现用以分离氢原子电子的电解质，电解质与硫反应后会严重腐蚀胶管和金属接头。因此，胶管不能用硫磺硫化，而要采用DCP硫化，用DCP硫化胶管也 能获得更好的压缩永久变形性能。实施例一一种用于氢能源动力汽车的胶管的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计(I)配料将50份三元乙丙橡胶、10份甲基乙烯基硅橡胶、10份氯磺化聚乙烯橡胶、5份乙烯-醋酸乙烯共聚物、2份氧化锌、I份硬脂酸、I份防老剂RD、1份防老剂MB、40份快压出炭黑N550、10份白炭黑、10份石蜡基油、I份交联剂DCP、1份助交联剂TAIC、1份助交联剂PDM混合，作为内层管和外层管的原料，备用；(2)将内层管原料于针织管挤出机上挤出，得到内层管2 ;在内层管上包覆芳纶织物，得到芳纶线加强层3 ;将外层管原料于针织管挤出机上挤出，在芳纶线加强层3外形成外层管1，得到胶管管胚；挤出内层管2时的机头温度为70°C，挤出段温度为75°C，塑化段温度为75°C，螺杆段温度为80°C;挤出外层管I时的机头温度为70°C，挤出段温度为70°C，塑化段温度为75°C，螺杆段温度为75°C ；(3)将胶管管胚在硫化罐中进行一段硫化，一段硫化温度为160°C，硫化压力为0. 59MPa，硫化时间为45min ；(4) 一段硫化后，将三元乙橡胶胶管管胚在烘箱进行二段硫化，二段硫化的温度为175°C，硫化时间为115min ;二段硫化后即得到所述的用于氢能源动力汽车的胶管，胶管厚度为3mm。实施例二 一种用于氢能源动力汽车的胶管的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计(I)配料将80份三元乙丙橡胶、25份甲基乙烯基硅橡胶、25份氯磺化聚乙烯橡胶、15份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8份氧化锌、7份硬脂酸、5份防老剂RD、5份防老剂MB、90份快压出炭黑N550、30份白炭黑、40份石蜡基油、8份交联剂DCP、8份助交联剂TAIC、8份助交联剂PDM混合，作为内层管和外层管的原料，备用；(2)将内层管原料于针织管挤出机上挤出，得到内层管2 ;在内层管上包覆芳纶织物，得到芳纶线加强层3 ;将外层管原料于针织管挤出机上挤出，在芳纶线加强层3外形成外层管1，得到胶管管胚；挤出内层管2时的机头温度为75°C，挤出段温度为80°C，塑化段温度为80°C，螺杆段温度为85°C;挤出外层管I时的机头温度为75°C，挤出段温度为75°C，塑化段温度为80°C，螺杆段温度为85°C ；[0032](3)将胶管管胚在硫化罐中进行一段硫化，一段硫化温度为170°C，硫化压力为0. 61MPa，硫化时间为55min ；(4) 一段硫化后，将三元乙橡胶胶管管胚在烘箱进行二段硫化，二段硫化的温度为185°C，硫化时间为125min ;二段硫化后即得到所述的用于氢能源动力汽车的胶管，胶管厚度为5mm。实施例三一种用于氢能源动力汽车的胶管的制备方法，采用以下工艺步骤，组份比例按重量份数计(I)配料将65份三元乙丙橡胶、20份甲基乙烯基硅橡胶、15份氯磺化聚乙烯橡胶、10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、6份氧化锌、5份硬脂酸、2份防老剂RD、2份防老剂MB、60份快压出炭黑N550、20份白炭黑、30份石蜡基油、5份交联剂DCP、5份助交联剂TAIC、5份助交联剂PDM混合，作为内层管和外层管的原料，备用；(2)将内层管原料于针织管挤出机上挤出，得到内层管2 ;在内层管上包覆芳纶织物，得到芳纶线加强层3 ;将外层管原料于针织管挤出机上挤出，在芳纶线加强层3外形成外层管1，得到胶管管胚；挤出内层管2时的机头温度为85°C，挤出段温度为90°C，塑化段温度为90°C，螺杆段温度为95°C;挤出外层管I时的机头温度为85°C，挤出段温度为85°C，塑化段温度为90°C，螺杆段温度为95°C ；(3)将胶管管胚在硫化罐中进行一段硫化，一段硫化温度为165°C，硫化压力为0. 6MPa，硫化时间为50min ；(4) 一段硫化后，将三元乙橡胶胶管管胚在烘箱进行二段硫化，二段硫化的温度为180°C，硫化时间为120min ;二段硫化后即得到所述的用于氢能源动力汽车的胶管，胶管的厚度为10mm。本发明所述的用于氢能源动力汽车的胶管的制备方法制备得到的氢能源动力汽车胶管系统和现有技术的三元乙丙胶管与标准的技术指标对比如表I所示。表I
权利要求1.一种用于氢能源动力汽车的胶管，其特征是包括内层管(2)和外层管(1)，在所述内层管(2)和外层管(I)之间设置芳纶线加强层(3)。
2.如权利要求I所述的用于氢能源动力汽车的胶管，其特征是所述内层管(2)和外层管(I)均采用三元乙丙橡胶制成。
3.如权利要求I所述的用于氢能源动力汽车的胶管，其特征是所述胶管的厚度为3 IOmm0
专利摘要本实用新型涉及一种用于氢能源动力汽车的胶管，特征是包括内层管和外层管，在所述内层管和外层管之间设置芳纶线加强层。所述内层管和外层管均采用三元乙丙橡胶制成。所述胶管的厚度为3~10mm。本实用新型所述的胶管采用三元乙丙橡胶为主体，完全符合技术标准，极好的改善了三元乙丙橡胶胶管的气密性、压缩永久变形和阻燃性，并提高其原有的耐高温、耐腐蚀、耐疲劳性。本实用新型改善了三元乙丙橡胶胶管的气密性、压缩永久变形和阻燃性，提高了耐高温、耐腐蚀、耐疲劳性。
文档编号C08K13/02GK202369531SQ20112052820
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者孙春涛, 胡明 申请人:无锡二橡胶股份有限公司