一种汽车用外氟内硅复合管的制作方法

本发明属于汽车设备配件领域，具体涉及一种阻燃耐油的汽车用外氟内硅复合管。

背景技术：

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

强制性增压后，汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加，爆燃倾向增加。另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采用增大气门重叠角(进、气排门同时开启的时间)方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成燃烧不充分。还有，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题，工程师有针对性地一一做了改进，使汽油机也能用上废气涡轮增压器。温度增高，这样不仅影响充气效率，还容易产生爆燃。因此要装置降低进气温度的设备，这就是中间冷却器。它安装在涡轮增压器出口与进气管之间，对进入气缸的空气进行冷却。中间冷却器就象散热器，用风冷却或者水冷却，空气的热量通过冷却而逸散到大气中去。据测试，性能良好的中间冷却器不但可以使发动机压缩比能保持一定值而不会产生爆燃，同时降低温度也可提高进气压力，进一步提高发动机的有效功率。

带涡轮增压器的汽车发动机的进气及进气中冷系统（空－空中冷）一般由空气滤清器、涡轮增压器、中冷器及其连接管路等构件组成，输气管路必须采用橡胶管与钢管或吹塑管连接（其中乘用车上有中冷器出气管全采用带波纹吹塑管进行连接的），借助橡胶良好的柔韧性，可以方便管路布局和装配，并提高输气管路系统缓冲振动的能力。新鲜空气通过空气滤清器过滤和涡轮增压器增压后，温度一般可达到160℃～200℃。对于高增压比的发动机而言，气体温甚至达230℃左右，甚至更高。增压气体经中冷器冷却后（60℃左右）进入发动机，从而提高了新鲜空气的密度，使发动机可以吸进更多的空气，并能喷入更多的燃油，促进燃烧更为充分，达到降低燃油消耗和排放、提高发动机功率的目的。

一般胶管的内外胶层材料采用天然橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶；耐油胶管采用氯丁橡胶、丁腈橡胶；耐酸碱，耐高温胶管采用乙丙橡胶、氟橡胶或硅橡胶等。硅橡胶（VMQ）具有十分优异的耐高低温性能及综合性能，但耐油性较差；丙烯酸酯橡胶（AEM）较好的耐油性能及综合性能，但耐高低温性能较差。这二种材料无论是聚合改性还是机械共混改性，无论从聚合物单体键能还是溶解度参数上考虑，都不具备共混改性与相关单体聚合的可能，从结构复合上又存在不能共硫化交联的问题而无法实现。含氟的高分子聚合物（如氟硅橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯或其一种或多种与硅胶的共混改性物等）既具有硅橡胶（VMQ）十分优异的耐高低性能及综合性能，同时具有丙烯酸酯橡胶（AEM）良好的耐油性能。氟硅胶管或硅氟胶管结构就是在胶管的内层胶复合成型一至三层含氟的高分子聚合物，中间层与外胶层采用硅橡胶（VMQ）或者含氟的高分子聚合物的一种新型结构。这种结构解决了传统硅胶管耐油性不佳及AEM胶管耐高低温性欠佳的问题，同时又能满足汽车用中冷器进出气连接软管越来苛刻使用条件的新型结构的高分子制品。目前汽车上使用的内氟外硅胶管，一般使用缠绕工艺生产，使用缠绕工艺生产，产品存在壁厚不均匀、表面不美观、胶层与增强层之间粘合不好且生产效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐油、耐热性能更高的汽车用外氟内硅复合管。

本发明的目的是这样实现的：

一种汽车用外氟内硅复合管，包括氟胶内层、加强层和硅胶外层，所述的汽车用外氟内硅复合管的内壁为氟胶内层，加强层包覆氟胶内层外壁，硅胶外层包覆在加强层外壁。

所述的氟胶内层为氟橡胶，氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，在该偏二氟乙烯系氟橡胶中，相对于来自全部单体成分的结构单元的总量100摩尔％，含有来自偏二氟乙烯的结构单元48摩尔％～88摩尔％、来自四氟乙烯的结构单元0摩尔％～10摩尔％，相对于氟橡胶100质量份，包含炭黑5质量份～50质量份；氟橡胶组合物包含交联剂。

所述的加强层为纳米银纤维结合玻璃纤维共混纺丝制成，以双螺旋状结构缠绕在氟胶内层。

所述的加强层与氟胶内层和硅胶层通过三嗪硫醇和二烯类橡胶构成的粘接剂在层合状态下进行粘接。

所述的硅胶外层成份为：甲基乙烯基硅橡胶100份、乙烯丙烯酸酯橡胶15-35份、三元乙丙橡胶5-15份、顺丁橡胶5-15份、乙烯-辛烯共聚物3-15份、氧化锌2-5份、硬脂酸0.5-2份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2-3.5份、甲基三丁酮肟基硅烷2-3.5份、三聚异氰酸三烯丙酯0.5-1.5份、气相法白炭黑2-9份、纳米碳酸钙20-40份、凹凸棒土3-15份、硬脂酸镧2-10份、氢氧化铈2-5份、羟基封端聚二甲基硅氧烷2-10份、硅烷偶联剂2-4.5份、催化剂0.1-0.5份、防老剂0.5-2份；其中，甲基乙烯基硅橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶的重量比为100：20-28：7-13：8-14；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、甲基三丁酮肟基硅烷、三聚异氰酸三烯丙酯的重量比为2.5-3：2.8-3.4：0.8-1.3；所述防老剂为防老剂MB、防老剂DM、防老剂4020、防老剂MC、防老剂4010NA中的一种或者多种的混合物。

所述硅胶外层的厚度为2.31mm，所述加强层的厚度为0.80mm，所述氟胶内层的厚度为1.75mm，厚度偏差+0.05mm至-0.02mm。

所述的硅胶外层内埋有偶数层的子午线帘布层。

所述的子午线帘布层经过帘线扩张、压延和敷胶并采用电子加速器辐照装置进行辐射预硫化处理制备而成，电子加速器束流能量为0.3-3.0MeV，束流强度为0.2-100mA，辐照氛围为限氧环境，采用惰性气体保护。

所述的硅胶外层的厚度、加强层的厚度、氟胶内层的厚度之间的关系为：

W=11.74J²-1.70N²，其中W为硅胶外层的厚度，J为加强层的厚度，N为氟胶内层的厚度；

2.2mm≤W≤2.35mm，0.60mm≤J≤1.30mm，1.73mm≤N≤1.8mm。

所述的外氟内硅复合管最后成型时经过硫化处理。

本发明的有益效果在于：

本发明的氟胶耐高温、气密性好、耐油，并有效的防止胶管渗油，渗水，可大大提高汽车用进出气胶管的可靠性，降低汽车行驶的故障率。既保证产品的壁厚一致性和稳定性，又提高了硅胶层与增强层之间的粘合性。通过加强层的设计，使本发明具有良好的物理机械性能，耐油、耐酸碱腐蚀性能，可用于较为恶劣的工作环境中，有效延长橡胶管的使用寿命。由于使用了子午线帘布层，本发明可长期使用在-80摄氏度至200摄氏度工作环境下，加强了复合管的整体寿命，本发明完全硫化前，用电子束对子午线帘布层进行辐照处理，通过改变辐照参数使橡胶分子达到一定程度的交联，实现材料的可控部分硫化，通过提高生胶的格林强度，保证中间产品的结构稳定性，防止或减少因后期加工移位、变形过大、材料蠕变流动而影响产品质量，既保证了部件的结构稳定性，又达到部件减重，轻量化的效果。与传统工艺生产工艺相比，帘布层胶层厚度减薄5-12％。

附图说明

图1为本发明整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1

一种汽车用外氟内硅复合管，包括氟胶内层1、加强层2和硅胶外层3，所述的汽车用外氟内硅复合管的内壁为氟胶内层，加强层包覆氟胶内层外壁，硅胶外层包覆在加强层外壁。该结构中氟胶内层耐高温、气密性好、耐油，并有效的防止胶管渗油，渗水。

实施例2

与实施例1相同，区别在于：所述的氟胶内层为氟橡胶，氟橡胶为偏二氟乙烯系氟橡胶，在该偏二氟乙烯系氟橡胶中，相对于来自全部单体成分的结构单元的总量100摩尔％，含有来自偏二氟乙烯的结构单元48摩尔％～88摩尔％、来自四氟乙烯的结构单元0摩尔％～10摩尔％，相对于氟橡胶100质量份，包含炭黑5质量份～50质量份；氟橡胶组合物包含交联剂。使用本发明提供的氟橡胶能够进一步提高耐热性、而且高温时的机械物性也优于其他氟橡胶成型品。

实施例3

与实施例1相同，区别在于：所述的加强层为纳米银纤维结合玻璃纤维共混纺丝制成，以双螺旋状结构缠绕在氟胶内层。所述的加强层与氟胶内层和硅胶层通过三嗪硫醇和二烯类橡胶构成的粘接剂在层合状态下进行粘接。该加强层能够有效保证氟胶内层的强度，同时耐高温、抗氧化，通过本发明的粘接剂可以有效提高各层之间的粘接性，避免层间分离。

实施例4

与实施例1相同，区别在于：所述的硅胶外层成份为：甲基乙烯基硅橡胶100份、乙烯丙烯酸酯橡胶15-35份、三元乙丙橡胶5-15份、顺丁橡胶5-15份、乙烯-辛烯共聚物3-15份、氧化锌2-5份、硬脂酸0.5-2份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2-3.5份、甲基三丁酮肟基硅烷2-3.5份、三聚异氰酸三烯丙酯0.5-1.5份、气相法白炭黑2-9份、纳米碳酸钙20-40份、凹凸棒土3-15份、硬脂酸镧2-10份、氢氧化铈2-5份、羟基封端聚二甲基硅氧烷2-10份、硅烷偶联剂2-4.5份、催化剂0.1-0.5份、防老剂0.5-2份；其中，甲基乙烯基硅橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶的重量比为100：20-28：7-13：8-14；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、甲基三丁酮肟基硅烷、三聚异氰酸三烯丙酯的重量比为2.5-3：2.8-3.4：0.8-1.3；所述防老剂为防老剂MB、防老剂DM、防老剂4020、防老剂MC、防老剂4010NA中的一种或者多种的混合物。该硅胶材料，使形成的硅橡胶交联密度高，分子链具有更高的抗湿热降解性能，显著提高了胶管的耐高温性能和耐老化性能；，与防老剂配合后显著提高了胶管的耐热老化性能。

实施例5

与实施例1相同，区别在于：所述的硅胶外层内埋有偶数层的子午线帘布层。所述的子午线帘布层经过帘线扩张、压延和敷胶并采用电子加速器辐照装置进行辐射预硫化处理制备而成，电子加速器束流能量为0.3-3.0MeV，束流强度为0.2-100mA，辐照氛围为限氧环境，采用惰性气体保护。由于使用了子午线帘布层，本发明可长期使用在-80摄氏度至200摄氏度工作环境下，加强了复合管的整体寿命，本发明完全硫化前，用电子束对子午线帘布层进行辐照处理，通过改变辐照参数使橡胶分子达到一定程度的交联，实现材料的可控部分硫化，通过提高生胶的格林强度，保证中间产品的结构稳定性，防止或减少因后期加工移位、变形过大、材料蠕变流动而影响产品质量，既保证了部件的结构稳定性，又达到部件减重，轻量化的效果。与传统工艺生产工艺相比，帘布层胶层厚度减薄5-12％。

实施例6

与实施例1相同，区别在于：所述的硅胶外层的厚度、加强层的厚度、氟胶内层的厚度之间的关系为：

W=11.74J²-1.70N²，其中W为硅胶外层的厚度，J为加强层的厚度，N为氟胶内层的厚度；

2.2mm≤W≤2.35mm，0.60mm≤J≤1.30mm，1.73mm≤N≤1.8mm。

上述结构是通过热力学材料软件Thermo-Calc设计得到的，通过该设计，保证了该复合管的耐热、耐压性能，同时不会使用过多的原材料，即在上述条件下，再增加各层的厚度，对于其各项性能并没有明显提升。

最后，所述的外氟内硅复合管最后成型时经过硫化处理。其制作工艺为

混和-包氟胶-加强层-包硅胶-硫化-切割。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，

任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。