一种满足新型制冷剂的金属波纹空调管及其制备方法与流程

本发明涉及一种空调软管，具体涉及一种用于输送新型制冷剂r744的复合空调软管，属于车用空调制冷领域。

背景技术：

制冷剂是空调系统在制冷过程中循环的工作介质，目前汽车、家庭等空调系统所使用制冷介质均为含卤化合物。欧盟规定:从2011年1月1日起，新发布的车型将禁止使用gwp值大于150的制冷剂；到2017年1月1日起所有的车型都需要满足制冷剂的gwp小于150的要求，目前使用的制冷剂r134a的gwp值在1300左右，因此，r134a已成为《蒙特利尔议定书》基加利修正案主要受控物质之一，将被禁止使用。二氧化碳的gwp值为1，odp值为0，具有良好的环境友好性，同时它的毒性小，无可燃性，价格便宜，因此二氧化碳作为天然和低成本的制冷剂无疑是最好的候选。

二氧化碳气体在超临界条件下，空调系统的压力远高于r134a系统，其制冷性能略优于r134a系统，系统的效率也得到了一定的提高。但是使用二氧化碳作为新的制冷剂后，空调系统发生了巨大的变化，对输送该制冷剂的软管也提出了更高的要求，主要表现为：(1)系统压力高，使用压力为0mpa～17mpa，是现有系统压力的4～10倍；(2)系统温度高，高压段温度最高可到180℃；(3)泄漏量小，要求胶管的泄漏量小于0.3g/年；(4)为避免制冷剂二氧化碳在输送过程中出现压降，胶管膨胀性能要求较高；(5)与压缩机连接的管路具有更加复杂的振动和脉冲环境；(6)二氧化碳分子小，胶管内部不能直接使用橡胶材料否则会出现爆破性解压现象；(7)新种类的压缩机油，对管路的耐介质性能要求更加严苛。

综合以上情况，现有的空调系统胶管已经无法满足r744新型制冷剂的使用要求，必须开发新结构软管。因为传统的空调管结构一般由阻隔层、橡胶层、增强层、橡胶层组成，使用压力在0～3.5mpa之间，使用温度不超过140℃。但是随着r744介质的应用，新的空调系统其工作压力提升了3～5倍，工作最高温度可达180℃，现有的空调管无法满足r744工质系统的高温高压要求。且基于r744制冷剂本身的特点，目前阻隔层仅为一层纯尼龙的空调无法满足新型空调系统低渗透性要求，容易造成介质的渗透和泄露。

中国专利申请(cn108317343a)公开了一种r744空调管及其连接结构，同样选用不锈钢波纹管作为阻隔层，采用的是不锈钢波纹管直接外包橡胶的结构，由于不锈钢波纹管的波谷处空间较大，胶管在硫化过程中会由于缺胶，硫化压力不足，导致橡胶保护层的耐高温性能较差，达不到使用的要求。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服以上技术不足，提供一种用于输送新型环保制冷剂二氧化碳的耐高温高压、低膨胀、低nvh、长寿命的复合空调软管。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案之一是：：

一种满足新型制冷剂的金属波纹空调管，该软管由内到外依次包括：阻隔层、尼龙层、中胶层、增强层和外胶层，所述阻隔层为不锈钢材质的波纹管，所述尼龙层包裹在波纹管的外围并与波纹管紧密贴合；且所述尼龙层厚度为0.1～1.0mm，所述中胶层厚度为0.5～2.5mm，所述增强层厚度为0.4～1.5mm，所述外胶层厚度为0.5～2mm。

进一步的，所述尼龙层的材料为pa66，pa6，pa610，pa1010，pa11，pa12中的一种或几种的复合。作为优选，尼龙层的材料为pa6，pa66，pa610中的一种或几种的复合。

进一步的，所述中胶层的材料为epdm三元乙丙橡胶、iir丁基橡胶、ciir氯化丁基橡胶、eco氯醇橡胶、hnbr氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合。作为优选，低压软管的中胶层材料为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或几种的复合，高压软管的中胶层材料为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合。

进一步的，所述增强层的材料为芳纶纤维、聚乙烯醇纤维、金属丝中的一种。作为优选，增强层的材料为芳纶纤维或者金属丝。

进一步的，所述外胶层的材料为epdm三元乙丙橡胶、eco氯醇橡胶、hnbr氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合。作为优选，低压软管的外胶层材料为三元乙丙橡胶，高压软管的外胶层材料为氢化丁腈橡胶。

本发明采取的技术方案之二是：

一种满足新型制冷剂的金属波纹空调管的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1：将金属波纹管通过尼龙挤出机包覆尼龙层；

步骤2：将步骤1中制备的包含阻隔层和尼龙层的管坯引入橡胶挤出机中，在尼龙层表面挤出包覆中胶层；

步骤3：将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

步骤4：最后，将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层，硫化后得到所述空调橡胶管。

步骤1：将芯棒通过尼龙挤出机包覆尼龙层；

步骤2：将步骤1中制备的包含尼龙层的管坯引入橡胶挤出机中，在尼龙层表面挤出包覆中胶层；

步骤3：将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

步骤4：将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层，硫化后得到橡胶管；

步骤5：将金属波纹管根据产品需求尺寸定长裁断；

步骤6：将步骤4中制得的橡胶管根据产品需求尺寸定长裁断；

步骤6：最后，将将步骤5中制得的金属波纹管穿入步骤6中制得的橡胶管中得到所述空调橡胶管。

本发明采取的技术方案之三是：

一种满足新型制冷剂的金属波纹空调管的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1：将芯棒通过尼龙挤出机包覆尼龙层；

步骤2：将步骤1中制备的包含尼龙层的管坯引入橡胶挤出机中，在尼龙层表面挤出包覆中胶层；

步骤3：将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

步骤4：将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层，硫化后得到橡胶管；

步骤5：将金属波纹管根据产品需求尺寸定长裁断；

步骤6：将步骤4中制得的橡胶管根据产品需求尺寸定长裁断；

步骤6：最后，将步骤5中制得的金属波纹管穿入步骤6中制得的橡胶管中得到所述空调橡胶管。

本发明的有益效果是：本发明选用的波纹管气体阻隔层为金属材质，能够保证在系统要求的使用温度-50℃～180℃的条件下保持相同的状态，既保持了管路的柔软性，又能保证阻隔层的屏蔽作用，保证低渗透和避免爆破性解压的发生。

尼龙层一方面能够保证与金属波纹管紧密贴合，使胶管具有更好的nvh性能，另一方面可以有效避免内层橡胶在硫化过程中由于不锈钢波纹管的波谷处空间较大导致硫化缺胶，硫化压力不足，导致橡胶保护层的耐高温性能较差的情况出现。选用不同性能的橡胶层可以保证胶管在-50℃～180℃的条件下的柔韧性，保证胶管具有良好的nvh性能。

增强层选用了模量高、温度系数小的金属丝、芳纶或者聚乙烯醇纤维，保证了在-40℃～180℃下的胶管的膨胀系数小，胶管的周向和径向的稳定性好，减少了系统压降，避免了爆破性解压的问题的发生。

综合上述的设计，本软管有耐渗透性、耐高低温、抗弯曲性、低膨胀、抗振动和脉冲吸收性更好等优异的综合性能。本发明提供了一种用于输送二氧化碳等新型环保制冷剂的耐高温高压、低膨胀、低nvh、长寿命的复合空调软管，为空调系统长期稳定的运行提供了可靠保障。

附图说明

图1为本发明提供的满足新型制冷剂的金属波纹空调管结构示意图。

图中标记为：1-阻隔层、2-尼龙层、3-中胶层、4-增强层、5-外胶层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种满足新型制冷剂的金属波纹空调管，该软管由内到外依次包括：阻隔层、尼龙层、中胶层、增强层和外胶层，所述阻隔层为不锈钢材质的波纹管，所述尼龙层包裹在波纹管的外围并与波纹管紧密贴合；且所述尼龙层厚度为0.1～1.0mm，所述中胶层厚度为0.5～2.5mm，所述增强层厚度为0.4～1.5mm，所述外胶层厚度为0.5～2mm。

本实施例中，所述尼龙层的材料为pa66，pa6，pa610，pa1010，pa11，pa12中的一种或几种的复合。作为优选，尼龙层的材料为pa6，pa66，pa610中的一种或几种的复合。所述中胶层的材料为epdm三元乙丙橡胶、iir丁基橡胶、ciir氯化丁基橡胶、eco氯醇橡胶、hnbr氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合。作为优选，低压软管的中胶层材料为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或几种的复合，高压软管的中胶层材料为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合。所述增强层的材料为芳纶纤维、聚乙烯醇纤维、金属丝中的一种。作为优选，增强层的材料为芳纶纤维或者金属丝。所述外胶层的材料为epdm三元乙丙橡胶、eco氯醇橡胶、hnbr氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合。作为优选，低压软管的外胶层材料为三元乙丙橡胶，高压软管的外胶层材料为氢化丁腈橡胶。

本实施例中所述的满足新型制冷剂的金属波纹空调管的制备方法1步骤为:

步骤1：将金属波纹管通过尼龙挤出机包覆尼龙层；

步骤2：将步骤1中制备的包含阻隔层和尼龙层的管坯引入橡胶挤出机中，在尼龙层表面挤出包覆中胶层；

步骤3：将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

步骤4：最后，将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层，硫化后得到所述空调橡胶管。

本实施例中所述的满足新型制冷剂的金属波纹空调管的制备方法2步骤为:

步骤1：将芯棒通过尼龙挤出机包覆尼龙层；

步骤2：将步骤1中制备的包含尼龙层的管坯引入橡胶挤出机中，在尼龙层表面挤出包覆中胶层；

步骤3：将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

步骤4：将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层，硫化后得到橡胶管；

步骤5：将金属波纹管根据产品需求尺寸定长裁断；

步骤6：将步骤4中制得的橡胶管根据产品需求尺寸定长裁断；

步骤6：最后，将将步骤5中制得的金属波纹管穿入步骤6中制得的橡胶管中得到所述空调橡胶管。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。