汽车用中冷器内氟外硅合成胶管及其制备方法
【专利摘要】本发明是一种汽车用中冷器内氟外硅合成胶管及其制备方法，该产品主要应用于汽车涡轮增压器与中冷器之间的连接胶管。其结构由内胶层、硅胶过渡胶层、覆胶加强层和硅胶外胶层构成。本发明制备方法是：将各胶层分别进行混炼，各压制成不同厚度的胶片和覆胶胶布，再将内层胶片包贴于模具上，将过渡层胶片包贴于内层胶上，将胶布包贴于过渡层上，将外层硅胶片包贴于胶布上，制成合成胶管的管胚。将成型好的管坯进行硫化，然后按照图样要求进行切割、清洗处理；最后进行二次硫化，取出后即为成品。
【专利说明】汽车用中冷器内氟外硅合成胶管及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是一种汽车用中冷器内氟外硅合成胶管及其制备方法，该产品主要应用于汽车涡轮增压器与中冷器之间的连接胶管。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步和人类的发展，人们对能源需求和环保要求越来越高。在汽车工业方面，为了提高能源效率和汽车排放标准，人们不断追求新的技术，其中涡轮增压器技术的应用是汽车发展的主流趋势。
[0003]涡轮增压器技术就是利用废气驱动涡轮增压器压缩空气，提高发动机进气量，增加氧含量，使燃油燃烧更加充分，涡轮增压使得空气温度急速上升，最高温度可达230°C左右。同时为了有效控制汽车废气的排放，曲轴箱中废气经过油气分离器分离后仍还有20-50%的油气再回到进气系统，从而使得汽车进气与冷却系统管路中含有大量的油气成分。这样就要求涡轮增压器-中冷器胶管具有极好的耐高温性、耐油性和油气密闭性能。目前国内在涡轮增压-中冷器进出气胶管主要采用乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM)、硅橡胶(VMQ)、内层为氟硅胶(FVMQ)或氟硅聚合物的普通内氟外硅胶管，这些产品都存在耐高温性能、耐油性能、耐高温油气密闭性能无法满足使用要求的一种或多种性能缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种新型的既具有耐高低温性能、耐油性能，又具用优异的耐高温油气密闭性能的汽车用中冷器内氟外硅合成胶管及其制造工艺。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]本发明汽车用中冷器内氟外硅合成胶管，其结构特点是从内至外由内胶层、过渡胶层、覆胶加强层和外胶层构成。
[0007]本发明汽车用中冷器内氟外硅合成胶管各胶层的原材料组份配比重量份为:
[0008]内胶层:
[0009]氟橡胶:100
[0010]氟聚合物:5-10
[0011]稳定剂:3_5
[0012]补强填充剂:25-35
[0013]硫化剂:2_4
[0014]偶联剂:2-4
[0015]粘合增进剂:2_4
[0016]过渡胶层:
[0017]硅橡胶:100
[0018]氟聚合物:10-20
[0019]氧化铁红:1_3[0020]硫化剂:2-4
[0021]助交联剂:3_5
[0022]偶联剂:4_6
[0023]粘合增进剂:4_6
[0024]外胶层:
[0025]硅橡胶:100
[0026]氧化铁红:1_3
[0027]硫化剂:2_4
[0028]助交联剂:3_5
[0029]粘合增进剂:3_5
[0030]所述的覆胶加强层为为用芳纶或聚酯网眼布经硅橡胶(VMQ)覆胶压延制成的覆胶胶布。
[0031]与已有技术产品对比，本发明具有以下优点:
[0032]本发明汽车用中冷器内氟外硅合成胶管，为氟橡胶(FKM)与硅橡胶(VMQ)复合结构，彻底解决了困扰国际橡胶工业几十年之久的氟橡胶与硅橡胶共硫化及高温粘合的技术难题，改变现有乙烯丙烯酸酯胶管(AEM)的耐高低温性能不佳、硅胶管(VMQ)的耐油性能差、氟硅胶(FVMQ)或氟硅聚合物的普通内氟外硅胶管耐油气渗透性能差的问题，同时从根本上解决了氟橡胶与硅橡胶二种不同极性的高分子聚合物之间共硫化及高温下保持优异粘合性能的技术难题，提高了合成胶管的耐久性能。从而使产品不仅具有极其优异的耐高低温性能、耐油性能、耐高温油气渗透性能，而且产品的爆破安全性大大提高，使用寿命得到有效的提升，实现了低成本工业化大生产。并且由于能有效的阻隔氮氧化合物、油气的直接排放或渗透给环境造成的污染或破坏，对环境保护发挥了积极作用。
[0033]1、内层氟胶与过渡层硅胶之间，粘合性能优异:常温层间粘合强度> 2.5KN/m，耐热老化(200°C X336h)后，层间粘合强度> 1.5KN/m，远远高于GMW15408标准中相关指标要求。
[0034]2、具有优异的耐高低温性能，使用温度范围可达到-60-+300°C，远胜于乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)的使用温度范围-30-+170°C。
[0035]3、具有优异的耐油性能，氟橡胶是迄今为止耐油性能最好的高分子聚合物弹性体，其耐3号标准油(150°C X 168h)体积膨胀率仅为2?3%，远优于硅橡胶的体积膨胀率为60%以上和氟硅橡胶的体积膨胀率为20%以上。
[0036]4、具有优异的耐高温油气渗透性能，该合成胶管在200°C X 168h的严苛试验条件下，3号标准油挥发渗透率仅为5%?10%，而内层为氟硅胶的硅胶管和纯硅胶管在同样条件下的挥发渗透率达到90%?100%。
[0037]5、具有优异的安全性能，一方面该发明产品的结构和工艺为多层包贴缠绕合成，可最大限度提高产品的爆破安全性，另一方面由于内层氟胶的高抗渗透性，有效阻止了油气对硅胶渗透溶胀造成的老化破坏，从而使产品的安全性能和使用寿命大大提高。
[0038]6、本发明汽车用中冷器内氟外硅合成胶管生产工艺采用缠绕成型工艺，与普通的挤出成型工艺相比，所需设备、工装与模具简单易控，生产效率高、产品可靠性强、边角余料可回收，故生产成本较低。【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是本发明中冷器内氟外硅合成胶管的截面示意图。
[0040]图中标记:
[0041]1.内胶层，2.过渡胶层，3.覆胶加强层，4.外胶层。
【具体实施方式】
[0042]本发明汽车用中冷器内氟外硅合成胶管，主要应用于汽车涡轮增压器与中冷器之间的连接胶管。其结构参见图1，汽车用中冷器内氟外硅合成胶管是由内胶层1、过渡胶层
2、覆胶加强层3和外胶层4构成。所述的内胶层1厚度为0.25±0.05mm,过渡胶层2厚度为1±0.2mm，覆胶加强层3为2-4层厚度各为1±0.2mm的覆胶胶布，外胶层4厚度为
1±0.2mm。
[0043]各层橡胶原材料配比重量份为:
[0044]内胶层1:
[0045]氟橡胶:100
[0046]氟聚合物:5-10
[0047]稳定剂:3_5
[0048]补强填充剂:25-35
[0049]硫化剂:2_4
[0050]偶联剂:2_4
[0051]粘合增进剂:2_4
[0052]过渡胶层2:
[0053]硅橡胶:100
[0054]氟聚合物:10-20
[0055]氧化铁红:1_3
[0056]硫化剂:2_4
[0057]助交联剂:3_5
[0058]偶联剂:4_6
[0059]粘合增进剂:4_6
[0060]外胶层4:
[0061]硅橡胶:100
[0062]氧化铁红:1_3
[0063]硫化剂:2_4
[0064]助交联剂:3_5
[0065]粘合增进剂:3_5
[0066]所述的覆胶加强层3材料为用芳纶或聚酯网眼布经硅橡胶(VMQ)覆胶压延制成的覆胶胶布。
[0067]在内胶层1的原料中:氟橡胶是纯氟胶(FKM)，氟聚合物是PTFE微粉，稳定剂是氧化镁，补强填充剂是炭黑N990，硫化剂是Trigonoxl01-1P-C8BS，偶联剂是KR-38S，粘合增进剂是 CILB0ND65M。
[0068]在过渡胶层2的原料中:硅橡胶是VMQ，氟聚合物是PTFE微粉，硫化剂是Trigonoxl01-1P-C8BS,助交联剂是TAIC，偶联剂是KR-38S，粘合增进剂是CILB0ND65W。
[0069]在外胶层4的原料中:硅橡胶是VMQ，硫化剂是Trigonoxl01-1P_C8BS，助交联剂是TAIC，粘合增进剂是CILB0ND65W。
[0070]上述实施例中，主要材料具体选用:氟橡胶为美国3M公司生产的E-20946或杜邦公司生产的B7527 ;硅橡胶为美国道康宁公司生产的RBB-2003-70 ;N990碳黑为加拿大肯卡伯公司生产；PTFE微粉为沈阳市天宇祥微粉材料厂生产；Trigonoxl01-1P-C8BS硫化剂为荷兰阿克苏公司生产；TAIC助交联剂为华星(宿迁)化学有限公司生产；CILB0ND65W粘合剂为英国西邦公司生产；KR-38S偶联剂为美国kenrich石油化学公司生产。
[0071]本发明汽车用中冷器内氟外硅合成胶管制造工艺:
[0072]1、按照所述的内胶层、过渡胶层和外胶层混炼胶的生产配方，分别称量，并在开炼机上或密炼机内分别进行混炼，分别加工成内胶层混炼胶、过渡胶层混炼胶和外胶层混炼胶。
[0073]2、将各混炼胶，在压延机上分别压制成不同厚度的胶片，并将芳纶或聚酯网眼布在压延机上与外胶层混炼胶压延贴胶制成覆胶胶布，再将胶片和覆胶胶布裁成规定尺寸。
[0074]3、在成型机台上装配固定好成型模具，将内胶层胶片包贴缠绕于模具上，将过渡层胶片包贴于内胶层胶片上，将覆胶胶布包贴于过渡层胶片上，将外胶层胶片包贴于覆胶胶布上，使内胶层、过渡胶层、覆胶加强层和外胶层形成一个整体，制成合成胶管的管胚。
[0075]4、将成型好的管坯放入蒸汽硫化罐中进行硫化，硫化蒸汽压力为0.5-0.6Mpa，硫化时间为40-60分钟。
[0076]5、将上述硫化好的胶管从模具上脱下来，按照图样要求进行切割、清洗处理。
[0077]6、将清洗干净的产品放入热空气烘箱中进行二次硫化，二次硫化温度为190-200°C，硫化时间为4-6小时，取出后即为成品。
【权利要求】
1.一种汽车用中冷器内氟外硅合成胶管，其特征在于:从内至外由内胶层、过渡胶层、覆胶加强层和外胶层构成。
2.根据权利要求1所述的合成胶管，其特征在于，各胶层的原材料组份配比重量份为:内胶层:氟橡胶:100氟聚合物:5-10稳定剂:3_5补强填充剂:25-35硫化剂:2-4偶联剂:2_4粘合增进剂:2_4过渡胶层:硅橡胶:100氟聚合物:10 -20氧化铁红:1_3硫化剂:2-4助交联剂:3_5偶联剂:4_6粘合增进剂:4_6外胶层:硅橡胶:100氧化铁红:1_3硫化剂:2-4助交联剂:3_5粘合增进剂:3_5。
3.根据权利要求1所述的合成胶管，其特征在于:在内胶层的原料中:氟橡胶是纯氟胶FKM，氟聚合物是PTFE微粉，稳定剂是氧化镁，补强填充剂是炭黑N990，硫化剂是Trigonoxl01-1P-C8BS，偶联剂是KR-38S，粘合增进剂是CILBOND65M ；在过渡胶层的原料中:硅橡胶是VMQ，氟聚合物是PTFE微粉，硫化剂是Trigonoxl01-1P-C8BS,助交联剂是TAIC，偶联剂是KR-38S，粘合增进剂是CILBOND65W ；在外胶层的原料中:硅橡胶是VMQ，硫化剂是TrigonoX101-1P-C8BS，助交联剂是TAIC，粘合增进剂是CILBOND65W ；覆胶加强层材料为用芳纶或聚酯网眼布经硅橡胶(VMQ)覆胶压延制成的覆胶胶布。
4.根据权利要求1所述的合成胶管，其特征在于，所述的内胶层厚度为0.25±0.05mm,过渡胶层厚度为1±0.2mm，覆胶加强层为2_4层厚度各为1±0.2mm的覆胶胶布，外胶层厚度为 1 ±0.2mm。
5.一种汽车用中冷器内氟外硅合成胶管的制备方法，其工艺步骤如下:a.按照上述内胶层、过渡胶层和外胶层混炼胶的生产配方组份重量，分别称量，并在开炼机上或密炼机内分别进行混炼，加工成内胶层混炼胶、过渡胶层混炼胶和外胶层混炼胶；b.将各混炼胶，在压延机上分别压制成不同厚度的胶片，并将芳纶或聚酯网眼布在压延机上压延贴胶制成覆胶胶布，再将胶片和覆胶胶布裁成规定尺寸；c.在成型机台上装配固定好成型模具，将内胶层胶片包贴于模具上，将过渡层胶片包贴于内胶层胶片上，将2-4层覆胶胶布包贴于过渡层胶片上，将外胶层胶片包贴于覆胶胶布上，使所述的内胶层胶片、过渡层胶片、覆胶胶布和外胶层胶片构成的内胶层、过渡胶层、覆胶加强层和外胶层形成一个整体，制成合成胶管的管胚；d.将成型好的管坯放入蒸汽硫化罐中进行硫化，硫化蒸汽压力为0.5-0.6Mpa，硫化时间为40-60分钟；e.将上述硫化好的胶管从模具上脱下来，按照图样要求进行切割、清洗处理；f.将清洗干净的产品放入热空气烘箱中进行二次硫化，二次硫化温度为190-200°C，硫化时间为4-6小时， 取出后即为成品。
【文档编号】C08K3/22GK103644398SQ201310700369
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】矫水田, 陈晓玉, 李警, 于晓国, 高忠军 申请人:北京天元奥特橡塑有限公司