汽車油冷卻器軟管膠料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硬度，邵氏A：65±5度、拉伸強度：≥8MPa、拉斷伸長率：≥250%、脆性溫度-30℃：無裂紋、壓縮永久變形（150℃×70小時）：≤60%的汽車油冷卻器軟管膠料及制備方法，耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑1-3份、內(nèi)脫模劑1-2份、膠體石墨3-10份、環(huán)氧樹脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑劑5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸鉀0.2-0.4份、硬脂酸鉀3-4份。優(yōu)點：所研制的橡膠材料具有耐熱（-30～150℃下長期使用）、耐油(機油、齒輪箱油、噴氣發(fā)動機(ATF)油)、耐天候和臭氧老化性能優(yōu)異，可用于汽車油冷卻膠管中，并且膠料具有良好的復(fù)合擠出性能、自粘性和互粘性等工藝性能，滿足膠管生產(chǎn)的工藝性能要求。
【專利說明】汽車油冷卻器軟管膠料及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硬度，邵氏A:65±5度、拉伸強度:彡8MPa、拉斷伸長率:彡250%、脆性溫度_30°C:無裂紋、壓縮永久變形(150°C X70小時):<60%的汽車油冷卻器軟管膠料及制備方法，屬汽車油冷卻器軟管膠料制造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車膠管作為汽車上的重要零部件分布在發(fā)動機、底盤和車身等部位，起著輸送油、氣、水以及傳遞動力的作用，攸關(guān)汽車的安全和性能。汽車膠管在形狀上有直型管和異型管，壓力上有高壓、低壓、真空，介質(zhì)性能上有油水氣、耐熱散熱、制冷冷卻，用途上有制動、驅(qū)動、增壓傳遞等類型。制動膠管系汽車剎車系統(tǒng)最為關(guān)健的安全部件，要求萬無一失，必須嚴(yán)格保證不能發(fā)生任何泄漏失靈。因此，其爆破壓力的安全系數(shù)比一般膠管要大50%?I 00%，達到5-8倍。散熱膠管為連接汽車發(fā)動機與散熱器之間的可撓性柔軟膠管，屬于汽車柔性管路中關(guān)鍵的部件。輸送的流體為冷卻水，壓力不大，一般以人造絲、聚酯纖維為補強層，內(nèi)外徑經(jīng)常主要以SBR、CR為主。冷卻膠管用于汽車的發(fā)動機、壓力蓄能器、輔助熱交換器(AT F)及自動變速器(CVTF)上，內(nèi)通發(fā)動機油、ATF、CVTF冷卻液。由于它多處于緊湊的發(fā)動機室內(nèi)，為保證冷卻液能順暢流過歧管和閥體，冷卻管常制成像樹枝樣的分道結(jié)構(gòu)形式。所以，材料要求就比較特殊，要求其具備耐熱、耐油、耐候、耐冷卻液。但是近年來由于汽車制造業(yè)發(fā)展和對環(huán)境保護的高標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其汽車向節(jié)能和低污染方向發(fā)展，對汽車使用的橡膠軟管提出了更高的技術(shù)要求，油冷卻膠管必須經(jīng)受發(fā)動機周圍的高溫考驗，適應(yīng)野外極高溫和極低溫的條件使用，同時，近年來發(fā)動機艙溫度提升了 15?500C，整車性能的不斷提高，受發(fā)動機高溫輻射和油液長期浸泡腐蝕的影響，油冷卻膠管腐蝕老化已成為最嚴(yán)重的問題，常常從內(nèi)向外發(fā)展，導(dǎo)致滲漏，出現(xiàn)故障。從膠管內(nèi)膠層結(jié)構(gòu)來看，耐油、耐熱和致冷劑低滲透率膠管越來越多地使用一層樹脂和一層橡膠或一層樹脂和兩層橡膠以及兩層不同的橡膠材質(zhì)復(fù)合，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)形式已在燃油膠管、空調(diào)膠管、渦輪增壓器膠管中得到驗證。所以，還對汽車油冷卻膠管橡膠材料的粘合、復(fù)合擠出工藝性能有較高的要求。
[0003]由于冷卻膠管用于汽車的發(fā)動機、壓力蓄能器、輔助熱交換器(AT F)及自動變速器(CVTF)上，內(nèi)通發(fā)動機油、ATF、CVTF冷卻液，因此汽車油冷卻器軟管主體材料一般采用耐油橡膠丁腈橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)、氯化聚乙烯(CPE)，起著密封介質(zhì)、保護增強層的作用，滿足膠管的耐油性要求，且在工作壓力下能持久使用。近年，隨著汽車向高速方向發(fā)展，發(fā)動機艙溫度的不斷提高，同時汽車向著節(jié)能和低污染的方向發(fā)展，以及要求能適應(yīng)野外極端低溫環(huán)境的條件，對橡膠來說，除原來的耐油性能要求以外，又提出了耐高溫，防滲透、防腐蝕的新問題?，F(xiàn)今，燃料膠管的工作環(huán)境已提高到了 150?200°C的高溫。目前普通的耐油橡膠材料已經(jīng)無法滿足以上要求。其次，(I)丁腈橡膠由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠，是耐烷烴油、耐老化性能較好的合成橡膠，它可以在120°C的空氣中或在150°C的油中長期使用。此外，它還具有良好的耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車燃料和潤滑系統(tǒng)以及發(fā)動機所用的密封材料如橡膠的耐熱、耐油、耐各種化學(xué)品腐蝕等性能提出了苛刻的要求。長期以來，汽車工業(yè)一直使用耐油性較好的丁腈橡膠，但是由于其自身的缺陷，只能在120°C以下長期使用；而且，因耐臭氧、耐候和耐輻射性能較差，滿足不了汽車等機動車輛對發(fā)動機的密封要求。(2)氫化丁腈橡膠(HNBR)是丁腈橡膠的加氫產(chǎn)物。它既具有良好的耐油、耐臭氧、耐磨和耐化學(xué)品腐蝕性，又具有良好的壓縮永久變形、耐熱和耐低溫性能，可用于制造苛刻條件下使用的密封制品，但價格昂蟲貝ο


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]設(shè)計目的:避免【背景技術(shù)】中的不足之處，設(shè)計一種具有耐(-30?150°C下長期使用)、耐油(機油、齒輪箱油、噴氣發(fā)動機(ATF)油)、耐天候和耐臭氧老化性能的汽車油冷卻器軟管膠料及制備方法。
[0005]設(shè)計方案:為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。本申請在汽車油冷卻器軟管膠料的構(gòu)成上，丙烯酸醋橡膠是以丙烯酸烷基酯為主要單體的聚合物。其特征是耐熱、耐油(滑精油)、耐候性優(yōu)異，特別是耐熱性僅次于氟橡膠和硅橡膠，使用溫度可達150?175。C，此外成本也不太高，因此近年來消耗量日益增加。丙烯酸酯橡膠的基本性能與其主鏈結(jié)構(gòu)和作為交聯(lián)點的單體有密切關(guān)系，雖然丙烯酸酯橡膠耐潤滑油類的性能良好，對汽油等不適宜，但該橡膠對機油、齒輪箱油、噴氣發(fā)動機(ATF)油具有良好的耐久性，通過在配方和加工的改進和研究，其作為汽車油冷卻膠管主體材料應(yīng)該具有一定的優(yōu)勢。
[0006]1、選用耐熱性的丙烯酸酯橡膠(ACM)橡膠和耐低溫型的丙烯酸酯橡膠(ACM)橡膠并用，通過配方和混煉工藝技術(shù)的改進，滿足了膠管的耐高溫和耐低溫要求。
[0007]2、采用醚酯型增塑劑，在不損害膠料的耐高溫性的同時改善改善膠料的耐低溫性和混煉工藝性。
[0008]3、添加3-10份膠體石墨粉以提高橡膠的耐熱、耐腐蝕、導(dǎo)熱、耐熱沖擊、阻燃和抗?jié)B透等性能；同時添加2-6份的環(huán)氧樹脂，以增加膠料的自粘性和互粘。
[0009]4、采用N330炭黑和白炭黑并用的補強填充體系有效提高膠料的硬度和機械強度，獲得較低的壓縮永久變形性能。
[0010]5、采用硫磺和硬脂酸皂鹽的硫化體系，滿足油封膠料的耐熱要求，膠管的成型工藝穩(wěn)定性。
[0011]技術(shù)方案1:一種汽車油冷卻器軟管膠料，重量配比:耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑1-3份、內(nèi)脫模劑1-2份、膠體石墨3-10份、環(huán)氧樹脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑劑5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸鉀0.2-0.4份、硬脂酸鉀3-4份。
[0012]技術(shù)方案2:—種汽車油冷卻器軟管膠料制備方法，膠料混煉:一段混煉:采用90立升全自動密煉生產(chǎn)線進行，依次將生膠、防老劑加入密煉機，然后將軟化劑與炭黑加入，混煉5-10分鐘，在120?130°C下排膠，主要操作要點如下:按順序依次稱好生膠、小料，通過輸送帶將其投入密煉機；投炭黑完畢，上頂栓下降，將轉(zhuǎn)速調(diào)至35，混煉約120秒后升栓，注如軟化劑(油)，上頂栓下降，混煉150秒；打開下頂栓，上頂栓升栓，排膠，30秒后關(guān)閉下定栓；二段混煉:將密煉機排料放入開煉機拉片冷卻，待膠料冷卻至60°C以下時，將硫化齊IJ、促進劑加入，翻搗均勻，放厚輥距5?7_下片，投入硬脂酸鋅水溶液冷卻，懸掛風(fēng)干進入下一工序；停放和過濾:上述混煉膠冷卻后在室溫下停放8小時以上，重新返煉出條，用濾膠機進行過濾，濾網(wǎng)為100目，濾膠溫度為80°C以下；切割下片:過濾好的膠料在開煉機上出成5?7mm膠片，并切割成300 X 400mm的膠片,冷卻后疊放入塑料袋、包裹后裝箱。
[0013]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，所研制的橡膠材料具有耐熱(-30?150°C下長期使用)、耐油(機油、齒輪箱油、噴氣發(fā)動機(ATF)油)、耐天候和臭氧老化性能優(yōu)異，可用于汽車油冷卻膠管中，并且膠料具有良好的復(fù)合擠出性能、自粘性和互粘性等工藝性能，滿足膠管生產(chǎn)的工藝性能要求，其具體指示:
硬度，邵氏A:65±5度，；拉伸強度:彡8MPa;拉斷伸長率:彡250% ;脆性溫度_30°C:無裂紋，壓縮永久變形(150°C X70小時):< 60%，耐熱空氣老化(150°C X 168小時)后性能變化:硬度變化:-10 - +10，拉伸強度變化率，(-30%，拉斷伸長率變化率，(-60% ;耐IRM901#油150°C X 168小時硬度變化，邵氏A-1O - +10，拉伸強度變化率，彡-30%，拉斷伸長率變化率，(-60% ;耐臭氧老化:50pphm，72小時，無裂紋；撕裂強度:彡10KN/m。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的流程框圖。

【具體實施方式】
[0015]實施例1:一種汽車油冷卻器軟管膠料，重量配比:耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑1-3份、內(nèi)脫模劑1-2份、膠體石墨3-10份、環(huán)氧樹脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑劑5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸鉀0.2-0.4份、硬脂酸鉀3-4份。所述防老劑是指防老劑445。所述內(nèi)脫模劑是指內(nèi)脫模劑VAM。
[0016]實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上，耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑I份、內(nèi)脫模劑I份、膠體石墨3份、環(huán)氧樹脂2份、炭黑60份、白炭黑5份、聚酯增塑劑5份、硫磺0.1份、硬脂酸鉀0.2-0.4份、硬脂酸鉀3份。
[0017]實施例3:在實施例1的基礎(chǔ)上，耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑3份、內(nèi)脫模劑2份、膠體石墨10份、環(huán)氧樹脂6份、炭黑80份、白炭黑15份、聚酯增塑劑10份、硫磺0.5份、硬脂酸鉀0.4份、硬脂酸鉀4份。
[0018]實施例4:在實施例1的基礎(chǔ)上，耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑2份、內(nèi)脫模劑1.5份、膠體石墨6.5份、環(huán)氧樹脂4份、炭黑70份、白炭黑10份、聚酯增塑劑7.5份、硫磺0.3份、硬脂酸鉀0.3份、硬脂酸鉀3.5份。
[0019]實施例5:在實施例1的基礎(chǔ)上，耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑1-3份、內(nèi)脫模劑1.8份、膠體石墨7份、環(huán)氧樹脂5份、炭黑75份、白炭黑11份、聚酯增塑劑8份、硫磺0.4份、硬脂酸鉀0.35份、硬脂酸鉀3.8份。
[0020]實施例6:參照附圖1。在實施例1的基礎(chǔ)上，(I)原材料檢驗:生I父和配合劑等原材料檢驗按照公司規(guī)定的檢驗規(guī)程執(zhí)行。同時在批量生產(chǎn)之前應(yīng)對將要使用的原材料進行小配方試驗加以驗證。
[0021](2)切膠:切膠是將大膠塊切成可加工的小膠塊，要求如下:
切膠后生膠質(zhì)量不得超過15kg/塊； 切膠應(yīng)保持生膠清潔，無雜質(zhì)、異物混入；
切膠時要保持臺面清潔，切完的膠塊應(yīng)放在架子上，不得落地或沾染雜物。操作時應(yīng)當(dāng)將被切膠塊置于刀臺中心，切膠時應(yīng)剝?nèi)?nèi)外包裝皮，質(zhì)量超過5kg/塊生膠不得進入下一項工序。
[0022](3)配合劑預(yù)加工:
配合劑主要為粉狀配合劑，主要采取過篩的方法。經(jīng)隨機抽樣檢驗認(rèn)定，如廠家供應(yīng)的配合劑達到要求，只要包裝不破損可不全部過篩，抽樣比例為(5?10)%。
[0023](4)配料:配合的生膠和配合劑的品種、質(zhì)量必須與配方相符，稱量準(zhǔn)確，配好的藥品必須按技術(shù)要求，分別置于大料、小料盛料容器中，并且不得混入外來雜質(zhì)。稱量后進行復(fù)核確認(rèn)，填寫原始記錄。
[0024]配料前檢查衡器是否靈敏、準(zhǔn)確，每班校對一次(尤其是衡器移動時必須校對)；稱料前應(yīng)檢查稱量材料外觀(有無變質(zhì)和外來雜質(zhì)等)、藥品合格證。配料室應(yīng)保持清潔干燥，配合劑要加蓋密封，擺放應(yīng)便于操作。嚴(yán)格按照配方要求配料，不得隨意改動替換。
[0025](5)膠料混煉:膠料混煉采用兩段混煉，先用密煉機將硫化體系之外的其他組分混煉成母煉I父，冷卻后在開煉機上將硫化體系加入，I父料經(jīng)過濾后出片、冷卻后裝箱。
[0026]一段混煉:采用90立升全自動密煉生產(chǎn)線進行，依次將生膠、防老劑加入密煉機，然后將軟化劑與炭黑加入，混煉5-10分鐘，在120?130°C下排膠。主要操作要點如下:按順序依次稱好生膠、小料，通過輸送帶將其投入密煉機；投炭黑完畢，上頂栓下降，將轉(zhuǎn)速調(diào)至35，混煉約120秒后升栓，注如軟化劑(油)，上頂栓下降，混煉150秒；打開下頂栓，上頂栓升栓，排膠，30秒后關(guān)閉下定栓。
[0027]二段混煉:將密煉機排料放入開煉機拉片冷卻，待膠料冷卻至60°C以下時，將硫化劑、促進劑加入，翻搗均勻，放厚輥距5~7_下片，投入硬脂酸鋅水溶液冷卻，懸掛風(fēng)干進入下一工序。
[0028]停放和過濾:上述混煉膠冷卻后在室溫下停放8小時以上，重新返煉出條，用濾膠機進行過濾，濾網(wǎng)為100目，濾膠溫度為80°C以下。
[0029]切割下片:過濾好的膠料在開煉機上出成5~7mm膠片，并切割成300X400mm的膠片，冷卻后疊放入塑料袋、包裹后裝箱。
[0030]外觀檢驗:無焦燒現(xiàn)象，無雜質(zhì)，混煉均勻，無藥粒結(jié)團現(xiàn)象。
[0031]性能檢驗:混煉完成后應(yīng)測試I父料的硫化曲線，對其進打硫化性能檢驗。
[0032]( 6 )包裝、入庫和儲存:膠料經(jīng)過上述工序處理完畢，檢驗合格，按標(biāo)準(zhǔn)要求包裝后貼上合格證方可入庫儲存。每個包裝內(nèi)應(yīng)附有產(chǎn)品合格證。包裝上應(yīng)表明產(chǎn)品名稱、規(guī)格、數(shù)量、商標(biāo)、制造廠名、廠址、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號、怕熱、怕雨淋。膠料成品應(yīng)存放在干燥的庫房，遠離熱源，避免陽光直射和油污和粉塵污染，夏季不多于10天，冬季不超過20天。
[0033]需要理解到的是:上述實施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車油冷卻器軟管膠料，其特征是重量配比:耐熱型丙烯酸酯橡膠70份、耐寒型丙烯酸酯橡膠30份、防老劑1-3份、內(nèi)脫模劑1-2份、膠體石墨3-10份、環(huán)氧樹脂2-6份、炭黑60-80份、白炭黑5-15份、聚酯增塑劑5-10份、硫磺0.1-0.5份、硬脂酸鉀0.2-0.4份、硬脂酸鉀3-4份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車油冷卻器軟管膠料，其特征是:所述防老劑是指防老劑445。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車油冷卻器軟管膠料，其特征是:所述內(nèi)脫模劑是指內(nèi)脫模劑VAM。
4.一種汽車油冷卻器軟管膠料制備方法，其特征是: 膠料混煉:一段混煉:采用90立升全自動密煉生產(chǎn)線進行，依次將生膠、防老劑加入密煉機，然后將軟化劑與炭黑加入，混煉5-10分鐘，在120?130°C下排膠，主要操作要點如下:按順序依次稱好生膠、小料，通過輸送帶將其投入密煉機；投炭黑完畢，上頂栓下降，將轉(zhuǎn)速調(diào)至35，混煉約120秒后升栓，注如軟化劑(油)，上頂栓下降，混煉150秒；打開下頂栓，上頂栓升栓，排膠，30秒后關(guān)閉下定栓； 二段混煉:將密煉機排料放入開煉機拉片冷卻，待膠料冷卻至60°C以下時，將硫化劑、促進劑加入，翻搗均勻，放厚輥距5?7_下片，投入硬脂酸鋅水溶液冷卻，懸掛風(fēng)干進入下一工序； 停放和過濾:上述混煉膠冷卻后在室溫下停放8小時以上，重新返煉出條，用濾膠機進行過濾，濾網(wǎng)為100目，濾膠溫度為80°C以下； 切割下片:過濾好的膠料在開煉機上出成5?7mm膠片，并切割成300 X 400mm的膠片，冷卻后疊放入塑料袋、包裹后裝箱。
【文檔編號】C08K3/06GK104448642SQ201410662232
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】張慶虎 申請人:杭州順豪橡膠工程有限公司