專利名稱：：用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外硅膠管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有汽車的中冷器的進(jìn)氣和增壓器的出氣管一般采用硅橡膠制成，但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，要求既具有耐高低溫、耐候性，又具有優(yōu)異耐油性和符合環(huán)保要求的材料顯得日益突出，這主要因汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用介質(zhì)和環(huán)境中含油和含醇的燃燒氣體進(jìn)入整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)油氣分離器隨著環(huán)保要求與排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，由老式的開(kāi)式結(jié)構(gòu)發(fā)展為閉式結(jié)構(gòu)，有20°/。~50%含油氣體將進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，以避免大部份油氣的直接排放。這樣使得中冷器的進(jìn)氣和增壓器的出氣硅膠管在使用過(guò)程中的溫度高達(dá)16(TC23(TC，高溫油氣易對(duì)傳統(tǒng)的純硅膠管產(chǎn)生早期破壞。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水系統(tǒng)一般由散熱器、水泵、水箱、膨脹水箱及其連接管路等部件組成。輸水管路必須采用橡膠管與鋼管連接，借助橡膠良好的柔韌性，可以方便管路布局和裝配，并提高輸水管路系統(tǒng)緩沖振動(dòng)的能力。水通過(guò)水泵加壓輸送至經(jīng)風(fēng)扇強(qiáng)冷的散熱器后回流發(fā)動(dòng)機(jī)，再對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，部份冷卻水回流到膨脹水箱或從膨脹水箱中補(bǔ)充水量。對(duì)于加防凍液的冷卻水溫度一般為90°C~105°C，否則會(huì)出現(xiàn)俗稱的"開(kāi)鍋"現(xiàn)象，其影響發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻，嚴(yán)重者會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成損壞。汽車?yán)鋮s系統(tǒng)連接膠管使用環(huán)境要求較苛刻，特別是小型和中型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)室受布置空間有限而使其散熱效果較差，因而連接冷卻水系統(tǒng)的橡膠管既要長(zhǎng)期在IO(TC左右溫度下使用，同時(shí)還要具有良好的耐氣候性、低溫性、減震性等。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷系統(tǒng)輸水管路上的橡膠管早期采用過(guò)NR/CR或CR改性材料，但膠管外層易龜裂失效或者膠管低溫性能不佳，隨著EPDM的工業(yè)化，至上世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)外各汽車廠在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)、進(jìn)出氣系統(tǒng)、減震系統(tǒng)等系統(tǒng)上大量采用了耐高低溫性、耐候性等綜合性能較優(yōu)異的EPDM橡膠。汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中使用的EPDM膠管隨著膠管的不斷老化變硬，鎖緊膠管與鋼管的卡箍處會(huì)出現(xiàn)龜裂失效和鎖緊力降低而導(dǎo)致膠管滲漏，冷卻液會(huì)不斷減少，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致水箱接口拉裂，甚至"燒"發(fā)動(dòng)機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提高一種結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)改進(jìn)的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，該內(nèi)氟外膠管具有突出的耐臭氧、耐腐蝕、難燃和優(yōu)異的耐油性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，包括膠管本體，其中在膠管本體的內(nèi)表面上硫化粘合有內(nèi)膠層，該內(nèi)膠層由氟聚合物與硅橡膠共混改性后的材料制成。進(jìn)一步，用于中冷器進(jìn)出氣膠管的所述膠管本體由硅橡膠材料制成。進(jìn)一步，用于中冷器進(jìn)出氣膠管的所述內(nèi)膠層的厚度不少于0.2mm。進(jìn)一步，所述內(nèi)膠層的厚度在0.6mm1.0mm之間。進(jìn)一步，用于多通道冷卻水膠管的所述膠管本體由2~4層纖維層和硅橡膠層膠合而成。進(jìn)一步，所述纖維層由尼龍網(wǎng)眼布、芳綸布、維綸布、聚酯布、玻纖布制成。進(jìn)一步，用于多通道冷卻水膠管的所述內(nèi)膠層的厚度不少于0.5mm。本實(shí)用新型通過(guò)在硅膠管的內(nèi)表面上設(shè)置氟聚合物材料，使得其具有突出的耐臭氧、耐腐蝕、難燃和優(yōu)異的耐油性，能在含醇、含鹽、含胺和含烷基酚等的復(fù)合介質(zhì)中工作，由于氟聚合物的高溫耐油滲透率僅為硅膠的1/100,故能有效地提高膠管的密閉性，能有效減緩膠管老化，提高其使用壽命。附圍i兌明圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型工藝流程圖。具體實(shí)施方式如附圖所示，本實(shí)用新型一種用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻氷的內(nèi)氟外膠管，包括膠管本體l，其中在膠管本體l的內(nèi)表面上錄"匕粘合有內(nèi)膠層2,內(nèi)膠層2由氟聚合物與硅橡膠共混改性后的材料制成。內(nèi)氟外膠管用作中冷器進(jìn)出氣內(nèi)氟外硅膠管時(shí)(一)基本性能表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>如表2所示，氟硅共混膠在200°Cxi68h條件下的耐熱老化性與硅橡膠相當(dāng)。(三)耐T油老化(IO(TCx70h)表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如表3所示，硅橡膠耐1#油硬度變化等四項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)劣于氟硅共混膠。(四)耐3#油老化(IO(TCx70h)表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如表4所示，硅橡膠耐3#油硬度變化等四項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)劣于氟硅共混膠。(五)壓縮永久變形表5:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>如表5所示，含氟的硅橡膠的壓縮永久變形低于硅膠27.3%,壓縮性能比硅橡更優(yōu)異。(六)制品性能表6:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如表6所示，無(wú)論是硅膠管還內(nèi)膠含氟的硅膠管其耐熱性、耐寒性、耐臭性均達(dá)到了技術(shù)要求。二、硅膠管與內(nèi)膠含氟的硅膠管成本對(duì)比(一)影響成本的因素1、材料價(jià)格不同性能較好的硅膠市場(chǎng)價(jià)格一般為50-90元/kg左右，性能優(yōu)異的進(jìn)口硅膠可達(dá)到110-120元/kg以上，考慮到后期加工，硅膠混煉膠的價(jià)格應(yīng)為80元/kg左右。氟聚合物市場(chǎng)價(jià)格在50~90元/kg不等，同硅膠價(jià)格幾乎相近或一致。2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整因硅膠管內(nèi)層膠使用了耐熱性高、耐油性優(yōu)異且極低滲透性的氟聚合物，故膠管整體性能提升，在保持相同性能的前提下，氟硅層一般為黑色或灰黑色，厚度不少于O.2mm，多數(shù)控制于0.5mm以上；外膠層一般為紅色，出可將中冷器進(jìn)氣膠管做成紅色、中冷器出氣膠管做成藍(lán)色，特別是中冷器進(jìn)出氣膠管外形一致或相似時(shí)，以示裝配時(shí)區(qū)別。新型結(jié)構(gòu)的硅膠管整體厚度可減薄l-2mm左右，不僅降低了產(chǎn)品重量有利整車輕量化，而且管體柔軟便于減震與裝配，同時(shí)又降低了成本。(二)成本計(jì)算1.在以氟聚合物與硅膠共混膠料用作中冷器進(jìn)氣硅膠管內(nèi)層時(shí)，其厚度一般控制于0.6mnfl.Omm，膠管管體可較純硅膠厚度減薄0.5-2mm左右，膠管最薄可減薄至3mm。若按硅膠管原厚度6mm減薄lmm計(jì)，可降低材料成本17°/左右；若按減薄1.5mm計(jì)，可降低材料成本30%左右；若按2mm計(jì)，可降低材料成本33%以上。綜合上述分析與計(jì)算，采用氟聚合物作硅膠管內(nèi)層膠與硅膠管在同等條件下成本有較大幅度的降低，每根膠管可降低成本5-20%。因此，采用氟聚合物與硅膠共混作為硅膠管內(nèi)膠層不僅可保持原硅膠管優(yōu)異的耐高低溫性能、耐候性，而且提高了膠管耐油性、阻燃性，同時(shí)因其具有僅為硅膠的1/100的滲透性，故能有效密閉高溫氣體，減少有害氣體的排放，使膠管性能全面提升，提高了產(chǎn)品使用壽命，較大程度降低產(chǎn)品成本，是商用車中冷器進(jìn)出氣膠管技術(shù)改進(jìn)與發(fā)展的方向，同時(shí)此結(jié)構(gòu)內(nèi)氟外硅膠管也正在商用車散熱器水管及轎車多通道冷卻水系統(tǒng)膠管上逐步采用，具有廣闊的發(fā)展前景。內(nèi)氟外膠管用作多通道冷卻水系統(tǒng)內(nèi)氟外硅膠管時(shí)一、材料選擇在應(yīng)用廣泛的通用橡膠品種中，常見(jiàn)的有天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠和氯化丁基橡膠，它們典型的最高使用溫度如表l所示。表l:常用橡膠的鍵能和使用溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1可以看出三元乙丙橡膠、氯化丁基橡膠均比較適合用于120°C耐熱老化技術(shù)要求的制品，但氯化丁基橡膠工藝性能和物性較三元乙丙橡膠差，特別是撕裂性較差、與布層粘合力較差，帶來(lái)管體減震與吸震性降低，容易形成膠管層間分離，造成膠管早期破壞，且價(jià)格昂貴，但二者的低溫性能與彈性較差，耐混合介質(zhì)性能出較差。無(wú)疑氟硅橡膠是綜合性能最優(yōu)異的。根據(jù)轎車?yán)鋮s水系統(tǒng)技術(shù)要求、管徑的大小和內(nèi)氟外硅共混膠的特點(diǎn)，在不考慮塑料插頭的情況下，可按以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)氟外硅膠管的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。膠管由一層內(nèi)膠層、2~4層纖維層和一層外膠層所構(gòu)成，纖維層采用尼龍網(wǎng)眼布、芳綸布、維綸布、聚酯布、玻纖布等制成，也可根據(jù)需要增加膠管的防護(hù)層。為保證膠管的密閉性與耐介質(zhì)性，氟硅膠層厚度一般控制于>0.5mm。為防止因管體在震動(dòng)力、脈沖力、扭轉(zhuǎn)力與擠壓力的作用下，內(nèi)膠層的破壞而造成膠管漏氣，膠布層必須到達(dá)膠體端部，即膠管應(yīng)進(jìn)行切頭處理。膠管內(nèi)膠層為黑色或灰黑色，也可制成其它顏色如黃色等；外膠層一般為深藍(lán)色，也可為紅色、天藍(lán)色等。二、配方i殳計(jì)內(nèi)氟外硅橡膠(首先對(duì)需改性的氟聚合物與硅膠進(jìn)行共混改性)通?？梢圆捎梅宇惲蚧w系進(jìn)行硫化成型，但為了改善單獨(dú)酚類硫化體系時(shí)對(duì)內(nèi)氟外硅硫化橡膠存在交聯(lián)密度低、粘附力低、熱撕裂強(qiáng)度低、硫化返原和噴霜等問(wèn)題。添加適當(dāng)?shù)臍庀喟滋亢?、耐熱添加劑還能夠進(jìn)一步提高內(nèi)氟外硅橡膠管的耐老化性能，延長(zhǎng)使用壽命，其中無(wú)機(jī)氧化物Fe203既是耐熱添加劑又是增粘劑(如表2內(nèi)氟外硅參考配方)。表2:內(nèi)氟外硅膠管參考配方<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>三、力口工工藝工藝流程如圖2所示。四、性能研究材料及制品的全面性能測(cè)試結(jié)果分別如表3和表4所示。表3:內(nèi)氟外硅與三元乙丙橡膠材料全面性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4:內(nèi)氟外硅膠管與三元乙丙膠管全面性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表3和表4內(nèi)氟外硅橡膠與三元乙丙橡膠材料及膠管制品的全面性能測(cè)試結(jié)果可以看出，內(nèi)氟外硅具有EPDM無(wú)法比擬的十分優(yōu)異的耐高溫性、耐低溫性、高彈性、抗爆性和耐老化性。采用內(nèi)氟外硅替代三元乙丙橡膠用于轎車?yán)鋮s水系統(tǒng)管路，不僅大大提高了膠管的綜合性能，增加了膠管的使用壽命，而且因使用尼龍網(wǎng)眼布替代了價(jià)格為尼龍網(wǎng)眼布IO倍以上的針織芳綸線，可綜合降低5%~10%的成本。如果按每車降20元、IOO萬(wàn)臺(tái)中高檔轎車計(jì)，全年可降低成本200G萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益十分可7見(jiàn)。通過(guò)對(duì)轎車?yán)鋮s水系統(tǒng)用內(nèi)氟外硅橡膠管的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)試制、全面性能測(cè)試、，裝車路試認(rèn)定和使用情況評(píng)價(jià)，結(jié)果表明轎車?yán)鋮s水系統(tǒng)采用內(nèi)氟外硅代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三元乙丙橡膠，完全滿足產(chǎn)品的技術(shù)性能和使用要求。不僅能夠大幅度提高轎車?yán)鋮s系統(tǒng)的可靠性與使用壽命，同時(shí)可降低汽車制造成本，節(jié)省了資源，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也是轎車?yán)鋮s水系統(tǒng)管路上的方向性產(chǎn)品。權(quán)利要求1、用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，包括膠管本體，其特征在于，在膠管本體的內(nèi)表面上硫化粘合有內(nèi)膠層。2、如權(quán)利要求1所述的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，其特征在于，用于中冷器進(jìn)出氣膠管的所述膠管本體由硅橡膠材料制成。3、如權(quán)利要求1所述的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，其特征在于，用于中冷器進(jìn)出氣膠管的所述內(nèi)膠層的厚度不少于0.2mm。4、如權(quán)利要求3所述的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，其特征在于，所述內(nèi)膠層的厚度在0.6mm1.0mm之間。5、如權(quán)利要求1所述的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，其特征在于，用于多通道冷卻水膠管的所述膠管本體由2~4層纖維層和硅橡膠層膠合而成。6、如權(quán)利要求5所述的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，其特征在于，所述纖維層由尼龍網(wǎng)眼布、芳綸布、維綸布、聚酯布、玻纖布制成。7、如權(quán)利要求1所述的用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，其特征在于，用于多通道冷卻水膠管的所述內(nèi)膠層的厚度不少于0.5mm。專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于汽車中冷器進(jìn)出氣或多通道冷卻水的內(nèi)氟外膠管，包括膠管本體，其中在膠管本體的內(nèi)表面上硫化粘合有內(nèi)膠層，該內(nèi)膠層由氟聚合物與硅橡膠共混改性后的材料制成。本實(shí)用新型通過(guò)在硅膠管的內(nèi)表面上設(shè)置氟聚合物材料，使得其具有突出的耐臭氧、耐腐蝕、難燃和優(yōu)異的耐油性，能在含醇、含鹽、含胺和含烷基酚等的復(fù)合介質(zhì)中工作，由于氟聚合物的高溫耐油滲透率僅為硅膠的1/100，故能有效地提高膠管的密閉性，能有效減緩膠管老化，提高其使用壽命。文檔編號(hào)F16L11/11GK201306540SQ20092014840公開(kāi)日2009年9月9日申請(qǐng)日期2009年4月7日優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日發(fā)明者英丁,廖莉蘭,警李,李思全,王愛(ài)華,矯濱田申請(qǐng)人:北京天元奧特橡塑有限公司