制造胶管的方法技术

胶管经常用纤维来增强以提高其性能，例如爆破强度。象用于汽车上的水箱胶管通常用连续的纱线来增强。可是，制造这种含有纤维增强的胶管是一种强体力劳动的工作。在制造这种纤维增强胶管的过程中一般还会造成大量的材料浪费。通过利用本发明专利技术的技术方法，在不含有连续的纱线增强的情况下可制造出具有高爆破强度标准的胶管。具体地说，本发明专利技术披露了一种制造胶管的方法，它包括（１）将橡胶组合物挤压成管子形状，其中橡胶组合物的组成为：（ａ）聚丙烯／聚乙烯合金，它由（ｉ）低熔融指数的聚乙烯和（ｉｉ）聚丙烯组成，其中聚丙烯在聚丙烯／聚乙烯合金中均匀分散在整个聚乙烯中，（ｂ）ＥＰＤＭ橡胶，（ｃ）碳黑，（ｄ）至少一种固化剂，（ｅ）氧化锌，（ｆ）操作油，（ｇ）硬脂酸；（２）将管子成型成胶管所需要的几何形状；（３）在１３０℃－２１０℃的温度范围内固化橡胶组合物从而生产出胶管。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
胶管经常用连续的纱线增强以提高其物理性能，例如爆破强度。象用于汽车和卡车上的水箱胶管通常用连续的纱线增强元件来增强。一般常常用连续的增强纱线以提高胶管的爆破强度。虽然生产这种纤维增强的胶管是一种强体力劳动工作，并且还会导致材料大量的浪费，但仍需要这项技术以满足汽车工业的要求。生产纤维增强的胶管是一项强体力劳动工作。在该胶管生产出来后，一般要将它们修整到所需要的精确尺寸。从胶管修整下来的含有纤维增强的材料通常就被废弃，因为一般不可能在回收这种含有纤维的材料。胶管是通过将橡胶组合物挤压成管子形状，接下来将该管子成型成所要求的形状并固化而制造出来的。这种技术方法的好处在于降低了劳动成本，减少了加工中的存料和浪费。但是，利用这种挤压方法制成的胶管一般都没有汽车工业的水箱胶管所要求的物理强度。更准确地说，这种胶管具有较低的爆破强度。通过使用披露于US5,268,134中的方法，在没有纤维增强的情况下，制成的胶管所显示出的爆破强度为每平方英寸约115磅。该方法具体包括(1)将橡胶组合物挤压成管子形状，其中橡胶组合物的组成为(a)EPDM合金，它由(i)官能化的EPDM橡胶，(ii)有热塑性侧链接枝在其上的EPDM橡胶和(iii)分散的热塑性塑料，其中热塑性塑料选自尼龙、聚酯和聚苯醚，(b)EPDM橡胶，(c)碳黑，(d)至少一种固化剂，(e)氧化锌，(f)操作油，(g)硬脂酸；(2)将管子成型成胶管所需要的几何形状；(3)在130℃～210℃的温度范围内固化橡胶组合物从而生产出胶管。US5,268,134还披露一种制造该胶管的方法，它包括将橡胶组合物在130℃～210℃的温度范围内经注模法成型成胶管所需要的几何形状，其中橡胶组合物的组成为(a)EPDM合金，它由(i)官能化的EPDM橡胶，(ii)热塑性侧链接枝在其上的EPDM橡胶和(iii)分散的热塑性塑料，其中热塑性塑料选自尼龙、聚酯和聚苯醚，(b)EPDM橡胶，(c)碳黑，(d)至少一种固化剂，(e)氧化锌，(f)操作油，(g)硬脂酸；(2)将管子成型成胶管所需要的几何形状；(3)在130℃～210℃的温度范围内固化橡胶组合物从而生产出胶管。专利技术概述通过使用本专利技术的方法，在不需要纤维增强的情况下可制造出爆破强度为每平方英寸至少140磅，优选为每平方英寸至少150磅的胶管。该胶管所显示出的硬度也适于应用于汽车上。例如，重要的是在汽车上使用的胶管要有约88或更低的肖氏A级硬度，优选为85或更低。本专利技术的方法可降低劳动成本，减少加工中的存料和浪费。它的使用还可减少所需要的制造工序的数目以及对某些设备的需要。用该项技术制成的具有合适爆破强度的胶管其成本要比用纤维增强制成的相同的胶管低得多。具体来说，本专利技术涉及一种，它包括(1)将橡胶组合物挤压成管子形状，其中橡胶组合物的组成为(a)聚乙烯/聚丙烯合金，它由(i)低熔融指数的聚乙烯和(ii)聚丙烯(其中聚丙烯在聚丙烯/聚乙烯合金中均匀分散在整个聚乙烯中)组成，(b)EPDM橡胶，(c)碳黑，(d)至少一种固化剂，(e)氧化锌，(f)操作油，(g)硬脂酸；(2)将管子成型成胶管所需要的几何形状；(3)在130℃～210℃的温度范围内固化橡胶组合物从而生产出胶管。主题专利技术还揭示了一种，它包括将橡胶组合物在130℃～210℃的温度范围内经注模法成型成胶管所需要的几何形状，其中橡胶组合物的组成为(a)聚丙烯/聚乙烯合金，它由(i)低熔融指数的聚乙烯和(ii)聚丙烯(其中聚丙烯在聚丙烯/聚乙烯合金中均匀分散在整个聚乙烯中)组成，(b)EPDM橡胶，(c)碳黑，(d)至少一种固化剂，(e)氧化锌，(f)操作油，(g)硬脂酸；(2)将管子成型成胶管所需要的几何形状；(3)在130℃～210℃的温度范围内固化橡胶组合物从而生产出胶管。通过使用本专利技术的方法，增强聚丙烯可以较低的温度分散到橡胶化合物中。这样就能在不损害弹性体基体或其它添加剂的温度下制备含有聚丙烯的橡胶化合物。例如，含有聚丙烯的橡胶化合物在低约95℃的温度下混合，通常用于制造生产用的橡胶化合物。这些橡胶化合物用在轮胎，胶管，带和其它工程产品的制造上。这项技术可应用于其它高熔点的聚烯烃上，这种聚烯烃可与较低熔点的聚烯烃混合以形成合金，该合金可在较低熔点的聚烯烃的软点或熔点之上的温度分散到橡胶化合物中。更准确地说，本专利技术公开了一种在低于聚丙烯熔点的温度下将聚丙烯分散到橡胶化合物中的方法，它包括(1)制备聚乙烯/聚丙烯合金，它是由(i)低熔融指数的聚乙烯和(ii)聚丙烯组成；(2)在聚丙烯的熔点之下和聚乙烯的熔点之上的温度将聚乙烯/聚丙烯合金混合到橡胶化合物中。步骤(2)的混合一般是在95℃～120℃的温度范围内进行的。本专利技术的详细描述本专利技术方法的第一步包括将特制的橡胶组合物挤压成管子形状。这可以通过将橡胶组合物从环形模头挤出而连续的实现。一般来说，环形流道是由模头的外壳体和模芯形成的。可使用各种设计的环形模头。例如，模芯通过“支架脚”机械地支撑在模头的外壳体上。使用这种包括支架脚的模头设计的不利之处在于它们会产生“焊缝”和条纹，这是由于分开聚合物流体的支架脚的存在所引起的。由含有支架脚的模头所带来的焊缝是不希望见到的，因为它是胶管中机械强度差的点。优选使用这样一种模头在不会对环形区域的流动产生阻碍的情况下将模芯机械地固定在模壳体上。使用这种模头可消除焊缝和与此相关的问题。在实际的应用中可使用十字头模头。例如，可使用侧进料支管式模头将橡胶组合物挤压成管子形状，然后将该管子成型成所需要的胶管形状，其后进行固化。使用这种侧进料支管式模头可将聚合物流体在入口处分成支流并在与入口处成180°角的地方重新汇合。由于采用了这种设计，围绕模芯流动的聚合物要比没有一直围绕模芯流动的聚合物有较少的移动距离。因此，侧进料支管式模头应当设计成其模芯偏心地放置在模头中以便于在离进入口的远端有一较宽的间隙从而形成一均匀的流速。侧进料支管式模头可设计成这样一种形式有一基本上均匀的流速，但是所挤出的聚合物剪切速率和温度的变化将是非均匀的。螺旋芯棒式模头是一种非常优选的模头，因为它们可为流速，剪切速率和温度随时间均匀的变化创造条件。当然，这种螺旋芯棒式模头的使用还消除了焊缝的问题。螺旋芯棒式模头把橡胶组合物流体分成具有各自分开的进料口或料流管。在每个口处将橡胶组合物供入切入模芯的螺旋槽中。螺旋芯棒的截面面积逐渐减小而模芯与模头间的间隙朝着出口处在增大。这样就会使来自各进料口的聚合物进行混合或“成层”。使用这种螺旋芯棒式模头最终会得到一很均匀的管子，优选将它们使用于本专利技术中。通过利用孟山都(Monsanto)扩张销和模头也可以得到极佳的结果。挤出或注模成型的橡胶组合物的组成为(a)聚丙烯/聚乙烯合金它由(i)低熔融指数的聚乙烯和(ii)聚丙烯(其中聚丙烯在聚丙烯/聚乙烯合金中均匀分散在整个聚乙烯中)组成，(b)EPDM橡胶，(c)碳黑，(d)至少一种固化剂，(e)氧化锌，(f)操作油，(g)硬脂酸。在橡胶组合物中，聚丙烯/聚乙烯合金的总量在约2phr～约50phr(在每百份橡胶中所占有的份数)的范围内。这是分散在EPDM中的热塑性塑料合金(聚丙烯和聚乙烯)的总量。在组合物中聚丙烯/聚乙烯合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造胶管的方法，其特征在于它包括如下的步骤：（１）将橡胶组合物挤压成管子形状，其中橡胶组合物的组成为：（ａ）聚乙烯／聚丙烯合金，它由（ｉ）低熔融指数的聚乙烯和（ｉｉ）聚丙烯组成，其中聚丙烯在聚丙烯／聚乙烯合金中均匀分散在整个聚乙烯中，（ｂ）ＥＰＤＭ橡胶，（ｃ）碳黑，（ｄ）至少一种固化剂，（ｅ）氧化锌，（ｆ）操作油，（ｇ）硬脂酸；（２）将管子成型成胶管所需要的几何形状；（３）在１３０℃～２１０℃的温度范围内固化橡胶组合物从而生产出胶管。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KJ派尔，MS辛斯基，PH桑德斯特伦，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]