一种汽车R744空调胶管专用内外胶材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车R744空调胶管专用内外胶材料及其制造方法，属于橡塑高分子应用技术领域。该内外胶材料包括如下组分(重量份)：专用硅胶混炼胶100份；黑色着色剂1～3份；挤出改性剂3～5份；强极性改性剂8～16份；硫化体系0.8～1.2份。本发明专利技术能满足R744空调管连续加工工艺要求，大大提高生产效率，除保证胶料本身物性能抗耐

【技术实现步骤摘要】
一种汽车R744空调胶管专用内外胶材料及其制造方法


[0001]本专利技术涉及橡塑高分子应用
，具体涉及一种R744汽车空调胶管专用内外胶材料及其制造方法。

技术介绍

[0002]CO2是天然制冷剂，GWP＝1，对全球气候变暖的直接影响最小，同时具有毒性小、无可燃性、安全可靠、来源充足、且取得的成本低等优点，已成为替代原空调冷媒R134a(GWP＝1400)或HFO
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1234yf(GWP＝4、有可燃性)的最佳选择。
[0003]但由于CO2热泵系统处于跨临界循环，系统工作压力很高(约为传统系统的8倍)，高压侧压力约14
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17MPa，高温高压侧长期工作温度提升到165℃且同时要满足低温
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40℃；为避免CO2在输送过程中出现压降，对胶管受压膨胀性有较高要求。与压缩机连接的高温高压管路将要承受更加复杂的震动及脉冲环境；CO2冷媒分子量较小，在超临界状态会出现爆破反应，内层要避免使用橡塑材料以防爆破性解压现象。
[0004]R744空调胶管主体结构仍沿用传统R134a空调管从内到外的4层结构：冷媒屏蔽层(阻隔冷媒渗透)
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过渡橡胶内层(用于粘合屏蔽层和管体骨架层)
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管体骨架层(承受管体压力)
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外层橡胶保护层(耐臭氧且与骨架层粘合牢固)。但随着CO2空调管所使用介质、压力、环境发生较大变化，每层材料的材质要发生巨大改变(也带来成型加工工艺的变化)，以满足更加苛刻的CO2冷媒介质要求的性能标准；两种冷媒系统空调胶管最大的区别是最内层的冷媒屏蔽层材料由高分子材料PA提升为金属不锈钢波纹管，管体骨架材料由纤维材料提升为刚性及强度更高的金属钢丝，要实现长米胶管在线连续生产，实现橡胶与金属(特别不锈钢)的粘合，对耐高低温橡胶配方开发提出更高要求。就是说，为保证管体抵抗高低温和抗脉冲性能(温度
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40～165℃、压力0～15MPa条件下共计15万次)，过渡胶内层及外层保护胶材料除了要具备优秀物理性能外(拉伸强度≥6MPa、伸长率300％、硬度65度，抗耐长期
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40℃～165℃高、低温)，还要与相邻的不锈钢波纹管及镀铜钢丝层粘合紧密(层间粘合力≥2.0KN/m)，外层橡胶同时还要具有优异的耐臭氧老化、电绝缘性、良好的防霉性等等。
[0005]因此，CO2空调管内外胶除了要选择长期满足
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40～165℃高低温要求的主体橡胶(如FKM、AEM、MVQ、过氧EPDM等)，同时该胶料还必须满足与金属不锈钢材质/镀铜钢丝在胶管硫化罐硫化后粘合牢固。
[0006]目前，成熟的耐高温橡胶与不锈钢硫化粘合成功实例基本都是先期对金属件钝化处理后，在金属件表面涂抹液态胶粘剂，再经过一定时间烘干后，将过渡橡胶与金属包贴在一起，进行硫化实现粘合。该方法更适合模压金属嵌件与橡胶的粘合；还会增加环保风险(粘合剂溶剂易挥发)，并不适合于长米连续胶管成型工艺(较长的不锈钢金属波纹管表面涂胶后，要经过特殊烘干设备进行一定时间烘干，这需要较大生产场地、还要更多专用工装设备，该种间断生产工艺还会增加许多内在质量隐患)；因此，要实现CO2空调胶管的正常生产，一定要改变金属骨架涂粘合剂、烘干这个间断生产工艺，需要研发出一种改性耐高温橡胶，该橡胶除了物理性能满足苛刻的介质性能外，该改性胶料中存有内粘合剂(混炼时已被
加入)，该胶料按常用胶管挤出工艺与金属骨架层(特别不锈钢波纹管)包覆在一起就可(不必经过复杂的不锈钢波纹管或钢丝表面涂胶、烘干处理工艺)，经过硫化罐硫化后，橡胶与金属层发生硫化粘合后紧密粘合在一起。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有CO2空调管内外层橡胶技术上存在的不足之处，提供一种汽车R744空调胶管专用内外胶材料及其制造方法，研制了改性VMQ混炼胶(改性甲基乙烯基硅橡胶)，能满足R744空调管连续加工工艺要求，大大提高生产效率，除保证胶料本身物性能抗耐
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40～165℃温度外，其与相邻金属层(不锈钢波纹管、镀铜钢丝)粘合力达标。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种汽车R744空调胶管用内外胶材料，按重量份数计，该内外胶材料包括如下组分：
[0010][0011]所述专用硅胶混炼胶为甲基乙烯基硅橡胶VMQ，其中补强剂的含量不高于30wt.％(优选含量为10
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30wt.％)，硫化后邵氏硬度70度；所述补强剂为沉淀法白炭黑。
[0012]所述黑色着色剂为喷雾炭黑或快压出炭黑，其在100重量份硅胶混炼胶中的添加量优选为1.2
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1.8重量份。
[0013]所述挤出改性剂为气相法白炭黑，所述补强剂为沉淀法白炭黑。
[0014]所述强极性改性剂为马来酸酐接枝聚丁二烯，极性改性剂中的聚丁二烯的1,2
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乙烯基含量高达70％。
[0015]所述强极性改性剂在100重量份硅胶混炼胶中的添加量优选为12
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16重量份。
[0016]所述硫化体系为过氧化物硫化剂，所述过氧化物硫化剂选择双2.5(双二五硫化剂)；其在100重量份硅胶混炼胶中的添加量优选为1.0
‑
1.2重量份。
[0017]所述汽车R744空调胶管专用内外胶材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0018](1)采用开炼机进行改性混炼：
[0019]按配比将100重量份的硬度70度甲基乙烯基硅橡胶VMQ投入开炼机(辊距15
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20)翻胶压合均匀；然后按比例加入黑色着色剂、挤出改性剂、补强剂、强极性改性剂和硫化体系(双2.5硫化剂)，割胶翻炼；待胶料分散均匀后，调整辊距至5
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10，对胶料挤压翻炼，使胶料至少过辊5遍，直至色泽均匀，下片存放，混炼结束；混炼结束后，所得胶料要停放24h后使橡胶充分回复疲劳，各种配合剂充分分散均匀后，方能挤出使用。
[0020](2)挤出：
[0021]所述内、外胶混炼胶在停放后挤出使用前，需要投入开炼机翻胶至少3分钟(以防胶料结构化)，下条后待用。
[0022]混炼胶在成型挤出前及使用过程中，挤出机各段温度为：机头30
±
5℃，机头前部35
±
5℃，喂料段25
±
5℃，螺杆25
±
5℃。
[0023]本专利技术的设计机理如下：
[0024]所述黑色着色剂为低结构的喷雾炭黑或快压出炭黑，其在硅胶中分散性好，根据混炼胶色度及混炼胶流动性高低优选添加1
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3份。
[0025]所述挤出改性剂为气相法白炭黑(结构高，增硬大)，因为硅胶混炼胶粘度低，挺性差，挤出后定型困难，影响管体尺寸，需要添加大量补强剂以提高挺性，而大量补强剂加入后，会影响胶料流动性并会大大提高胶料硬度。本专利技术选择3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车R744空调胶管用内外胶材料，其特征在于：按重量份数计，该内外胶材料包括如下组分：2.根据权利要求1所述的汽车R744空调胶管专用内外胶材料，其特征在于：所述专用硅胶混炼胶为甲基乙烯基硅橡胶VMQ，其中补强剂的含量不高于30wt.％，硫化后邵氏硬度70度；所述补强剂为沉淀法白炭黑。3.根据权利要求1所述的汽车R744空调胶管用内外胶材料，其特征在于：所述黑色着色剂为喷雾炭黑或快压出炭黑，其在100重量份硅胶混炼胶中的添加量为1.2
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1.8重量份。4.根据权利要求1所述的汽车R744空调胶管专用内外胶材料，其特征在于：所述挤出改性剂为气相法白炭黑。5.根据权利要求1所述的汽车R744空调胶管专用内外胶材料，其特征在于：所述强极性改性剂为马来酸酐接枝聚丁二烯，极性改性剂中的聚丁二烯的1,2
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乙烯基含量高达70％。6.根据权利要求1所述的汽车R744空调胶管专用内外胶材料，其特征在于：所述强极性改性剂在100重量份硅胶混炼胶中的添加量为12
‑
16重量份。7.根据权利要求1所述的汽车R744空调胶管专用内外胶材料，其特征在于：所述硫化体系为过氧化物硫化剂，所述过氧化物硫化剂选择双2.5(双二五硫化剂)；其在100重量份硅胶混炼胶中的添加量为1.0
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋莲红，畅延明，王有福，牛建国，
申请(专利权)人：大连仓敷橡胶零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：