一种具有双层结构的冷却管材料制造技术

本发明专利技术提供一种具有双层结构的冷却管材料。所述冷却管包含A层和B层的两层结构，其中A层为外层，B层为内层；所述A层为柔性改性尼龙12，所述B层为接枝改性聚烯烃合金。该型冷却管及材料具有耐水解、耐醇解、耐水汽透过、耐低温冲击、耐应力开裂、成型工艺简单、设备投资小等优势。优势。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双层结构的冷却管材料


[0001]本专利技术属于改性塑料
，具体涉及一种具有双层结构的冷却管材料。

技术介绍

[0002]随着碳达峰、碳中和等一系列政策举措的出台和落地，以电能为驱动的电动汽车得到迅速发展，市场占有率逐年提高。与传统燃油车相比，电动汽车电池包和电动机需要的冷却管总长度大幅提高，对轻量化的需求也相应提高，但使用温度要求有所降低。传统燃油车冷却管使用带编织层的硫化三元乙丙橡胶，属热固性材料，不可回收利用，且壁厚通常3
‑
4mm，较为厚重。而电动汽车目前已广泛使用的不带编织层的热塑性尼龙12冷却管，很好解决了轻量化和可回收的问题。
[0003]尼龙12是优良的汽车轻量化材料，广泛应用于汽车流体输送管线领域，具有很强的不可替代性，应用场景包括燃油管线、润滑油管、真空刹车增压管路、气动刹车管路、电动汽车冷却液管线以及上述管线的快插接头，均是汽车行业的关键部件，其燃油阻性、水汽渗透性、耐水解性、爆破压力、层间粘结力等关键性能明显优于其他尼龙类材料。因其安全可靠，从而提高了汽车的整体质量和使用寿命。与金属管相比，尼龙12管的优势十分明显：尼龙12管质量轻，密度仅为1.00～1.03g/cm3，可减轻整车质量，减小油耗；柔韧性好，容易布置，设计自由度高，可减少接头使用；安全性高、韧性好，受外部冲击不易变形，耐振动、耐疲劳、耐腐蚀性好；接头密封性好，安装方便；挤出成型容易，工艺简单。与橡胶管相比，尼龙12管有以下优势：体积变形小、其制的气剎管可以有效减少辆制动距商；尼龙12管管壁薄、体积小、质量轻，不影响空间布局；老化性能十分优异；成型周期短，节省能耗；不需硫化，不需加编织层，加工工艺简单；热塑性，可回收，复合低碳环保的要求。随着新能汽车的发展，混动车型的燃油系和电池冷却系统和电机冷却系统均需要尼龙12作为冷却管材料。
[0004]然而尼龙12分子链中存在酰胺键，冷却液中往往含有大量的乙二醇，酰胺键在醇羟基的作用下容易发生水解断链反应，导致尼龙12的力学性能下降，导致水汽渗透率增高，影响冷却管的使用寿命和整车的安全性及环保性。冷却系统塑料管道市面上主要单层尼龙和三层以聚丙烯为内层，尼龙12为外层，中间添加粘结层，这两种方案均能实现现有冷却系统的输送功能。
[0005]中国专利CN102582134A公开了一种冷却剂管道，其含下列的层：I.由聚酰胺模塑组合物制成的外层，和II.内层，其含聚丙烯以及至少0.02重量％的热稳定剂，该冷却剂管道具有高的耐热老化性和高的脆裂强度。
[0006]中国专利CN111601995A公开了一种低温耐冲击性、高温时的破坏压强度、柔软性、尺寸稳定性、以及低分子量物、离子成分的耐溶出性优异的层叠管。
[0007]中国专利CN207145786U公开一种汽车电池包冷却液输送管，其特征在于，所述汽车电池包冷却液输送管由内至外依次包括内层、粘结层，以及外层；其中，所述内层为PPA、PPS或尼龙12材料层；所述外层为TPV材料层。
[0008]中国专利CN101067467A工开了一种管，其含下列各层：由含至少40重量％的聚酰
胺并且其单体单元平均含至少8个碳原子的模塑物料制成的外层以由聚丙烯模塑物料制成的层，其中a)该管的外直径为6－20mm，b)该壁厚为1.0－2.0mm，c)该聚丙烯层的厚度为壁厚的25－75％，该管用作压缩空气制动管线，该管线可廉价制备，并具有高的破裂强度及优良的低温冲击韧性。
[0009]以上专利冷却管基本是三层结构，内层材料为改性聚丙烯(简称PP)，中间层为粘结树脂，主体成分为聚丙烯接枝马来酸酐(简称PP
‑
g
‑
MAH)，外层为改性聚酰胺12(尼龙12)。但是聚丙烯材料的耐低温韧性性较差，导致材料的耐低温性能不好，冷却管容易低温应力开裂，失效风险较高，且必须有中间粘结层，而粘结层技术只掌握在少数几家国外供应商手中，是卡脖子的关键材料；三层挤出设备目前同样依赖进口，这大大限制了此类材料在国内的大规模推广应用，对我国发展电动汽车发展有很大不利。

技术实现思路

[0010]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有双层结构的冷却管材料及其制备方法，该型冷却管及材料具有耐水解、耐醇解、耐水汽透过、耐低温冲击、耐应力开裂、成型工艺简单、设备投资小等突出优势。
[0011]为达到以上技术效果，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种具有双层结构的冷却管，所述冷却管包含A层和B层的两层结构，其中A层为外层，为柔性改性尼龙12，B层为内层，为接枝改性聚烯烃合金；
[0013]所述A层包含如下组分，以A层总质量计：
[0014]尼龙12 65
‑
98wt％，优选78
‑
95wt％；
[0015]增塑剂0
‑
14wt％，优选0
‑
12wt％；
[0016]增韧剂2
‑
25wt％，优选3
‑
20wt％；
[0017]抗氧剂0
‑
3wt％，优选0.1
‑
2wt％；
[0018]光稳定剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；
[0019]润滑剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；
[0020]着色剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；
[0021]所述B层包含如下组分，以B层总质量计：
[0022]Co
‑
LLDPE
‑
g
‑
MAH 15
‑
35wt％，优选20
‑
30wt％；
[0023]PB
‑
1 10
‑
40wt％，优选20
‑
30wt％；
[0024]VHMWPE 10
‑
25wt％，优选15
‑
20wt％；
[0025]UHMWPE 15
‑
30wt％，优选20
‑
25wt％；
[0026]抗氧剂0
‑
3wt％，优选0.1
‑
2wt％；
[0027]润滑剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；
[0028]着色剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％。
[0029]本专利技术中接枝改性聚烯烃材料与尼龙12之间具有优异的相容性，通过引入极性基团提高聚烯烃材料与尼龙12材料的粘结性，两者之间通过化学键的键合作用实现粘结，免除了粘结层材料的使用，并且使用技术成熟国产的双层管路挤出机，而不必使用进口三层及以上挤出机，大大降低了生产设备投资及该领域进入门槛。
[0030本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双层结构的冷却管，其特征在于，所述冷却管包含A层和B层的两层结构，其中A层为外层，为柔性改性尼龙12，B层为内层，为接枝改性聚烯烃合金；所述A层包含如下组分，以A层总质量计：尼龙12 65
‑
98wt％，优选78
‑
95wt％；增塑剂0
‑
14wt％，优选0
‑
12wt％；增韧剂2
‑
25wt％，优选3
‑
20wt％；抗氧剂0
‑
3wt％，优选0.1
‑
2wt％；光稳定剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；润滑剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；着色剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；所述B层包含如下组分，以B层总质量计：Co
‑
LLDPE
‑
g
‑
MAH 15
‑
40wt％，优选20
‑
38wt％；PB
‑
1 10
‑
40wt％，优选20
‑
30wt％；VHMWPE 10
‑
25wt％，优选15
‑
20wt％；UHMWPE 15
‑
30wt％，优选20
‑
25wt％；抗氧剂0
‑
3wt％，优选0.1
‑
2wt％；润滑剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％；着色剂0
‑
3wt％，优选0
‑
2wt％。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述尼龙12的相对粘度为1.4
‑
2.8，优选1.5
‑
2.3。3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于，所述A层中增塑剂为对羟基苯甲酸酯和/或芳基磺酸酰胺，优选P
‑
苯磺酰胺、N
‑
丁基苯磺酰胺、对羟基苯甲酸甲酯、N
‑
甲基苯磺酰胺、羟基苯甲酸乙基酯、对羟基苯甲酸辛基酯、对羟基苯甲酸
‑
异十六烷基酯、甲苯磺酸
‑
正辛基酰胺、苯磺酸
‑
正
‑
丁基酰胺、苯磺酸
‑2‑
乙基己基酰胺中的一种或多种，更优选N
‑
丁基苯磺酰胺、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸辛基酯中的一种或多种。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的材料，其特征在于，所述A层中的增韧剂为聚酰胺弹性体和/或极性单体与聚合物弹性体的共聚物；其中，所述聚酰胺弹性体为以内酰胺、二羧酸和聚醚多元醇为原料进行酯交换和缩聚反应而制成的弹性体，其邵氏硬度优选25D
‑
72D；所述极性单体为马来酸酐及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；所述聚合物弹性体为乙烯
‑
α烯烃共聚物(POE)、乙烯
‑
丙烯共聚物(EPR)、乙烯
‑
丙烯
‑
非共轭二烯烃共聚物(EPDM)、苯乙烯
‑
丁二烯共聚物(SBS)、聚乙烯

【专利技术属性】
技术研发人员：邵有国，祁先勇，王文博，宋林，夏成志，隋杨，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：