[发明专利]氟橡胶与硅橡胶复合挤出再缠布胶管及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及重型车用涡轮增压胶管技术领域，特别涉及一种氟橡胶硅橡胶复合挤出后缠布胶管及其制备方法。

背景技术

现代柴油机上越来越多地使用了涡轮增压器，涡轮增压器能提高发柴油机功率和改善经济性能。柴油机使用了涡轮增压器后发动机具有升功率高，油耗率低，排污较少，指示功率和有效功率都提高了，也就是提高了机械效率，自然可以明显改善高负荷区运行的经济性。涡轮增压器不仅使功率范围增大，而且高负荷的经济运行范围也扩大了。在低负荷区，涡轮增压器对经济性没有明显改善。

涡轮增压器这一特点，对于经常满负荷高速运转的重型柴油机汽车十分有利。涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。涡轮增压胶管用于输送空气和废气，通常要承受200摄氏度以上高温，起到连接、减震、降噪的作用，一旦损坏将会使增压器转速高、压比增大导致发动机工作粗暴等严重后果。由于涡轮增压氟硅胶管技术含量高，生产难度大，欧美国家的一些高档轿车要求采用此种氟硅胶管，普通轿车也有采用乙烯丙烯酸酯涡轮增压胶管，但采用乙烯丙烯酸酯橡胶的最高耐温只能到175℃，而采用氟硅胶管，最高温度能够到250℃，而且氟胶的耐燃油性能比乙烯丙烯酸酯橡胶更加优越，故采用内胶为氟胶，外胶为硅橡胶的涡轮增压胶管更加适合温度要求越来越高的发动机系统。也有采用氟胶与硅胶双复合挤出后采用芳纶线进行增强以提高胶管的脉冲性能，但此种胶管的长久性脉冲性能不能够满足标准要求，在经常满负荷高速运转的重型柴油机汽车中很难长久使用，标准要求在1.8bar压力，频率1HZ，200℃内部及外部温度条件下，脉冲要求为100万次，要满足这种高脉冲要求，且能够在重型车中长期使用，必须开发一种新型结构。

发明内容

本发明的目的主要是解决现有涡轮增压胶管很难在重型车中长久使用，长期的脉冲性能不能满足标准要求。由于氟橡胶在主链或侧链的碳原子上含有氟原子和一种合成高分子弹性体，氟原子的电负性极高，故具有极佳的耐燃油性。将氟橡胶设计在胶管的内层，能够保证胶管内部的耐燃油性能，硅橡胶是一种分子链兼具有机和无机性质的高分子材料，因其分子主链由硅原子和氧原子交替构成(-Si-O-Si-)，且键能比一般橡胶大的多，故硅橡胶具有很好的耐热性(-50℃～250℃)，将此种硅橡胶设计在胶管的外层，可以满足发动机外部的高温性能。硅橡胶经过改性后有新型的耐油硅胶，在耐温许可的条件下，使硅胶具有一定的耐油性，将此种硅胶设计在涡轮增压管的中层，且要求此种硅胶与内层的氟胶有很好的粘结性能，为了提高胶管的长期脉冲性能，脉冲次数达到100万次，增强层结构需要采用多层缠布结构，缠布层数越多，爆破压力越大，脉冲次数越多。

本发明为氟橡胶与耐油硅橡胶，外层采用缠布硅胶制作的涡轮增压胶管，包括氟橡胶内层1、耐油硅胶中层2、硅胶布外层3；内层厚度为0.4mm～1.0mm，中层厚度为1～3mm，硅胶布每层厚度为0.5mm～1.5mm。

所述的硅胶布外层为2～6层数。

本发明的氟橡胶与耐油硅橡胶挤出再缠布的涡轮增压胶管的制备方法，包括如下步骤：

1)管胚制造过程

氟胶内层与耐油硅橡胶中层双复合挤出：氟胶内层控制挤出温度从机头、挤出段、塑化段、喂料段、螺杆依次为80℃～50℃，70℃～40℃，70℃～40℃，70℃～40℃，70℃～40℃；

耐油硅橡胶中层挤出温度从机头、挤出段、塑化段、喂料段、螺杆依次为50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃，50℃～20℃；

2)增强层

增强层采用硅胶与布的复合结构，布选择芳纶布。

硅胶布的制备方法：按照硅胶管产品的尺寸，对布进行裁断，将硅胶的厚度定为0.5mm～1.5mm，下片，在开炼机上将布与硅胶贴合，开炼机转速控制在10～15Hz，辊温控制在60℃以下。

3)硫化成型过程：

将双复合挤出后的氟胶与硅胶管半成品套在芯棒上，在半成品外侧开始缠硅胶布，缠布层数在2-6层，再在胶管外层缠满水布，在硫化罐中进行一次硫化，硫化温度为130～180℃，时间为5～60min；胶管出罐后再将外层的水布缠下，脱模，再在空气老化箱中进行二段硫化，硫化温度为150～200℃，硫化时间为1～4h。

增强层采用硅胶与布的复合结构。布选择能够耐高温，且收缩很小的芳纶布。