專利名稱：新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膠管技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管。
背景技術(shù)：
歐洲環(huán)保法規(guī)規(guī)定，2008年以后，汽車制造廠裝配低排放的空調(diào)系統(tǒng)，將現(xiàn)在的氫 氟碳排放量減少90%，汽車空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)使用四氟乙烷(R134a)。但是，現(xiàn)在面臨新的變 化。歐洲立法規(guī)定，到2011年，汽車開始裝配二氧化碳(C02)制冷劑空調(diào)系統(tǒng)。使用0)2 制冷劑，可使氫氟碳排放減少99%，并使空調(diào)系統(tǒng)更有效。在C02制冷劑空調(diào)系統(tǒng)中，條件 的變化和C02密度的劇減，會引起爆炸性分解，從而破壞聚合物材料，需對膠管進(jìn)行特殊設(shè) 計(jì)。C02制冷劑空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)的壓力為目前所用壓縮機(jī)的6 9倍，膠管的工作壓力為 14MPa，.除了膠管能耐14MPa高壓外，管接頭的設(shè)計(jì)也必須能在這一高壓下保持密封，以防 止在管接頭處出現(xiàn)泄漏。目前國際、國內(nèi)空調(diào)膠管采用最多的結(jié)構(gòu)是防制冷劑R134a的結(jié) 構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是內(nèi)滲透層、彈性體中膠層、聚酯纖維增強(qiáng)層和彈性體外膠層，這種結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層 選用聚酯纖維，膠管的爆破壓力只能達(dá)到25MPa。對于制冷劑是0)2的空調(diào)膠管，其工作壓 力為14MPa，其爆破壓力需達(dá)到44MPa，因此開發(fā)一種新結(jié)構(gòu)的空調(diào)膠管，勢在必行。
二氧化碳制冷劑空調(diào)膠管對爆破壓力和滲透要求很高。其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)為
低滲透，汽車行業(yè)目前要求的滲透速率為lg/y 。高爆破壓力，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī) 壓力要求，工作壓力14MPa，膠管的爆破壓力要超過44MPa，由于更低滲透量和高爆破壓力 的要求，原有的材料和結(jié)構(gòu)不能滿足要求，必須開發(fā)新的材料和結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明研制了新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管，具 體技術(shù)方案如下 本發(fā)明的一種新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管，采用7層結(jié)構(gòu)；二氧化碳制冷 劑空調(diào)膠管由內(nèi)向外依次內(nèi)滲透層(尼龍11簡稱PA11)、中膠層(氯化丁基膠簡稱CIIR)、 內(nèi)加強(qiáng)層(浸膠芳綸線)、粘合層(三元乙丙橡膠簡稱EPDM)、外加強(qiáng)層(浸膠芳綸線)、外 膠層(三元乙丙橡膠簡稱EPDM)外包塑層(甲基戊烯樹脂簡稱TPX)構(gòu)成的膠管。
所述膠管加強(qiáng)層采用浸膠芳綸線雙層編織結(jié)構(gòu)。
內(nèi)滲透層選用PA11耐滲透性能優(yōu)異，強(qiáng)力高。 中膠層CIIR橡膠具有空氣、氣體和水蒸汽的低滲透性，耐老化和耐候性好。
內(nèi)、外加強(qiáng)層芳酰胺纖維，即美國杜邦的浸膠芳綸線，單股線強(qiáng)力達(dá)300N以上， 線表面浸膠，能提高與接觸層的粘合力，使膠管各層之間牢固的粘結(jié)成一個整體，使膠管爆 破壓力和耐制冷劑泄漏性能好。
粘合層EP匿橡膠，放在兩層加強(qiáng)層之間，通過設(shè)計(jì)合理的粘合層配方，達(dá)到與兩 層加強(qiáng)層牢固地粘結(jié)，同時避免兩加強(qiáng)層相互之間產(chǎn)生摩擦，影響芳綸線的使用壽命。
外膠層EP匿橡膠，耐熱、耐臭氧性能良好，能與外加強(qiáng)層牢固的黏附在一起。
外塑層采用日本三井的TPX材料，包覆在膠管的外表面，保護(hù)膠管的外部不受損 傷。 本發(fā)明的空調(diào)膠管，產(chǎn)品的膠管部分為內(nèi)滲透層(PAll)+中膠層+芳酰胺纖維加 強(qiáng)層+粘合層+芳酰胺纖維加強(qiáng)層+外膠層+外包塑層共7層結(jié)構(gòu)；管接頭部分由充注閥、 金屬連接管、金屬接頭、緊固套扣壓而成。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，膠管部分為內(nèi)滲透層(PA6)+中膠層 +聚酯纖維加強(qiáng)層+外膠層+外包塑層5層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的膠管，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到耐滲透和爆 破壓力的要求，由于內(nèi)滲透層、纖維加強(qiáng)層的材料不同，選用的結(jié)構(gòu)不同，使得膠管耐滲透 性能提高了 4倍，爆破壓力提高了 2. 5倍。
具體實(shí)施例方式
膠管制備 1、煉膠分別制備中層膠(CIIR)，粘合層膠(EP匿)，外層膠(EP匿)混煉膠。 2、擠出 ①單螺桿尼龍T型擠出機(jī)帶芯棒擠出內(nèi)滲透層； ②單螺桿T型擠出機(jī)擠出中膠層； ③編織內(nèi)加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線； 單螺桿T型擠出機(jī)擠出粘合層； ⑤編織外加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線； ⑥單螺桿T型擠出機(jī)擠出外膠層； ⑦單螺桿T型塑料擠出機(jī)擠出外包塑TPX層。 3、硫化 膠管放入蒸汽硫化罐中硫化，硫化參數(shù)170°C X50min。 膠管由內(nèi)向外依次內(nèi)滲透層尼龍11、中膠層CIIR、內(nèi)加強(qiáng)層浸膠芳綸線、粘合層 EPDM、外加強(qiáng)層浸膠芳綸線、外膠層EPDM、外包塑層TPX構(gòu)成的膠管。 膠管總成制備 膠管總成接頭部分由充注閥、金屬連接管、金屬接頭、緊固套組成。 將充注閥、金屬接頭焊接在金屬連接管的一端，另一端插入膠管端部與緊固套配
合扣壓成型。
實(shí)施例1 : 生產(chǎn)一種內(nèi)徑為8±0. 4mmX19. 3±0. 5mm的空調(diào)膠管，步驟如下 1、煉膠分別制備中層膠(CIIR)，粘合層膠(EP匿)，外層膠(EP匿)混煉膠。 2、擠出 ①單螺桿尼龍T型擠出機(jī)帶芯棒擠出內(nèi)滲透層，芯棒直徑選擇7. 8±0. lmm，壁厚 0. 15±0. 05mm。 ②單螺桿T型擠出機(jī)擠出中膠層，厚度為1. 5±0. 2mm ; ③編織內(nèi)加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線，3股編織，行程25士5mm ; 單螺桿T型擠出機(jī)擠出粘合層，厚度為0. 6±0. lmmm ; ⑤編織外加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線，3股編織，行程25士5mm ; ⑥單螺桿T型擠出機(jī)擠出外膠層，厚度2. 0±0. 2mm ;
⑦單螺桿T型塑料擠出機(jī)擠出外包塑TPX層，厚度1. 9±0. 2mm。 3、硫化 膠管放入蒸汽硫化罐中硫化，硫化參數(shù)170°C X50min。 膠管由內(nèi)向外依次內(nèi)滲透PA11、中膠層CIIR、內(nèi)加強(qiáng)層浸膠芳綸線、粘合層EP匿、 外加強(qiáng)層浸膠芳綸線、外膠層EPDM、外包塑層TPX構(gòu)成的膠管。 實(shí)施例2 : 生產(chǎn)一種內(nèi)徑為13±0. 4mmX25. 9±0. 5mm的空調(diào)膠管，步驟如下 1、煉膠分別制備中層膠(CIIR)，粘合層膠(EP匿)，外層膠(EP匿)混煉膠。 2、擠出 ①單螺桿尼龍T型擠出機(jī)帶芯棒擠出內(nèi)滲透層，芯棒直徑選擇12. 8±0. lmm，壁厚
0. 15±0. 05mm。 ②單螺桿T型擠出機(jī)擠出中膠層，厚度為2. 1 ±0. 3mm ; ③編織內(nèi)加強(qiáng)層，采用1670D浸膠芳綸線，4股編織，行程35士5mm ; 單螺桿T型擠出機(jī)擠出粘合層，厚度為0. 6±0. lmmm ; ⑤編織外加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線，4股編織，行程35士5mm ; ⑥單螺桿T型擠出機(jī)擠出外膠層，厚度2. 0±0. 3mm ; ⑦單螺桿T型塑料擠出機(jī)擠出外包塑TPX層，厚度1. 9±0. 2mm。 3、硫化 膠管放入蒸汽硫化罐中硫化，硫化參數(shù)170°C X50min。 膠管由內(nèi)向外依次內(nèi)滲透PA11、中膠層CIIR、內(nèi)加強(qiáng)層浸膠芳綸線、粘合層EP匿、 外加強(qiáng)層浸膠芳綸線、外膠層EPDM、外包塑層TPX構(gòu)成的膠管。 實(shí)施例3 : 生產(chǎn)一種內(nèi)徑為19±0. 4mmX32. 5±0. 5mm的空調(diào)膠管，步驟如下 1、煉膠分別制備中層膠(CIIR)，粘合層膠(EP匿)，外層膠(EP匿)混煉膠。 2、擠出 ①單螺桿尼龍T型擠出機(jī)帶芯棒擠出內(nèi)滲透層，芯棒直徑選擇18. 6±0. lmm，壁厚
0. 15±0. 05mm。 ②單螺桿T型擠出機(jī)擠出中膠層，厚度為2. 0±0. 3mm ; ③編織內(nèi)加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線，4股編織，行程48士5mm ; 單螺桿T型擠出機(jī)擠出粘合層，厚度為0. 6±0. lmmm ; ⑤編織外加強(qiáng)層，采用杜邦的1670D浸膠芳綸線，4股編織，行程48士5mm ; ⑥單螺桿T型擠出機(jī)擠出外膠層，厚度2. 0±0. 3mm ; ⑦單螺桿T型塑料擠出機(jī)擠出外包塑TPX層，厚度1. 9±0. 2mm。 3、硫化 膠管放入蒸汽硫化罐中硫化，硫化參數(shù)170°C X50min。 膠管由內(nèi)向外依次內(nèi)滲透PA11、中膠層CIIR、內(nèi)加強(qiáng)層浸膠芳綸線、粘合層EP匿、
外加強(qiáng)層浸膠芳綸線、外膠層EPDM、外包塑層TPX構(gòu)成的膠管。 將以上實(shí)施例的膠管分別制備成總成，設(shè)計(jì)步驟如下 膠管總成接頭部分由充注閥、金屬連接管、金屬接頭、緊固套組成。
將充注閥、金屬接頭焊接在金屬連接管的一端，另一端插入膠管端部與緊固套配 合扣壓成型。 采用上述實(shí)施例的膠管，耐滲透性好，爆破壓力高，能夠滿足新型制冷劑二氧化碳
空調(diào)膠管的使用要求，產(chǎn)品的性能見下表。 產(chǎn)品的檢測數(shù)據(jù)
序號項(xiàng)目參數(shù)實(shí)測結(jié)果
1工作環(huán)境-40°C 150°C符合
2工作介質(zhì)二氧化碳符合
3熱空氣老化150°C ， 168h產(chǎn)品表面，無龜裂無龜裂
4耐臭氧性40°C， lOO卯hm， 168h產(chǎn)品表面無裂紋無裂紋
5爆破壓力> 44MPa56MPa
6滲透速率《lg/y0. 79g/y
權(quán)利要求
一種新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管，其特征是采用7層結(jié)構(gòu)；由內(nèi)向外依次由內(nèi)滲透層尼龍11、中膠層CIIR橡膠、內(nèi)加強(qiáng)層浸膠芳綸線、粘合層EPDM橡膠、外加強(qiáng)層浸膠芳綸線、外膠層EPDM橡膠和外包塑層TPX組成。
2. —種新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管，其特征是所述膠管加強(qiáng)層采用浸膠芳綸線 雙層編織結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及新型制冷劑二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)膠管。七層低滲透空調(diào)膠管由內(nèi)向外依次由內(nèi)滲透層尼龍PA11、中膠層CIIR橡膠、內(nèi)加強(qiáng)層浸膠芳綸線、粘合層EPDM橡膠、外加強(qiáng)層浸膠芳綸線、外膠層EPDM橡膠、外包塑層TPX層構(gòu)成的膠管。內(nèi)滲透層起到阻止制冷劑向外滲透的作用，中膠層耐熱、耐氣密性好，與滲透層牢固的粘接進(jìn)一步阻止制冷劑的擴(kuò)散，兩層加強(qiáng)層與粘合層牢固的粘結(jié)在一體增加膠管的耐壓性，外膠層耐熱、耐臭氧、耐候性好，外包塑層保護(hù)膠管的外觀光滑平整。由于內(nèi)滲透層、纖維加強(qiáng)層的材料不同，選用的結(jié)構(gòu)不同，使得膠管耐滲透性能提高了4倍，爆破壓力提高了2.5倍。
文檔編號F16L11/08GK101706024SQ20091031078
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者張洪起, 王學(xué)榮 申請人:天津鵬翎膠管股份有限公司