CN102040782A - 动力转向高压软管及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力转向高压软管，由内到外包括五层结构，即内胶层、编织层、中胶层、编织层、外胶层五部分，本发明配方设计合理，并用氯化聚乙烯弹性体，乙烯醋酸乙烯酯类弹性体或者丁腈与聚氯乙烯合金弹性体及丁二烯类的粘合树脂，在保证胶料优异的物理机械性能的同时，使得氯化聚乙烯橡胶与增强纤维层间获得良好的粘着力，附着强度在ASTM413拉伸速率30mm/min的试验条件下，至少能够达到28N/cm。使氯化聚乙烯橡胶在动力转向高压管中得以真正应用，以满足当前汽车市场的需求。

Description

动力转向高压软管及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种氯化聚乙烯在动力转向高压软管中的应用。具体地说是通过合理的配方设计，采用氯化聚乙烯弹性体制作动力转向高压软管及生产工艺。

背景技术

现有的国内、外高档动力转向高压软管，其主体材料均采用氯磺化聚乙烯橡胶，辅以炭黑、促进剂等等其他物料为辅助剂混炼挤出、编织、硫化等工序制成。由于氯磺化聚乙烯的最大供应商，美国杜邦公司即将停产，而目前的供应商的产能不能满足汽车行业动力转向***的市场需求。所以开发性能相当的材料满足市场需求迫在眉睫。氯化聚乙烯橡胶由其特殊的大分子链组成及结构，通过合理的配方设计，可以在动力转向管中应用，有文献对此有所介绍。但是纤维增强的动力转向高压管要求混炼胶与纤维增强层有良好的附着力才能保证优异的综合性能，但由于氯化聚乙烯橡胶的成分及结构性能的原因，采用该胶种的混炼胶与纤维的粘着力是个棘手难题，而现有技术中的动力高压软管由于混炼胶与纤维的拉伸强度一般为在ASTM413拉伸速率30mm/min的试验条件下为17.51N/cm左右，影响着动力转向软管性能的提升，影响其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强动力转向高压软管中混炼胶与纤维的附着强度，从而提升管体性能的动力转向高压软管及生产方法。

本发明的技术方案为：一种动力转向高压软管，由内到外包括五层结构，即内胶层、编织层、中胶层、编织层、外胶层五部分，

所述的内胶层、中胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体    30-40％

极性弹性体          0-10％

氧化镁              2.5-3.0％

防老剂              0.5-1.5％

增粘树脂            3-4％

碳黑                25-45％

轻钙                5-12％

酯类增塑剂          8-15％

过氧化物硫化剂      1-2.5％

促进剂              0.5-2％

防焦剂              0.1-0.2％

所述的外胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体    22-35％

极性弹性体          0-10％

氧化镁              2.5-3.0％

防老剂              0.5-1.5％

增粘树脂            3-4％

碳黑                25-40％

轻钙                10-15％

酯类增塑剂          8-15％

过氧化物硫化剂      1.2-2.5％

促进剂               0.5-2％

防焦剂              0.1-0.2％。

优选的是：所述的极性弹性体为乙烯醋酸乙烯酯类弹性体或者丁腈与聚氯乙烯合金或丁腈或氢化丁腈或丙烯酸酯类弹性体或氯丁橡胶。

优选的是：所述的内胶层、中胶层原料中的碳黑为碳黑N330、碳黑N550，所占胶层原料总重量的百分比为：

碳黑N330        5-15％

碳黑N550        20-30％。

优选的是：所述的外胶层原料中的碳黑为碳黑N774、碳黑N550，所占内胶层原料总重量的百分比为：

碳黑N774        5-10％

碳黑N550        20-30％。

优选的是：所述的内胶层、中胶层、外胶层原料中的增粘树脂为聚丁二烯类粘合树脂，过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯，促进剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。

动力转向高压软管的生产工艺，所述的生产工艺如下：

(1)内、中胶混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、乙烯醋酸乙烯酯类弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N330、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，混炼时，压力0.5MPa，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(2)中胶层混炼压出：将(1)混炼好的胶料进行中胶片压出；

(3)外胶层混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、乙烯醋酸乙烯酯类弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N774、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，压力0.5MPa，混炼时，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(4)将步骤(1)得到的胶在挤出机挤出后，进行编织，然后将步骤(2)得到的胶包覆在编织层上，接着进行编织，然后将步骤(3)得到的胶包覆在编织层上，在0.55MPa蒸汽压力下，经过55-65分钟硫化处理后脱芯。

本发明的有益效果为：本发明配方设计合理，并用氯化聚乙烯弹性体，乙烯醋酸乙烯酯类弹性体或者丁腈与聚氯乙烯合金弹性体及丁二烯类的粘合树脂，在保证胶料优异的物理机械性能的同时，使得氯化聚乙烯橡胶与增强纤维层间获得良好的粘着力，附着强度在ASTM413拉伸速率30mm/min的试验条件下，至少能够达到28N/cm。使氯化聚乙烯橡胶在动力转向高压管中得以真正应用，以满足当前汽车市场的需求。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式：

下面结合具体实施例，说明该发明的具体实施方式，

实施例一：氯化聚乙烯弹性体制得的动力转向高压软管，由内到外包括5个管层，即：内胶层、编织层、中胶层、编织层、外胶层五部分。

内胶及中胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体        34％

乙烯醋酸乙烯酯类弹性体  7％

氧化镁                  2.5％

防老剂              1.0％

增粘树脂            3.6％

碳黑N330            9.5％

炭黑N550            22.5％

轻钙                7.3％

酯类增塑剂          9.1％

过氧化物硫化剂      1.8％

促进剂              1.5％

防焦剂              0.2％

外胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体        25％

乙烯醋酸乙烯酯类弹性体  5％

氧化镁                  2.8％

防老剂                  1.0％

增粘树脂                3.9％

碳黑N550                24.8％

炭黑N774                8.9％

轻钙                    14.3％

酯类增塑剂              10.2％

过氧化物硫化剂          2.1％

促进剂                  1.8％

防焦剂                  0.2％

如上所述氯化聚乙烯弹性体动力转向高压软管的生产方法，包括下列步骤：

(1)内、中胶混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、乙烯醋酸乙烯酯类弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N330、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，混炼时，压力0.5MPa，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(2)中胶层混炼压出：将(1)混炼好的胶料进行中胶片压出；

(3)外胶层混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、乙烯醋酸乙烯酯类弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N774、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，压力0.5MPa，混炼时，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(4)将步骤(1)得到的胶在挤出机挤出后，进行编织，然后将步骤(2)得到的胶包覆在编织层上，接着进行编织，然后将步骤(3)得到的胶包覆在编织层上，在0.55MPa蒸汽压力下，经过55-65分钟硫化处理后脱芯。

实施例二：氯化聚乙烯弹性体制得的动力转向高压软管，由内到外包括5个管层，即：内胶层、编织层、中胶层、编织层、外胶层五部分。

内胶及中胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体        30.7％

丁腈与聚氯乙烯合金      6％

氧化镁                  2.8％

防老剂                  1.0％

增粘树脂                3.6％

碳黑N330                9.6％

炭黑N550                23.4％

轻钙                    10.3％

酯类增塑剂              9.0％

过氧化物硫化剂          1.8％

促进剂                  1.6％

防焦剂                  0.2％

外胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体        23.3％

丁腈与聚氯乙烯合金      8％

氧化镁                  2.8％

防老剂                  1.0％

增粘树脂                3.9％

碳黑N550                26.2％

炭黑N774                8.9％

轻钙                  11.8％

酯类增塑剂            10.2％

过氧化物硫化剂        1.9％

促进剂                1.8％

防焦剂                0.2％

如上所述氯化聚乙烯弹性体动力转向高压软管的生产方法，包括下列步骤：

(1)内、中胶混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、丁腈与聚氯乙烯合金弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N330、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，混炼时，压力0.5MPa，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(2)中胶层混炼压出：将(1)混炼好的胶料进行中胶片压出；

(3)外胶层混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、丁腈与聚氯乙烯合金弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N774、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，压力0.5MPa，混炼时，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(4)将步骤(1)得到的胶在挤出机挤出后，进行编织，然后将步骤(2)得到的胶包覆在编织层上，接着进行编织，然后将步骤(3)得到的胶包覆在编织层上，在0.55MPa蒸汽压力下，经过55-65分钟硫化处理后脱芯。

实施例三：氯化聚乙烯弹性体制得的动力转向高压软管，由内到外包括5个管层，即：内胶层、编织层、中胶层、编织层、外胶层五部分。

内胶及中胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体        33％

丁腈弹性体              8％

氧化镁                  2.5％

防老剂                  1.0％

增粘树脂                3.6％

碳黑N330                9.5％

炭黑N550                22.5％

轻钙                      7.3％

酯类增塑剂                9.1％

过氧化物硫化剂            1.8％

促进剂                    1.5％

防焦剂                    0.2％

外胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体      25％

丁腈弹性体            5％

氧化镁                2.8％

防老剂                1.0％

增粘树脂              3.9％

碳黑N550              24.8％

炭黑N774              8.9％

轻钙                  13.3％

酯类增塑剂            11.2％

过氧化物硫化剂        2.1％

促进剂                1.8％

防焦剂                0.2％

如上所述氯化聚乙烯弹性体动力转向高压软管的生产方法，包括下列步骤：

(1)内、中胶混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、丁腈弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N330、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，混炼时，压力0.5MPa，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(2)中胶层混炼压出：将(1)混炼好的胶料进行中胶片压出；

(3)外胶层混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、丁腈弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N774、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，压力0.5MPa，混炼时，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(4)将步骤(1)得到的胶在挤出机挤出后，进行编织，然后将步骤(2)得到的胶包覆在编织层上，接着进行编织，然后将步骤(3)得到的胶包覆在编织层上，在0.55MPa蒸汽压力下，经过55-65分钟硫化处理后脱芯。

如上所述的极性弹性体还可以为氢化丁腈弹性体、丙烯酸酯类弹性体、氯丁橡胶弹性体。

Claims (6)

1.一种动力转向高压软管，由内到外包括五层结构，即内胶层、编织层、中胶层、编织层、外胶层五部分，其特征在于：

所述的内胶层、中胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体      30-40％

极性弹性体            0-10％

氧化镁                2.5-3.0％

防老剂                0.5-1.5％

增粘树脂              3-4％

碳黑                  25-45％

轻钙                  5-12％

酯类增塑剂            8-15％

过氧化物硫化剂        1-2.5％

促进剂                0.5-2％

防焦剂                0.1-0.2％

所述的外胶层由下列重量成分的原料制成：

氯化聚乙烯弹性体      22-35％

极性弹性体            0-10％

氧化镁                2.5-3.0％

防老剂                0.5-1.5％

增粘树脂              3-4％

碳黑                  25-40％

轻钙                  10-15％

酯类增塑剂            8-15％

过氧化物硫化剂        1.2-2.5％

促进剂                0.5-2％

防焦剂                0.1-0.2％。

2.如权利要求1所述的动力转向高压软管，其特征在于：所述的极性弹性体为乙烯醋酸乙烯酯类弹性体或者丁腈与聚氯乙烯合金或丁腈或氢化丁腈或丙烯酸酯类弹性体或氯丁橡胶。

3.如权利要求1或2所述的动力转向高压软管，其特征在于：所述的内胶层、中胶层原料中的碳黑为碳黑N330、碳黑N550，所占胶层原料总重量的百分比为：

碳黑N330        5-15％

碳黑N550        20-30％。

4.如权利要求1或2所述的动力转向高压软管，其特征在于：所述的外胶层原料中的碳黑为碳黑N774、碳黑N550，所占内胶层原料总重量的百分比为：

碳黑N774        5-10％

碳黑N550        20-30％。

5.如权利要求1或2所述的动力转向高压软管，其特征在于：所述的内胶层、中胶层、外胶层原料中的增粘树脂为聚丁二烯类粘合树脂，过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯，促进剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。

6.如权利要求1所述的动力转向高压软管的生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺如下：

(1)内、中胶混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、极性弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N330、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，混炼时，压力0.5MPa，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(2)中胶层混炼压出：将(1)混炼好的胶料进行中胶片压出；

(3)外胶层混炼压出：将氯化聚乙烯弹性体、极性弹性体、氧化镁、增粘树脂、防老剂、防焦剂进行加压密炼，然后将碳黑N774、碳黑N550、轻钙、酯类增塑剂加入进行密炼，最后加入过氧化二异丙苯及三烯丙基异三聚氰酸酯进行混炼，压力0.5MPa，混炼时，温度升到90℃时，减压一次，温度升到100℃时，减压一次，温度升到120℃时，提上顶栓排胶，下条，停放待用；

(4)将步骤(1)得到的胶在挤出机挤出后，进行编织，然后将步骤(2)得到的胶包覆在编织层上，接着进行编织，然后将步骤(3)得到的胶包覆在编织层上，在0.55MPa蒸汽压力下，经过55-65分钟硫化处理后脱芯。