Scr應用汽車膠管及其生產工藝的製作方法
2023-10-11 01:36:54 1
專利名稱：Scr應用汽車膠管及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車工業領域，特別是安裝在汽車尾氣排放管路中用於連接尿素箱和液體傳輸泵之間的一種膠管，具體地說SCR應用汽車膠管及其生產工藝。
背景技術：
由於經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，汽車已經成為人們的主要交通工具之一。隨著人們環保意識、節能意識的增強，汽車尾氣排放物對城市空氣的汙染問題，已成為當前重要的研究課題。隨著歐V(國五)機動車尾氣排放法規的執行，尾氣排放標準給汽車領域帶來了巨大挑戰。本公司以寧波豐茂橡膠技術工程中心為技術公關機構，採用獨立研究、自主開發的方式展開新產品的開發，並積極與汽車配套廠進行技術對接與交流。積極研製一種用於安裝在汽車尾氣排放管路連接尿素箱與液體傳輸泵之間膠管。目前世界上普遍採用選擇性催化還原的方法，使用一種尿素水溶液促進汽車尾氣中有害的氮氧化物 (NOx)轉化成為蒸汽和純淨水，從而減少汽車尾氣中有害氣體的排放。因此使用該項技術具有環保、節能的功效。汽車將會安裝獨立尿素箱，其盛裝的尿素水溶液將通過一種橡膠膠管計量傳輸到催化劑噴射系統。但是由於水性尿素或其它催化劑的特殊性，要求橡膠膠管在耐高溫硬度變化率、體積變化率、強力變化率、伸長變化率等方面有很強的規定性要求，要能滿足承受突然的增壓力和很大的高低溫差。然而普通的橡膠材料不具備這樣的性能，這就需要使用特殊的橡膠材料來滿足當前市場的需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供一種具有耐高溫、 耐低溫、耐氣候、耐化學性，耐油性，能承受突然的增壓力，並且價格低、質量好，具有競爭優勢的SCR應用汽車膠管及其生產工藝。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種SCR應用汽車膠管，包括輸送選擇性催化還原溶液用於消除汽車尾氣中有害氮氧化物的膠管本體，膠管本體由內向外依次為內管橡膠層、纖維線增強層和外管橡膠層，其內管橡膠層和外管橡膠層由下列重量份的組分材料製備而成
三元乙丙橡膠100重量份
過氧化物硫化劑5重量份
交聯劑TAIC2. 5重量份
防老劑RD2重量份
補強劑陽080重量份
增塑劑225012重量份
硬脂酸1. 5重量份。為優化上述技術方案，採取的措施還包括 上述的纖維線增強層是芳綸線層。
上述的內管橡膠層為三元乙丙橡膠。一種SCR應用汽車膠管的生產工藝包括以下步驟
步驟1 按下列組分將膠料送入密煉機混煉，所述膠料的組分為
元乙丙橡膠過氧化物硫化劑
100重量份
5重量份 2. 5重量份 2重量份 80重量份 12重量份
交聯劑TAIC 防老劑RD 補強劑550 增塑劑2250
硬脂酸
1. 5重量份；
步驟2 將密煉後的膠料進行快檢試驗，通過指定指標參數來控制膠料的門尼粘度、焦燒時間，以便後序的擠出工藝中橡膠和與芳綸線的粘合；
步驟3 將快檢試驗後的膠料放入直型機頭的120擠出機擠出內管橡膠層； 步驟4 根據擠出的內管橡膠層的內徑和外徑選擇相應針數的針織機在擠出的內管橡膠層上編織纖維線增強層，得到半成品；
步驟5 在120擠出機上用T型機頭在步驟4得到的半成品外擠出外管膠橡膠層； 步驟6 將擠出外管膠橡膠層的膠管按規定要求切斷，硫化罐硫化； 步驟7 將硫化後的膠管經清冼、割頭，噴碼標示後得到成品膠管。上述的步驟1中的膠料採用逆向混合的方法，採用15RPM至20RPM的轉子轉速，冷卻水的進水溫度控制在20度以下，混煉後的出膠溫度為110度至120度，可以允許填料和助劑在轉子的機械作用下先行混合，硫化劑最後加入。上述的步驟3中直型機頭的機頭溫度為65度、餵料口的溫度為45度、內管的外徑為5毫米至60毫米。上述的步驟4中針織機的節距為3毫米至5毫米。上述的步驟5中T型機頭的機頭溫度為70度、餵料口的溫度為45度、外管的外徑為10毫米至80毫米。上述的步驟6中硫化罐硫化時間為20分鐘。與現有技術相比，本發明的汽車膠管的靜態工作壓力範圍可達-Ibar到lObar，當環境溫度上升至175度時，最大壓力可達Mbar，持續工作溫度最高可達150度，最低持續性工作溫度達-40度，因此本發明的膠管具有良好的耐高低溫性能。並且該膠管的承受增壓力非常強，當最大工作環境溫度達到175度時，最大爆破壓力能達到30bar，持續性水性尿素最大溫度可達80度。本發明生產工藝流程先進，採用全機聯動形式，雷射測徑儀控制內徑和外徑，擠出線產品尺寸穩定，合格率高，生產效率高，從而大大降低了生產成本，能滿足耐高低溫、耐化學性、耐腐濁、抗紫外線、臭氧等各種苛刻條件下使用。
圖1是本發明的結構示意圖； 圖2是圖1的截面剖視結構圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。圖1至圖2所示為本發明的結構示意圖。其中的附圖標記為膠管本體1、內管橡膠層2、纖維線增強層3、外管橡膠層4。如圖1至圖2所示，本發明的一種SCR應用汽車膠管，包括輸送選擇性催化還原溶液用於消除汽車尾氣中有害氮氧化物(NOx)的膠管本體1，膠管本體1由內向外依次為內管橡膠層2、纖維線增強層3和外管橡膠層4，內管橡膠層2和外管橡膠層4由下列重量份的組分材料製備而成
三元乙丙橡膠100重量份
過氧化物硫化劑5重量份
交聯劑TAIC2. 5重量份
防老劑RD2重量份
補強劑陽080重量份
增塑劑225012重量份
硬脂酸1. 5重量份。本發明的膠管在材料選型方面，充分考慮能耐175度高溫和耐-40度低溫及耐膨脹力要求，在配方設計時，考慮到耐高溫硬度變化率、體積變化率、強力變化率、伸長變化率等，在骨架層選擇方面要考慮到耐高溫性能，選擇強力高，熱收縮小的骨架材料，並且在試驗設備上，本發明選擇模擬汽車上的工作狀態的脈衝試驗機，同時參照歐盟車輛中止的條款指標經多次試驗取得能夠能滿足耐高溫、耐低溫、耐氣候、耐化學性，耐油性，能承受突然的增壓力，以及在冷凍下可以承受尿素膨脹的膠管。採用這種組分的膠管，利用硫化劑的耐熱性來提高耐熱性縮短硫化時間，換句話說，傳統的用硫磺硫化的膠管的耐熱溫度為150 度，而用過氧化物硫化的膠管的耐熱溫度為175度，同時，傳統的硫磺硫化所需的時間是40 分鐘，而用過氧化物硫化所需的時間是20分鐘，大大提高生產效率，節省生產成本。為了取得更好的技術效果，作為改進，纖維線增強層是芳綸線層。以前傳統的做管子是網眼的骨架層，採用這種方式管子收縮大，膠管強力也受影響，最終影響產品的脈衝性能。本發明採用網格方式的骨架層，管子收縮率小，不影響管子強力，能充分發揮芳綸線的強度高、伸長率小、脈衝性能好的特性，使本發明的強度更高。上述的內管橡膠層為三元乙丙橡膠。本發明所要解決的另一個技術問題是，提供一種SCR應用汽車膠管的生產工藝， 其包括以下步驟
步驟1 按下列組分將膠料送入密煉機混煉，所述膠料的組分為
三元乙丙橡膠100重量份
過氧化物硫化劑5重量份
交聯劑TAIC2. 5重量份
防老劑RD2重量份
補強劑陽080重量份
增塑劑225012重量份
硬脂酸1. 5重量份；步驟2 將密煉後的膠料進行快檢試驗，通過指定指標參數來控制膠料的門尼粘度、焦燒時間，以便後序的擠出工藝中橡膠和與芳綸線的粘合；
步驟3 將快檢試驗後的膠料放入直型機頭的120擠出機擠出內管橡膠層； 步驟4 根據擠出的內管橡膠層的內徑和外徑選擇相應針數的針織機在擠出的內管橡膠層上編織纖維線增強層，得到半成品；
步驟5 在120擠出機上用T型機頭在步驟4得到的半成品外擠出外管膠橡膠層； 步驟6 將擠出外管膠橡膠層的膠管按規定要求切斷，硫化罐硫化； 步驟7 將硫化後的膠管經清冼、割頭，噴碼標示後得到成品膠管。上述的步驟1中的膠料採用逆向混合的方法，採用15RPM至20RPM的轉子轉速，冷卻水的進水溫度控制在20度以下，混煉後的出膠溫度為110度至120度，可以允許填料和助劑在轉子的機械作用下先行混合，硫化劑最後加入。上述的步驟3中直型機頭的機頭溫度為65度、餵料口的溫度為45度、內管的外徑為5毫米至60毫米。上述的步驟4中針織機的節距為3毫米至5毫米。上述的步驟5中T型機頭的機頭溫度為70度、餵料口的溫度為45度、外管的外徑為10毫米至80毫米。上述的步驟6中硫化罐硫化時間為20分鐘。本發明擠出工藝由一條擠出線同時完成，這種生產工藝流程較為先進，採用全機聯動形式，雷射測徑儀控制內徑和外徑，若尺寸微有波動測徑儀信號會自動反饋到主控櫃， 擠出機速度將進行適當的微調，便於控制內、外徑尺寸。全線聯動擠出線產品尺寸穩定，合格率高，生產效率高，從而降低了生產成本。整線擠出有利於針織層與外膠層之間的粘合力。鑑於本發明的使用條件苛刻，尿素水溶液因濃度不同，有的在-40度時就會凍結，在冷凍下要能承受尿素膨脹。本發明的承壓能力、附著力、耐高溫性尤為重要，其中附著力與配方設計和紗線選型有關外，擠出機口型設計和整條線聯動生產有密切的關係，整線生產有利於產品附著力的穩定性。本發明的生產工藝與現有技術相比，具有以下優點
一、由於膠管經擠出機擠出內膠層後，直接進行纖維線纏繞，無需掛漿和乾燥工序，纏繞線直接與內膠層粘合，再經過擠出機直接在纖維增強層上擠出外膠層，直接達到粘合的效果，因此簡化了生產工藝，節約了成本，同時粘合牢固，產品質量好。二、膠料採用逆向混合的方法混合，能防止膠料過熱焦燒，可以允許填料和助劑在轉子的機械作用下先行混合，這樣不會造成溫度的上升，過氧化物硫化劑最後加入，是延長混煉時間來獲得最佳的混煉效果，這樣，密煉後的膠料具有良好的壓縮應力釋放性能，在多種油液中經過較長時間使用後保持良好的滲透性。本發明的主要性能指標如下 1、清潔度每種尺寸，不同的清潔度。2、氣味膠管不允許有臭氣味。3、膠管尺寸必須是最小的，要求沒彎折和纏線痕跡。其結構參數要求如下
1、氣密性和滲透性在給定的壓力和工作範圍下，洩露< 2CCm/min或是滲透< 5ppmCARB。2、管子膨脹範圍8%_5%。3、膨脹力管子內壓不超過lObar。4、彎曲半徑彡30mm自由移動。5、抗震性能彌補地盤和傳動系統之間的相對運動，通過IS0016750-3TestVI和 TestVII抗震測試。6、彈性模管的變化允許溫度-5度-80度，彈性模量的變化< 1 士 15%。7、耐蒸汽噴射通過DIN40050IPX9K耐蒸汽噴射測試，性能不能。8、永久粘連層建的附著力有永久的壽命。其化學參數要求為
1、耐化學性尿素、鹽水/水、機油、油脂、汙染、自動傳輸流體、乙二醇(50%水)、丙二醇 (50%水)、柴油、引擎脫脂劑、電池酸。2、內層耐尿素和漏氣。根據DIN70070/IS022M1，因為內層是淋濾作用，尿素的汙染是不允許的(儲存尿素42010在80度下)。3、耐腐濁通過SAEJ2044 :SEP2002 § 7. 1鹽霧測試500小時後管子仍可以正常使用。4、抗氯鋅通過SAEJ2044 :SEP2002 § 7. 2測試，性能不變。5、抗紫外線、臭氧通過外層IS04892-2抗紫外線測試和IS01431臭氧測試。關於SCR，在化工行業，利用選擇性催化還原(SCR)技術將煙氣中的氮氧化物脫除的方法是當前世界上脫氮工藝的主流。選擇性催化還原法是利用氨(NH3)對NOx還原功能，在32(T400°C的條件下，利用催化劑作用將NOx還原為對大氣沒有影響的N2和水。「選擇性」的意思是指氨有選擇的進行還原反應，在這裡只選擇NOx還原。催化劑是整個SCR 系統的核心和關鍵，催化劑的設計和選擇是由煙氣條件、組分來確定的，影響其設計的三個相互作用的因素是NOx脫除率、NH3的逃逸率和催化劑體積。在形式上主要有板式、蜂窩式和波紋板式三種。這種方法多用在鍋爐煙氣的治理上，其催化溫度一般需要300°C以上，在治理過程中還能夠回收部分熱能，但投資和運行費用較高，難以在中小企業中普及。 氣體在專用焚燒爐內進行焚燒的方法，其燃燒溫度達到800-1400°C。吸附法是用矽膠、分子篩、活性炭等吸附劑將廢氣中的氮氧化物吸附，然後解吸並用水或鹼液吸收以脫除氮氧化物。該法由於吸附劑用量多、設備龐大、再生頻率高等原因，導致投資大、運行費用高、治理效果不穩定，因此應用並不廣泛。電子束照射法則是採用電子束照射燃燒尾氣，使尾氣中含有的氮氧化物與固體微粒形成酸霧混合物，再用電吸塵器將其分離，該法目前仍處於小規模試驗階段運行，尚未達到工業化規模程度。幹法處理技術的主要缺陷是不能有效地回收氮氧化物資源。其中主要反應(都是高溫下銅鉻觸媒催化條件)4NH3+6N0=5N2+6H20 8NH3+6N02=7N2+12H20 4NH3+302=2N2+6H20 4NH3+502=4N0+6H20 2NH3 可逆生成 N2+3H2
在汽車行業SCR (Selective Catalyst Reduction):選擇性催化還原系統。柴油機所產生的微粒(PM)和氮氧化物(NOx)是排放中兩種最主要的汙染物。從目前降低汽車尾氣排放的技術途徑來看，要達到歐IV排放標準，一般不再從發動機本身的結構方面採取措施， 通常是採取排氣後處理的方式來降低汙染物的排放量，而尿素-SCR選擇性催化還原法是最具現實意義的方法，它能把發動機尾氣中的NOx減少50%以上。SCR技術的優點增加升功率降低熱損耗(Low heat rejection) 對比歐三產品，發動機結構沒有改變對比歐三產品，燃油經濟性得到改善機油更換周期更長(Low soot)尿素的成本低升級至歐五的能力。 本發明的最佳實施例已闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型都不會脫離本發明的範圍。
權利要求
1.一種SCR應用汽車膠管，包括輸送選擇性催化還原溶液用於消除汽車尾氣中有害氮氧化物(NOx)的膠管本體，其特徵是所述膠管本體由內向外依次為內管橡膠層、纖維線增強層和外管橡膠層，所述的內管橡膠層和外管橡膠層由下列重量份的組分材料製備而成三元乙丙橡膠100重量份過氧化物硫化劑5重量份交聯劑TAIC2. 5重量份防老劑RD2重量份補強劑陽080重量份增塑劑225012重量份硬脂酸1. 5重量份。
2.根據權利要求1所述的SCR應用汽車膠管，其特徵是所述的纖維線增強層是芳綸線層。
3.根據權利要求1所述的SCR應用汽車膠管，其特徵是所述的內管橡膠層為三元乙丙橡膠。
4.一種製備權利要求1所述的SCR應用汽車膠管的生產工藝，其特徵是包括以下步驟步驟1 按下列由下列重量份的組分材料配製的膠料送入密煉機混煉，該膠料的組分為三元乙丙橡膠100重量份過氧化物硫化劑5重量份交聯劑TAIC2. 5重量份防老劑RD2重量份補強劑陽080重量份增塑劑225012重量份硬脂酸1. 5重量份；步驟2 將密煉後的膠料進行快檢試驗，通過指定指標參數來控制膠料的門尼粘度、焦燒時間，以便後序的擠出工藝中橡膠和與芳綸線的粘合；步驟3 將快檢試驗後的膠料放入直型機頭的120擠出機擠出內管橡膠層；步驟4 根據擠出的內管橡膠層的內徑和外徑選擇相應針數的針織機在擠出的內管橡膠層上編織纖維線增強層，得到半成品；步驟5 在120擠出機上用T型機頭在步驟4得到的半成品外擠出外管膠橡膠層；步驟6 將擠出外管膠橡膠層的膠管按規定要求切斷，硫化罐硫化；步驟7 將硫化後的膠管經清冼、割頭，噴碼標示後得到成品膠管。
5.根據權利要求4所述的SCR應用汽車膠管的生產工藝，其特徵是所述的步驟1中的膠料採用逆向混合的方法，採用15RPM至20RPM的轉子轉速，冷卻水的進水溫度控制在20 度以下，混煉後的出膠溫度為110度至120度，可以允許填料和助劑在轉子的機械作用下先行混合，硫化劑最後加入。
6.根據權利要求5所述的SCR應用汽車膠管的生產工藝，其特徵是所述的步驟3中直型機頭的機頭溫度為65度、餵料口的溫度為45度、內管的外徑為5毫米至60毫米。
7.根據權利要求6所述的SCR應用汽車膠管的生產工藝，其特徵是所述的步驟4中針織機的節距為3毫米至5毫米。
8.根據權利要求7所述的SCR應用汽車膠管的生產工藝，其特徵是所述的步驟5中T 型機頭的機頭溫度為70度、餵料口的溫度為45度、外管的外徑為10毫米至80毫米。
9.根據權利要求8所述的SCR應用汽車膠管的生產工藝，其特徵是所述的步驟6中硫化罐硫化時間為20分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種SCR應用汽車膠管及其生產工藝，由內向外依次為內管橡膠層、纖維線增強層和外管橡膠層，其工藝包括以下步驟①將內外膠層的膠料組分送入密煉機混煉；②將密煉後的膠料進行快檢試驗；③將快檢試驗後的膠料放入直型機頭的120擠出機擠出內管橡膠層；④用針織機在擠出的內管橡膠層上編織纖維線增強層，得到半成品；⑤在120擠出機上用T型機頭在得到的半成品外擠出外管膠橡膠層；⑥膠管切斷，硫化罐硫化；⑦將硫化後的膠管經清冼、割頭，噴碼標示後得到成品膠管。本發明簡化了生產工藝，節約了成本，同時粘合牢固，產品質量好；密煉後的膠料具有良好的壓縮應力釋放性能，在多種油液中經過較長時間使用後能保持良好的滲透性。
文檔編號B29C47/36GK102305319SQ20111025521
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者蔣亨雷 申請人:寧波豐茂汽車零部件有限公司