一种耐油耐高温和高附着力的重卡VMQ硅胶管材料及制备方法与流程

一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法
技术领域
1.本发明具体涉及一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法，属于重卡vmq硅胶管制备方法技术领域。


背景技术：

2.目前，现有技术中的硅胶管能满足耐油、耐疲劳和耐温-35℃~230℃；对于重卡类硅胶管，需长期需耐275℃，需要耐高温硅胶，同时还需要满足工艺成型，和脉冲需要物性性能；现有的普通硅胶管无法满足上述需求；具体原因是现有的vmq硅胶通常耐热温度在200℃，且加工出的高温vmq胶料无法兼顾耐油耐高温与贴布胶的粘合问题，因此，亟待研发出一款适合加工重卡vmq硅胶管的材料及配备的加工方法。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提出了一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法，通过两种耐油、耐高温材料和高温骨架层材料、采用三段硫化生产工艺，加工出的硅胶管耐油、耐高温≥275℃长期使用，高温下仍具有回弹性和力学性能。
4.本发明的耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料，利用fvmq氟硅橡胶的耐油性，通过提升fvmq材料高温性和与vmq的粘合性；通过提升vmq硅橡胶耐高温≥275℃且与布层的粘合性胶料的设计，研究主复合高温稳定剂和辅助高温稳定剂材料配比，并加入适当的高温粘合剂试验研究和生产工艺处理，确保两种胶料共硫化在高温下保有一定的粘合强度，满足产品耐≥275℃高温硅胶管使用要求，通过脉冲“＞40万次可靠性的试验台架试验”和跑车试验，产品外观无破损，满足客户使用要求；其具体如下：所述材料组份包括fvmq配方、耐高温vmq硅橡胶配方和复合母炼硅胶；所述fvmq配方包括fvmq 100份、主复合耐热剂2~4份、膏状色母2~6份、辅助耐热稳定剂2~3份、高温粘合剂2~2.5份、偶连剂0.4~0.8份和硫化剂1~3份；通过添加合适的高温稳定剂、氧化铁黑等配比，来改善更高的耐热温度、更低的热老化损失、更低的成本对力学性能影响更小，提升fvmq耐高温性；所述vmq硅橡胶配方包括三种不同乙烯基含量硅橡胶混合并用，所述混合硅橡胶中占比依次为20~30份、20~30份和60~100份、白炭黑50~130份、硅氮烷0.5~0.9份、陶瓷粉10~30份、羟基硅油10~15份和偶联剂0.2~0.7份；该配方的vmq硅胶能够获得高温≥275℃经过表面处理和分散，使其在获取得更高的耐热温度和更低的热老化损失的同时、性能更加出色，对力学性能影响更小，保持产品在高温环境下使用仍有一定的回弹性、稳定性和一定的力学性能；所述复合母炼硅胶包括vmq硅橡胶500~600份、主复合高温稳定剂5~20份、辅助耐热剂5~8份、加入硫化剂5~12份和高温粘合剂8~15份。
5.上述配方除两种胶料硫化后自身粘合性，还选择精确配比的高温粘合剂和偶联
剂，并对两种胶料硫化速度进行匹配设计：实现（fvmq/vmq）同步硫化或接近同步硫化，提升粘合强度，同时能够提升vmq耐热≥275℃，热老化损失率≤25％和与加强层布的粘合性。
6.进一步地，所述fvmq为美国道康宁fvmq；胶分子结构引入部分三氟丙基约10~20%；通过提升耐高温性，保持耐油不受影响，试验数据和生产验证能满足使用要求；所述主复合耐热剂采用上海道氟ffkm牌耐热剂，辅助耐热稳定剂采用襄阳df130牌耐热剂。
7.进一步地，所述三种不同乙烯基含量硅胶包括乙烯基含量0.05的硅橡胶、乙烯基含量0.16的硅橡胶和乙烯基含量3.0的硅橡胶。
8.一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料制备方法，所述方法具体如下：首先，fvqm混炼胶制备，根据将fvmq胶500份在16寸小开炼机进行塑炼9~12分钟，加入主复合耐热剂10~20份和辅助耐热稳定剂10~15份、加入膏状色母10~30份、偶联剂2.0~4份和高温粘合剂10~12.5份, 充分捣炼约10次，再加硫化剂5~15份，再次捣炼10次，打卷50次均匀后下片，制得fvqm混炼胶；其次，vmq制备；所述vmq制备通过二段生产工艺进行捏炼和混炼，其具体如下：一段 vmq捏炼生产工艺为：在3l捏炼机中先加入不同乙烯基含量vmq硅橡胶并用，并用总份数1.2~1.5kg，白炭黑量为1.0~1.2kg,操作时先加入不超过30%的白炭黑,加入硅氮烷5~7g、陶瓷粉170~230g、羟基硅油100~230g和偶联剂2.4~4g，搅拌35~45分钟，温度≤100℃，待胶料结团，表面光滑后将余下炭黑分4~5次加入，当炭黑全部吃完后抽真空，压力为0.06~0.08mpa，时间40~50分钟，结束后继续捏炼20~30分钟，排胶温度150℃~160℃，捏炼总计6~8小时，即制得捏炼硅母橡胶；胶料冷却48小时；二段段vmq混炼生产工艺为：取一段 vmq捏炼生产的捏炼硅母橡胶500克，选择16寸小型开炼机，辊距调整3~5mm，胶料投入开炼机包辊后上下和左右捣炼5~10次，待胶料光滑和平整时，按复合母炼硅胶配方份数加入配方组份并充分捣炼均匀后加硫化剂再次捣炼均匀后打橡胶卷50次，然后放宽辊距约6~8mm下片制得混炼胶；硫化胶制备：混炼胶采用平板硫化机进行一段硫化，硫化条件：170℃*10min，在高温干燥箱中进行二段硫化，硫化条件200℃*4h；最后，胶管的制备，对加强层布预先贴高温胶处理，擦布为双面贴或单面贴，双面贴为油胶和高温硅胶，单面贴为高温硅胶，产品成型内胶和外胶分别为fvmq和vmq，缠绕5层贴布胶和外高温硅胶，经三段硫化,完成产品成型制备；其中一段硫化180℃*15min ；二段硫化150℃*45min和三段硫化200℃*6h。
9.胶管在产品结构设计根据产品装配空间，采用波纹胶管，确保产品在行驶中有一定的伸缩性，胶管通过两种材料组合，经三段硫化后满足客户台架试验和产品使用要求；高温vmq胶料同时要兼顾与贴布胶的粘合问题，避免产品分层、起泡，配方中加入高温粘合剂和偶连剂等，保持胶料在高温下稳定性；保证成型后硫化橡胶（vmq、fvmq和加强布）不分层和不起泡，通过测试确定两种胶料同步硫化，并对产品分三阶段进行特殊硫化处理，使产品在常温、高温下如粘合性、爆破强度、胶管膨胀等项目符合要求，产品可靠性“脉冲试验＞40万次”跑车试验后产品外观正常（内外无破损）。
10.与现有技术相比，本发明的耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法，制备的硅胶管采用内fvmq／外vmq，通过两种耐油、耐高温材料和高温骨架层材料、采用三段硫化生产工艺，加工出的硅胶管耐油、耐高温段≥275℃长期使用，高温下仍具有回
弹性和力学性能。
具体实施方式
11.实施例1：
12.本发明的耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法，利用fvmq氟硅橡胶的耐油性，通过提升fvmq材料高温性和与vmq的粘合性；通过提升vmq硅橡胶耐高温≥275℃且与布层的粘合性胶料的设计，研究主复合高温稳定剂和辅助高温稳定剂材料配比，并加入适当的高温粘合剂试验研究和生产工艺处理，确保两种胶料共硫化在高温下保有一定的粘合强度，满足产品耐≥275℃高温硅胶管使用要求，通过脉冲“＞40万次可靠性的试验台架试验”和跑车试验，产品外观无破损，满足客户使用要求；其具体如下：所述材料组份包括fvmq配方、耐高温vmq硅橡胶配方和复合母炼硅胶；所述fvmq配方包括fvmq 100份、主复合耐热剂2~4份、膏状色母2~6份、2~3份、高温粘合剂2~2.5份、偶连剂0.4~0.8份和硫化剂1~3份；通过添加合适的高温稳定剂、氧化铁黑等配比，来改善更高的耐热温度、更低的热老化损失、更低的成本对力学性能影响更小，提升fvmq耐高温性；所述vmq硅橡胶配方包括三种不同乙烯基含量硅橡胶混合并用，所述混合硅橡胶中占比依次为20~30份、20~30份和60~100份、白炭黑50~130份、硅氮烷0.5~0.9份、陶瓷粉10~30份、羟基硅油10~15份和偶联剂0.2~0.7份；该配方的vmq硅胶能够获得高温≥275℃经过表面处理和分散，使其在获取得更高的耐热温度和更低的热老化损失的同时、性能更加出色，对力学性能影响更小，保持产品在高温环境下使用仍有一定的回弹性、稳定性和一定的力学性能；所述复合母炼硅胶包括vmq硅橡胶500~600g、主复合高温稳定剂5~20份、辅助耐热剂5~8份、加入硫化剂5~12份和高温粘合剂8~15份。
13.上述配方除两种胶料硫化后自身粘合性，还选择精确配比的高温粘合剂和偶联剂，并对两种胶料硫化速度进行匹配设计：实现（fvmq/vmq）同步硫化或接近同步硫化，提升粘合强度，同时能够提升vmq耐热≥275℃，热老化损失率≤25/30％和与加强层布的粘合性。
14.所述fvmq为美国道康宁fvmq；胶分子结构引入部分三氟丙基约10%-20%；通过提升耐高温性，保持耐油不受影响，试验数据和生产验证能满足使用要求；所述主复合耐热剂采用上海道氟ffkm牌耐热剂，辅助耐热稳定剂采用襄阳df130牌耐热剂；其中，复合母炼硅胶可采用国产的重卡硅胶管常规组份，如高温粘合剂、偶连剂和硫化剂均采用了现有重卡硅胶管常规组份，或采用进口和国产结合配方，如采用如主复合高温稳定剂采用德国进口的rx-10；辅助耐热剂采用氧化铁黑广东t16，高温粘合剂采用捷克进口的sib1393167；其加工后整体性能基本一致。
15.所述三种不同乙烯基含量硅胶包括乙烯基含量0.05的硅橡胶、乙烯基含量0.16的硅橡胶和乙烯基含量3.0的硅橡胶。
16.一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料制备方法，所述方法具体如下：首先，fvqm混炼胶制备，根据将fvmq胶500份在16寸小开炼机进行塑炼9~12分钟，加入主复合耐热剂10~20份和辅助耐热稳定剂10~15份、加入膏状色母10~30份、偶联剂2.0~
4份和高温粘合剂10~12.5份, 充分捣炼约10次，再加硫化剂5~15份，再次捣炼10次，打卷50次均匀后下片，制得fvqm混炼胶；其次，vmq制备；所述vmq制备通过二段生产工艺进行捏炼和混炼，其具体如下：一段 vmq捏炼生产工艺为：在3l捏炼机中先加入不同乙烯基含量vmq硅橡胶并用，并用总份数1.2~1.5kg，白炭黑量为1.0~1.2kg,操作时先加入不超过30%的白炭黑,加入硅氮烷5~7g、陶瓷粉170~230g、羟基硅油100~230g和偶联剂2.4~4g，搅拌35~45分钟，温度≤100℃，待胶料结团，表面光滑后将余下炭黑分4~5次加入，当炭黑全部吃完后抽真空，压力为0.06~0.08mpa，时间40~50分钟，结束后继续捏炼20~30分钟，排胶温度150℃~160℃，捏炼总计6~8小时，即制得捏炼硅母橡胶；胶料冷却48小时；二段段vmq混炼生产工艺为：取一段 vmq捏炼生产的捏炼硅母橡胶500克，选择16寸小型开炼机，辊距调整3~5mm，胶料投入开炼机包辊后上下和左右捣炼5~10次，待胶料光滑和平整时，按复合母炼硅胶配方份数加入配方组份并充分捣炼均匀后加硫化剂再次捣炼均匀后打橡胶卷50次，然后放宽辊距约6~8mm下片制得混炼胶；硫化胶制备：混炼胶采用平板硫化机进行一段硫化，硫化条件：170℃*10min，在高温干燥箱中进行二段硫化，硫化条件200℃*4h；最后、胶管的制备，对加强层布预先贴高温胶处理，擦布为双面贴或单面贴，双面贴为油胶和高温硅胶，单面贴为高温硅胶，产品成型内胶和外胶分别为fvmq和vmq，缠绕5层贴布胶和外高温硅胶，经三段硫化,完成产品成型制备；其中一段硫化180℃*15min ；二段硫化150℃*45min和三段硫化200℃*6h。
17.胶管在产品结构设计根据产品装配空间，采用波纹胶管，确保产品在行驶中有一定的伸缩性，胶管通过两种材料组合，经三段硫化后满足客户台架试验和产品使用要求；高温vmq胶料同时要兼顾与贴布胶的粘合问题，避免产品分层、起泡，配方中加入高温粘合剂和偶连剂等，保持胶料在高温下稳定性；保证成型后硫化橡胶（vmq、fvmq和加强布）不分层和不起泡，通过测试确定两种胶料同步硫化，并对产品分三阶段进行特殊硫化处理，使产品在常温、高温下如粘合性、爆破强度、胶管膨胀等项目符合要求，产品可靠性“脉冲试验＞40万次”跑车试验后产品外观正常（内外无破损）。
18.根据本发明的耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法，加工出的重卡vmq硅胶管具有以下优点：1、产品成型选用全自动生产设备、通过两种耐油、耐高温材料和高温骨架层材料、采用三段硫化生产工艺，结果表明:硅胶管耐油、耐高温段≥275℃长期使用，高温下仍具有回弹性和力学性能，胶管可靠性能通过汽车厂台架试验（脉冲≥40万次）和跑车路试后产品外观正常（内外无破损）满足产品使用要求，现已通过第三方检验机构关于大马力胶管性能试验的检验，已经可进行批量生产。
19.2、该技术不仅大大提高胶管综合性能，增加了胶管的使用寿命，提高燃油利用率，降低燃油损耗，减少废气的排放。
20.3、选择加工两种材料橡胶（fvmq/vmq）为饱和橡胶，分子量小，受外环境影响小，具有优良的生物惰性和抗老化性、因此两种材料制成的产品为无毒、无味、无污染，有效减少有害气体的排放。
21.上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构
造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

技术特征：
1.一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料，其特征在于，所述材料组份包括fvmq配方、耐高温vmq硅橡胶配方和复合母炼硅胶；所述fvmq配方包括fvmq 100份、主复合耐热剂2~4份、膏状色母2~6份、辅助耐热稳定剂2~3份、高温粘合剂2~2.5份、偶连剂0.4~0.8份和硫化剂1~3份；所述vmq硅橡胶配方包括三种不同乙烯基含量硅橡胶混合并用，所述混合硅橡胶中占比依次为20~30份、20~30份和60~100份、白炭黑50~130份、硅氮烷0.5~0.9份、陶瓷粉10~30份、羟基硅油10~15份和偶联剂0.2~0.7份；所述复合母炼硅胶包括vmq硅橡胶500~600份、主复合高温稳定剂5~20份、辅助耐热剂5~8份、加入硫化剂5~12份和高温粘合剂8~15份。2.根据权利要求1所述的耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料及制备方法，其特征在于：所述三种不同乙烯基含量硅胶包括乙烯基含量0.05的硅橡胶、乙烯基含量0.16的硅橡胶和乙烯基含量3.0的硅橡胶。3.一种耐油耐高温和高附着力的重卡vmq硅胶管材料制备方法，其特征在于：所述方法具体如下：首先，fvqm混炼胶制备，根据将fvmq胶500份在16寸小开炼机进行塑炼9~12分钟，加入主复合耐热剂10~20份和辅助耐热稳定剂10~15份、加入膏状色母10~30份、偶联剂2.0~4份和高温粘合剂10~12.5份, 充分捣炼约10次，再加硫化剂5~15份，再次捣炼10次，打卷50次均匀后下片，制得fvqm混炼胶；其次，vmq制备；所述vmq制备通过二段生产工艺进行捏炼和混炼，其具体如下：一段 vmq捏炼生产工艺为：在3l捏炼机中先加入不同乙烯基含量vmq硅橡胶并用，并用总份数1.2~1.5kg，白炭黑量为1.0~1.2kg,操作时先加入不超过30%的白炭黑,加入硅氮烷5~7g、陶瓷粉170~230g、羟基硅油100~230g和偶联剂2.4~4g，搅拌35~45分钟，温度≤100℃，待胶料结团，表面光滑后将余下炭黑分4~5次加入，当炭黑全部吃完后抽真空，压力为0.06~0.08mpa，时间40~50分钟，结束后继续捏炼20~30分钟，排胶温度150℃~160℃，捏炼总计6~8小时，即制得捏炼硅母橡胶；胶料冷却48小时；二段段vmq混炼生产工艺为：取一段 vmq捏炼生产的捏炼硅母橡胶500克，选择16寸小型开炼机，辊距调整3~5mm，胶料投入开炼机包辊后上下和左右捣炼5~10次，待胶料光滑和平整时，按复合母炼硅胶配方份数加入配方组份并充分捣炼均匀后加硫化剂再次捣炼均匀后打橡胶卷50次，然后放宽辊距约6~8mm下片制得混炼胶；硫化胶制备：混炼胶采用平板硫化机进行一段硫化，硫化条件：170℃*10min，在高温干燥箱中进行二段硫化，硫化条件200℃*4h；最后，胶管的制备：对加强层布预先贴高温胶处理，擦布为双面贴或单面贴，双面贴为油胶和高温硅胶，单面贴为高温硅胶，产品成型内胶和外胶分别为fvmq和vmq，缠绕5层贴布胶和外高温硅胶，经三段硫化,完成产品成型制备；其中一段硫化180℃*15min ；二段硫化150℃*45min和三段硫化200℃*6h。

技术总结
本发明公开了一种耐油耐高温和高附着力的重卡VMQ硅胶管材料及制备方法，采用对FVMQ配方进行改进，及对VMQ硅橡胶配方进行设计；接着进行VMQ硅胶管制备，利用FVMQ氟硅橡胶的耐油性，通过提升FVMQ材料高温性和与VMQ的粘合性；通过提升VMQ硅橡胶耐高温≥275℃且与布层的粘合性胶料的设计，研究主复合高温稳定剂和辅助高温稳定剂材料配比，并加入适当的高温粘合剂试验研究和生产工艺处理，确保两种胶料共硫化在高温下保有一定的粘合强度，满足产品耐≥275℃高温硅胶管使用要求，热老化损失率≤25％，通过脉冲“＞40万次可靠性的试验台架试验”和跑车试验，产品外观无破损，满足客户使用要求。要求。


技术研发人员：孙继杰 李敏
受保护的技术使用者：山东腾龙天元橡塑科技有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/8/14