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汽车用燃油胶管的乙烯丙烯酸酯橡胶配方
    【技术领域】

    本发明涉及胶管技术领域，特别涉及汽车用燃油胶管的乙烯丙烯酸酯橡胶配方。

    背景技术

    汽车用燃油胶管是指在汽车上用于燃油输送的胶管，该胶管由内层胶、与内胶层粘合的中层胶，纤维加强层及外层胶构成，内层胶的材料一般为氟橡胶(以下简称FKM)，中层胶和外层胶一般为氯醇橡胶(ECO)，即FKM/ECO/AR/ECO结构，由于此类胶管用于燃油输送，因此要求此类胶管必须耐介质--燃油，而且目前环保要求越来越严格，整车排放由原来的欧III，欧IV，发展到目前的欧V，这就对燃油胶管的耐渗透性提出了更高的要求；另外，随着汽车发动机的机舱内的温度变得越来越高，由原来的125℃～140℃提高到150℃～175℃，原来传统的FKM/ECO/AR/ECO结构的耐温等级已经不能够满足使用要求。基于以上问题，我们研制的新型的燃油胶管耐温和耐燃油性能均较好，完全能够满足使用要求，耐温最高能够达到175℃的高温，我们采用的是将ECO橡胶全部更换为乙烯丙烯酸酯橡胶(以下简称AEM)，胶管结构为FKM/AEM/AR/AEM，乙烯丙烯酸酯橡胶是唯一一种能同时满足耐高温及耐化学物质(燃油+酸+油l/水)且成本可以接受的橡胶，但是在开发过程中，遇到的难题是FKM与AEM橡胶粘合的问题，FKM与AEM橡胶是通过双复合挤出机共挤来实现双层结构的，标准要求附着力达到2N/mm，因此AEM橡胶的配方设计是至关重要的。

    【发明内容】

    本发明的目的就是提供一种与FKM粘接很好的AEM橡胶的配方，应用于汽车燃油胶管中，不但满足了耐燃油渗透性、耐高温，而且能够和FKM有较好的粘接。

    本发明的燃油胶管的中层胶的组份和质量份数配方如下：

    乙烯丙烯酸酯橡胶GLS)     100份，

    快压出炭黑(N550)                  60～80份，

    热裂法炭黑(N990)                  10～30份，

    增塑剂                            5～15份，

    十八烷基胺(Armeen 18D)        0.5～1.5份，

    内部脱模剂                    0.5～1.0份，

    防老剂                        1～3份，

    己二胺氨基甲酸盐(Diak 1#)     1～2份，

    胍类促进剂                    1.5～2.0份，

    过氧化物(DCP)                 0.3～1份，

    其中，增塑剂包括TP-759、ADB-30、TP-95等(均为酯类或醚类的增塑剂)，内部脱模剂为适合于AEM橡胶的加工助剂，包括Vanfre VAM(络合有机烷基酸磷酸酯)，WB222(饱和脂肪酸酯)，WS180(脂肪酸衍生物及硅的化合物)等，均能够提高胶料的挤出性能，防老剂为胺类防老剂，如：Naugard 445(4，4-双二苯胺)。Diak 1#(己二胺甲酸盐)为杜邦公司生产的硫化剂，是AEM生胶的专用硫化剂。胍类促进剂包括DOTG(二邻甲苯胍)，DPG(二苯胍)等。

    本发明的主料为乙烯丙烯酸酯橡胶，为杜邦公司生产的，选用牌号是一种由乙烯、甲基丙烯酸酯及以硫化单体组成的三元共聚物。它采用二胺类硫化体系。与相比较，的甲基丙烯酸酯含量较高，故它有着更好的耐油性及稍高的玻璃化温度Tg。因此，我们选用

    N550炭黑属于快压出炉黑，吸碘值43g/kg，CTAB法表面积42m²/g，DBP吸收值1.21cm³/g，具有中等补强作用，粒子表面光滑，结构高，能赋予胶料以较高的挺性，挤出速度快，口型膨胀小，挤出物表面光滑，其补强能力比其他软质炭黑都高，耐磨性甚至比槽黑更好，硫化胶的耐高温性能较好，最终能够达到175℃的高温，且用于挤出的工艺中最优。但是单独采用这一种炭黑，虽然挤出工艺会有很大的改善，但是由于燃油胶管不仅对耐热、耐油要求高，对胶管的压缩永久变形要求更高，这就需要选用其他压缩永久变形更好的炭黑来并用，N990为中粒子热烈炭黑，结构相当低，可以大量填充，硫化胶的硬度低，生热小，变形小，耐老化性能良好，单独使用，压缩永久变形性能很好，160℃22小时后的压缩永久变形能够达到50％，但单独使用拉伸强度较低，为了提高混炼胶的综合性能，将N550和N990并用，不但满足了混炼胶的耐热性，较高的拉伸强度，而且压缩永久变形性能较好，弥补了单独使用的缺点。

    硫化体系为配方中至关重要的部分，其中Diak 1#为AEM胶料专用的硫化剂，选择胍类促进剂，一般的配方中会采用这两种组分一起做为硫化体系，但是在燃油胶管中要想使FKM与AEM有很好的粘结性能，必须保证KFM胶料与AEM胶料达到共硫化的状态，但由于FKM为过氧化物硫化，而AEM为Diak 1#和DPG的硫化体系，按照通常的硫化体系来生产，FKM和AEM不能很好的粘接，甚至会出现脱层的现象，为了能够实现两种胶料的共硫化，经过数次试验后，选择了在AEM配方中加入过氧化物DCP，加入此过氧化物硫化剂之后，将FKM，AEM的硫化点调整为一致，在硫化过程中，过氧化物将FKM和AEM共同硫化，粘接性能较好，最终，附着力能够达到2N/mm以上。

    采用以上配方生产的燃油胶管，结构为四层结构，即有内胶层FKM1，中胶层AEM2，芳纶线3，外胶层4组成，具体见图1和图2，首先FKM与AEM双复合挤出，之后编织一层芳纶线增强层，最后挤出一层AEM外层，成功的将ECO全部替换为AEM胶料，胶管性能有了很大的提高，耐温由原来的140℃提高到了175℃，耐油性能也由原来的135℃提高到了150℃，解决了FKM和AEM的粘接性能，附着力能够满足标准要求，且耐燃油渗透性能也同时提高了。

    【附图说明】

    图1：本发明胶管示意图。

    图2：本发明胶管剖面图。

    【具体实施方式】

    实施例1：

                     100份

    N550                        60份

    N990                        30份

    TP759                       5.0份

    Armeen 18D                  1.0份

    WS180                       0.5份

    Naugard 445                 1.0份

    Diak 1#                     1.0份

    DPG                         1.5份

    DCP                         0.3份

    采用实施例1的AEM配方，生产的四层结构的燃油胶管，能够得到较好的材料性能和附着力性能，与以往的燃油胶管相比，具有以下的特点和优势。

       序  号  项目  FKM/ECO/AR/ECO  结构燃油胶管  FKM/AEM/AR/AEM  结构燃油胶管  1  硬度Shore A  72.5  73.2  2  耐温等级  140℃  175℃  3  拉伸强度MPa  8.32  17.78  4  附着力N/mm  2.15  2.32  5  耐ASTM 3#油温  度等级  140℃  150℃  6  燃油渗透性能  7.32g/100cm²  5.46g/100cm²

    实施例2：

                    100份

    N550                       80份

    N990                       10份

    TP759                      5.0份

    Armeen 18D                 1.0份

    WB222                      0.5份

    Naugard 445                1.0份

    Diak 1#                    1.5份

    DPG                        2.0份

    DCP                        0.5份

    采用实施例2的AEM配方，生产的四层结构的燃油胶管，能够得到较好的材料性能和附着力性能，与以往的燃油胶管相比，具有以下的特点和优势。

       序  号  项目  FKM/ECO/AR/ECO  结构燃油胶管  FKM/AEM/AR/AEM  结构燃油胶管  1  硬度Shore A  72.5  76.2  2  耐温等级  140℃  175℃  3  拉伸强度MPa  8.32  18.24  4  附着力N/mm  2.15  2.19  5 耐ASTM 3#油温 度等级  140℃  150℃  6 燃油渗透性能  7.32g/100cm²  5.38g/100cm²

    实施例3：

            100份

    N550               70份

    N990               20份

    ADB-30             5.0份

    Armeen 18D         1.0份

    Vanfre VAM         0.5份

    Naugard 445        1.0份

    Diak 1#            2.0份

    DOTG               2.0份

    DCP                1.0份

    采用实施例3的AEM配方，生产的四层结构的燃油胶管，能够得到较好的材料性能和附着力性能，与以往的燃油胶管相比，具有以下的特点和优势。

       序  号 项目  FKM/ECO/AR/ECO  结构燃油胶管  FKM/AEM/AR/AEM  结构燃油胶管  1 硬度Shore A  72.5  74.9  2 耐温等级  140℃  175℃  3 拉伸强度MPa  8.32  16.89  4 附着力N/mm  2.15  2.39  5 耐ASTM 3#油温 度等级  140℃  150℃  6 燃油渗透性能  7.32g/100cm²  5.64g/100cm²

    实施例4：

                     100份

    N550                        80份

    N990                  10份

    ADB-30                10.0份

    Armeen 18D            1.0份

    WB222                 0.5份

    Naugard 445           1.0份

    Diak 1#               2.0份

    DOTG                  2.0份

    DCP                   1.0份

    采用实施例4的AEM配方，生产的四层结构的燃油胶管，能够得到较好的材料性能和附着力性能，与以往的燃油胶管相比，具有以下的特点和优势。

       序  号 项目  FKM/ECO/AR/ECO  结构燃油胶管  FKM/AEM/AR/AEM  结构燃油胶管  1 硬度Shore A  72.5  77.9  2 耐温等级  140℃  175℃  3 拉伸强度MPa  8.32  20.89  4 附着力N/mm  2.15  2.34  5 耐ASTM 3#油温 度等级  140℃  150℃  6 燃油渗透性能  7.32g/100cm²  5.12g/100cm²

    实施例5：

            100份

    N550               80份

    N990               20份

    TP95               15.0份

    Armeen 18D         1.0份

    Vanfre VAM         0.5份

    Naugard 445        1.0份

    Diak 1#            2.0份

    DPG                1.5份

    DCP                0.5份

    采用实施例5的AEM配方，生产的四层结构的燃油胶管，能够得到较好的材料性能和附着力性能，与以往的燃油胶管相比，具有以下的特点和优势。

       序  号 项目  FKM/ECO/AR/ECO  结构燃油胶管  FKM/AEM/AR/AEM  结构燃油胶管  1 硬度Shore A  72.5  76.8  2 耐温等级  140℃  175℃  3 拉伸强度MPa  8.32  18.75  4 附着力N/mm  2.15  2.34  5 耐ASTM 3#油温 度等级  140℃  150℃  6 燃油渗透性能  7.32g/100cm²  5.19g/100cm²