汽车散热器胶管使用EPDM缘由,散热器胶管的生产方法

汽车散热器胶管使用EPDM的缘由

虽然世界上第一条汽车散热器胶管是采用 SBR制造的,但是自汽车发动机舱内的工作温度变得越来越高以来,基于良好的性能/成本考虑,EPDM已成为目前公认的汽车散热器胶管的首选材料。

自20世纪70年代开始大规模采用EPDM生产汽车散热器胶管以来,这种胶管的使用寿命已得到极大的延长,主要是它解决了原有胶管因过早老化破裂而造成发动机严重损害的问题。

在过去的十几年间,EPDM单在汽车胶管(主要是汽车散热器胶管、空调胶管刹车胶管水箱胶管等)中的用量来说,预计每年的增长率约高达6%。

散热器胶管的生产方法

散热器胶管的生产方法,首先是挤出 EPDM内层管芯,然后在内层上缠绕织物或纤维增强层,之后再包上外胶层得到管坯,最后切成段插入芯棒,进入硫化罐硫化(若采用过氧化物硫化,还需抽空硫化罐中的氧气),最后脱除芯棒。

汽车散热器胶管对耐热(耐高温)性能的要求较高,一般为125~150℃,最高可达175℃。

此外,胶管胶料还要求耐汽车发动机的冷却液及其电化学作用。

改善汽车散热器胶管的建议

生胶如何选择?

通常,为了防止胶管在脱除芯棒时产生破坏,EPDM生胶应选用具有高定伸应力和撕裂强度的品级。

选择乙烯含量较高(约60%质量份)的生胶,有利于加大填充量和降低成本,此时胶料配合的总量应大于300份,以减小挤出时的口型膨胀,提高挤出速度和挤出稳定性。

选择乙烯含量较低(约55%质量份)的生胶,可制成压缩永久变形小、挤出制品规格要求高的胶管,但胶料的填兖量较小(成本较高)、挤出速度较低。

生胶分子量的选择要适宜,分子量过大,虽然可提高硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、回弹性以及填充量,但会使挤出过程中胶料弹性高、松弛时间过长,导致挤出口型膨胀增大,挤出尺寸和外观不好。

而选用分子量分布窄一些的生胶,虽可制得交联网状结构较完整、均一,物理机械性能较好的硫化胶制品,但挤出等加工性能相对较差。

选用第三单体含量较高的生胶,虽然硫化速度较快,硫化胶的定伸应力、生热、压缩永久变形等性能均有所改善,但挤出等加工过程中的焦烧时间会缩短,耐热性能也会有所下降。

对于耐温等级较高(125~150℃)的汽车散热器胶管,应选择分子量分布较窄或中等的EPDM生胶品级,以保持较高的物理机械性能和耐老化性能;

不可采用高ENB或DCPD含量的EPDM生胶品级,以免降低胶管的耐热老化性能。

补强剂、填充剂、操作油如何选择?

补强剂可采用快压出炉黑、高定伸半补强炉黑、通用炉黑等品种。

减少炭黑用量也可使胶料的导电性降低,这将有助于防止胶管的电化学腐蚀和龟裂。填充剂可少加或不加,以较低的填充量维持优良的耐热性和物理机械性能。

操作油可用石蜡基油,但应采用耐高温性能好、闪点高的品种,且用量应适当,否则会因充油过多而降低硫化体系的浓度,减慢硫化速度。

散热器软管的硫化体系

目前,散热器胶管胶料的硫化体系有硫黄体系和过氧化物体系两种。

硫黄硫化的胶管只能耐100 ℃的高温,但随着耐温要求的不断提高(最高可达150 ℃),采用过氧化物硫化或硫给予体硫化的EPDM才容易达到这个温度等级。

随着新型冷却液的开始使用,还要尽可能地减少冷却液对胶料中物质抽出产生的残渣沉淀物的出现量,以免阻塞发动机毛细管道中冷却液的正常循环。

硫黄硫化的EPDM散热器胶管在使用中因存在电化学腐蚀作用,会与冷却液中的缓蚀剂(主要是硼砂、磷酸盐添加剂或有机酸缓蚀剂)发生反应,生成沉淀物而堵塞发动机的毛细管道。

此外,这种电化学腐蚀作用,还可能导致内层胶管龟裂而发生早期破坏。

实验证明,过氧化物硫化的 EPDM散热器胶管的导电率(性)比硫黄硫化的要低得多,这说明过氧化物硫化的EPDM散热器胶管更耐电化学腐蚀,将更为耐用。因此,采用过氧化物取代硫黄硫化体系已成为一种趋势。

在采用过氧化物硫化散热器胶管时,可不用氧化锌(锌和促进剂均会与冷却液中的缓蚀剂反应生成沉淀物)。

为了改善胶管的耐热性,提高胶料中 EPDM的含胶率或加入耐热型的的防老剂也是需要的。

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