ТОПЛИВНЫЙ ШЛАНГ Российский патент 2006 года по МПК F16L11/08 F16L9/12 

Изобретение относится к разработке шлангов с пониженной топливопроницаемостью, предназначенных для подачи топлива по трубопроводам бензиновых двигателей с электронной системой регулирования впрыска топлива, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий для автомобильной промышленности.

Известны топливные шланги с высокой межслоевой адгезией, изготовленные из тепломаслостойкого фторкаучука (внутренний слой) и этиленвинилацетатного сополимера (наружный слой). Для внутреннего слоя используют резиновую смесь состав, мас.ч.: каучук Dai-el G703 (содержит диольную вулканизующую систему) (100), гидроксид кальция (5), техуглерод (15), а для наружного слоя - сополимер бутилакрилата, этилена, 2-метоксиэтилакрилата и винилацетата (15:10:50:25) с 4 мас.ч. гуанидинового вулканизующего агента. Слоистые трубки из этих смесей получают совместной экструзией с последующей оплеткой полиэфирным волокном (Пат. 61-171981, Япония (1986) (СА, 1986, V.105, 228338).

Описана технология изготовления двуслойных бензостойких шлангов с внутренним слоем из фторкаучука и наружным слоем из эпихлоргидринового или хлоропренового каучука (Пат. 5356681, США (1984) (РЖХ, 1997, 1У47П). Многослойные резины получают путем совместной экструзии смесей на основе фторкаучука (внутренний слой) и на основе бутадиен-нитрильного каучука (менее 37% акрилонитрила) с диоксидом кремния (наружный слой), оплеткой и последующей вулканизацией (Заявка 01-247157, Япония (1989) (СА. 1990, V.112, 100517), см. обзор, автор: Нудельман З.Н., Каучук и резина, №1, 2001, с.31-42.

Аналогичные образцы шлангов изложены в патентах: DE 3821723, С1, 21.09.1989, DE 3510395, A1, 25.09.1986, DE 3715251, A1, 01.12.1988, однако использование их по стандарту ЕВРО-3 (ТУ 305-57-089-99 - утечка топлива не более 2,5 г/м²/24 часа с учетом "холостого" образца) является проблематичным, так как основное их предназначение - это стандарт ЕВРО-2 (ТУ 2556-002-12212865-99 - утечка топлива не более 50 г/м²/24 часа без учета "холостого" образца).

Известно использование фторкачуковых латексов для получения пленок в качестве связующего материала при пропитке асбестовых волокон.

В состав пленок на основе латекса марки LD-242 из фторкаучука вайтон А входят (в.ч. на 100 в.ч. каучука):

латекс LD-242 - 100, ZnO - 10, бланфикс - 10, неионный ПАВ - 3,

вулканизующий агент LD-214 (бис-циннамилиденгексаметилендиимин) - 2 (см. Галил-Оглы Ф.А., Новиков А.С., Нудельман З.Н. Фторкаучуки и резины на их основе. М.: Химия, 1966. - c.218). Пленки, в основном, используются для нанесения покрытий на ткани и металлы.

Наиболее близким к заявляемому способу является рукав для топливных систем двигателей автомобилей, в состав которого входят внутренний слой из фторкаучука и промежуточный и наружный слои из эпихлоргидринового каучука (Патент №2235245, БИ №24, 2004 г., прототип).

Недостатком прототипа является высокая топливопроницаемость шланга (рукава) и его неудовлетворительная стабильность в весе во времени (плавающее значение "холостого" (незаполненного топливом) образца для контроля по ТУ 2556-119-00149289-2001). Стабильность в весе во времени незаполненного топливом образца шланга необходима для достоверного определения его топливопроницаемости по ТУ 2556-119-00149289-2001, по которому учет веса "холостого" образца не проводится.

Целью изобретения является достижение низкой топливопроницаемости шланга.

Указанная цель достигается путем нанесения на поверхность шланга водного раствора фторсодержащего латекса.

Сущность изобретения заключается в нанесении на топливный шланг, содержащий внутреннюю камеру из резины на основе фторэластомера и промежуточный и наружный слои из резин на основе эпихлоргидринового каучука, слоя фторсодержащего латекса толщиной 0,1...0,3 мм при расходе 0,2...0,6 кг/м² при температуре сушки 110...130°С. При этом достигается уменьшение топливопроницаемости в 1,8...1,9 раза.

Пример 1. Получение раствора для промазки топливного шланга.

В емкость помещают 2000 г латекса СКФ-26И с концентрацией каучука 40% (ТУ 6-05-041-352) и 200 г деионизированной воды. В качестве отвердителя используют карбамат гексаметилендиамина 1,8...2,0 в.ч. на 100 в.ч. в пересчете на каучук. Наполнитель - цинковые белила БЦО (ГОСТ 202-84) в концентрации 15...18 в.ч. на 100 в.ч. каучука. Раствор наносят на поверхность топливного шланга кисточкой, окунанием или распылением в два-три слоя (толщина 0,1...0,3 мм). Далее сушат горячим воздухом. Температура сушки 120±10°С при расходе латекса 0,2...0,6 кг/м² на стадии обработки шланга.

Пример 2. Испытание топливных шлангов

Проведение лабораторных испытаний опытных образцов шлангов на соответствие требованиям ТУ 2556-119-00149289-2001 и ТУ 305-57-089-99 по показателю топливопроницаемость при температуре 23±2°С осуществлялось на детали 2123-1101079-20 "Шланг вентиляционный топливного бака и наливной трубы". Норма по ТУ 2556-119-00149289-2001 не более 5,0 г/м²/24 часа без учета "холостого" образца, норма по ТУ 305-57-089-99 не более 2,5 г/м²/24 часа с учетом "холостого" образца, стандарт ЕВРО-3.

Результаты испытаний шланга-прототипа приведены в табл.1, а топливного шланга, покрытого слоем фторлатекса - в табл.2. Для наглядности в эксперимент брались шланги, не проходящие по обоим ТУ: 2556-119-00149289-2001 и 305-57-089-99, соответственно.

Таблица 1
Топливопроницаемость для шлангов ШЛ 7,94×14,29, не проходящих по ТУ для ЕВРО-3 (прототип)№ сутокМасса "холостого" образца, m(хол), гСуточная потеря массы, Δm (хол), гТопливопроницаемость "холостого" образца, Т, г/м²/24 часаМасса образца с топливом, m(т), гСуточная потеря массы с учетом "холостого", Δm, гРазница в убыли, Δm-Δm (хол), гТопливопроницаемость с учетом "холостого" образца, Т, г/м² /24 часаТопливопроницаемость без учета "холостого" образца, Т, г/м² /24 часа1110,14  116,11    2110,08-0,069,2116,07-0,04+0,02-6,13110,02-0,069,2116,02-0,05+0,01-7,74109,97-0,057,7115,97-0,05007,75109,94-0,034,6115,95-0,02+0,01-3,16109,89-0,057,7115,91-0,04+0,01-6,17109,86-0,034,6115,87-0,04-0,011,56,18109,82-0,046,1115,84-0,03+0,01-4,69109,78-0,046,1115,80-0,040-6,110109,74-0,046,1115,74-0,06-0,023,19,211109,70-0,046,1115,69-0,05-0,011,57,712109,67-0,034,6115,65-0,04-0,011,56,113109,64-0,034,6115,60-0,05-0,023,17,714109,61-0,034,6115,56-0,04-0,011,56,1Примечание: эффективная длина шланга, l (эфф.) = 261,92 мм;
внутренний диаметр, d=7,94 мм;
площадь, S=0,00653 м²;
Δm=-Δ(m(i+1)-m(i)).

Таблица 2
Топливопроницаемость для заявляемых шлангов ШЛ 7,94×14,29 (промазка фторлатексом)№ сутокМасса "холостого" образца, m(хол), гСуточная потеря масссы, Δm (хол), гТопливопроницаемость "холостого" образца, Т, г/м² /24 часаМасса образца с топливом, m(т), гСуточная потеря массы с учетом
"холо стого", Δm, гРазница в убыли, Δm-Δm (хол), гТопливопроницаемость с учетом "холостого" образца, Т, г/м²/24 часаТопливопроницаемость без учета "холостого" образца, Т, г/м²/24 часа1107,67  113,69    2107,6700113,69+0,01+0,01- 3107,6700113,69-0,01-0,011,61,64107,6700113,6900--5107,68+0,010113,69+0,010--6107,6800113,6900--7107,69+0,010113,69+0,010--8107,70+0,011,6113,69+0,01+0,02--9109,7000113,6900--10107,7000113,6900--11107,69-0,011,6113,69-0,010--12107,70+0,010113,69+0,010--13107,7000113,6900--14107,69-0,011,6113,69-0,010--Примечание: эффективная длина шланга, l (эфф.) = 255,90 мм;
внутренний диаметр, d=7,94 мм;
площадь, S=0,00638 м²;
Δm=-Δ(m(i+1)-m(i)).

Изобретение предназначено для подачи топлива по трубопроводам бензиновых двигателей. Технический результат изобретения - достижение низкой топливопроницаемости шланга. Топливный шланг, содержащий внутреннюю камеру из резины на основе фторэластомера и промежуточный и наружный слой из резин на основе эпихлоргидринового каучука, дополнительно содержит слой фторсодержащего латекса толщиной 0,1-0,3 мм на поверхности наружного слоя резины из эпихлоргидринового каучука. 2 табл.

Топливный шланг, содержащий внутреннюю камеру из резины на основе фторэластомера и промежуточный и наружный слои из резин на основе эпихлоргидринового каучука, отличающийся тем, что он дополнительно содержит слой фторсодержащего латекса толщиной 0,1-0,3 мм на поверхности наружного слоя резины из эпихлоргидринового каучука.