ШЛАНГ ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2008 года по МПК F16L11/08 

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 этилен-винилацетатного сополимера (наружный слой). Для внутреннего слоя используют резиновую смесь состава (масс.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 масс.ч. гуанидинового вулканизующего агента. Слоистые трубки из этих смесей получают совместной экструзией с последующей оплеткой полиэфирным волокном (Патент 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 (Патент 5356681, США, 1984) (РЖХ, 1997, 1У47П). Многослойные резины получают путем совместной экструзии смесей на основе фторкаучука (внутренний слой) и на основе бутадиен-нитрильного каучука (<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 требование к ним - это соответствие стандарту ЕВРО-2 (ТУ 2556-002-12212865-99 - утечка топлива не более 50 г/м²/24 часа без учета "холостого" образца). Классическим приемом уменьшения топливопроницаемости является увеличение числа слоев резины при экструзии (Строил С., Машлин К., Родневский Л. Проблемы уменьшения выделения паров топлива и производство топливных шлангов. Материалы в автомобилестроении. Сб. докладов II Международной научно-практической конференции, ч.2, Тольятти, 2004, с.201-205).

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. - с.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, Рукав для топливных систем двигателей автомобилей, БИ №24, 2004 г., прототип).

Недостатком прототипа является высокая топливопроницаемость шланга (рукава).

Техническим результатом заявляемого изобретения является достижение низкой топливопроницаемости шланга.

Поставленный результат достигается путем создания на поверхности полиэфирной нити, используемой для армирования топливного шланга, барьерного слоя нитрилсодержащего каучука толщиной 0,1-0,3 мм.

Сущность изобретения заключается в дополнительном нанесении на внутреннюю поверхность армирующего слоя из полиэфирной нити топливного шланга, содержащего внутреннюю камеру из резины на основе фторэластомера, армирующий слой из полиэфирной нити, промежуточный и наружный слои из резин на основе эпихлоргидринового каучука, барьерного слоя нитрилсодержащего каучука толщиной 0,1-0,3 мм.

Данный слой толщиной 0,1-0,3 мм предварительно наносится на поверхность полиэфирной нити и сушится при температуре от 90 до 110°С, затем соединяется с промежуточным и наружным слоем резины на основе эпихлоргидринового каучука в процессе вулканизации. Расход нитрильного каучука для покрытия нити 0,2-0,6 кг/м².

Вулканизация шланга осуществляется в автоклаве при температуре, соответствующей технологическому процессу (165-175°С, в течение 25-35 минут). В результате этого достигается уменьшение топливопроницаемости в 1,2-1,3 раза.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый топливный шланг отличается дополнительным слоем из нитрилсодержащего каучука, что соответствует критерию "новизна".

Получение дополнительного барьерного слоя между промежуточным и наружным слоями из эпихлоргидринового каучука можно рассматривать как соответствие критерию "изобретательский уровень".

Пример 1. Промазка полиэфирной нити

В емкости растворяют 400 г каучука СКН-40 в 800 г ацетона. Полученный раствор наносят на поверхность полиэфирной нити в два-три слоя (толщина 0,1-0,3 мм). Сушка производится горячим воздухом при температуре 90-110°С (при расходе раствора 0,2-0,6 кг/м²). Дальнейшее изготовление и вулканизация шланга проводятся в соответствии с технологической картой известным путем.

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 20-23°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 и топливного шланга, армированного полиэфирной нитью с дополнительным барьерным слоем нитрильного каучука, приведены в табл.1.

Таблица 1
Топливопроницаемость для шлангов ШЛ 7,94×14,29 (среднее из трех значений)№ п/пшлангтопливопроницаемость с учетом "холостого" образца, Т, г/м²/24 часатопливопроницаемость без учета "холостого" образца, Т, г/м²/24 часа1прототип2,34,72заявляемый1,73,6Примечание: эффективная длина шланга l (эфф.)=260-270 мм;
внутренний диаметр d=7,94 мм; наружный диаметр d=14,29 мм.

Как видно из табл.1, введение дополнительного барьерного слоя снижает топливопроницаемость шланга в 1,2-1,3 раза.

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. В шланге для топливных систем автомобиля, содержащем внутреннюю камеру из резины на основе фторэластомера, армирующий слой из полиэфирной нити, промежуточный и наружный слои из резин на основе эпихлоргидринового каучука, на поверхности армирующего слоя создается барьерный слой из нитрильного каучука толщиной 0,1-0,3 мм, который наносится на полиэфирную нить из ацетонового раствора с последующей сушкой при температуре 100-110°С, а затем соединяется со слоями - промежуточным и наружным в процессе вулканизации в автоклаве. Технический результат изобретения - снижение топливопроницаемости. 1 табл.

Шланг для топливных систем автомобиля, содержащий внутреннюю камеру из резины на основе фторэластомера, армирующий слой из полиэфирной нити, промежуточный и наружный слои из резин на основе эпихлоргидринового каучука, отличающийся тем, что на поверхности армирующего слоя создается барьерный слой из нитрильного каучука толщиной 0,1-0,3 мм, который наносится на полиэфирную нить из ацетонового раствора с последующей сушкой при температуре 100-110°С, а затем соединяется со слоями промежуточным и наружным в процессе вулканизации в автоклаве.