一种低泄漏新型R744冷媒空调软管及其制备方法与流程

一种低泄漏新型r744冷媒空调软管及其制备方法
技术领域
1.本发明属于空调软管领域，主要涉及一种空调软管及其制备方法，具体是一种低泄漏新型r744冷媒空调软管及其制备方法。


背景技术：

2.蒙特利尔协议签订之前，空调系统用制冷剂主要以卤代烃(cfcl2)为主，该类制冷剂破坏臭氧层，引发温室效应导致全球变暖。制冷剂对臭氧层的破坏潜值用odp(ozone depletion potential的简称)表示，对全球变暖影响潜值用gwp(global warming potential的简称)表示。该制冷剂因其odp太高已被蒙特利尔协议作一级限制使用。现广泛应用的hfc-134a(简称r134a)冷媒不含卤原子，其odp为零，但gwp高达1300。欧盟已经通过法规自2017年1月1日起，禁止所有汽车空调使用gwp超150的冷媒。因此，更低gwp的冷媒必将成为未来的发展趋势。r744是天然工质，odp为0，gwp为1，具有无毒、不燃、物理化学性能稳定等优点，作为制冷剂已被广泛认可。但r744空调系统存在工作压力高(0～13mpa)，r744分子小从而更容易泄漏，导致空调制冷效果变差等现象。
3.泄漏作为空调系统最为敏感的性能点，技术人员一直不断地致力于更低冷媒泄漏的研究中。传统的空调管结构适用的工作压力区间仅仅为0～3.5mpa，阻隔层仅为单一的聚酰胺6材料，远远达不到r744运行要求。
4.乙烯-四氟乙烯共聚物(简称etfe)是众多氟塑料中兼具极强气密性、挤出工艺性、粘合性及韧性最好的品种，用作r744空调软管中可起到更强的阻隔性及支撑韧性。
5.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种低泄漏新型r744冷媒空调软管及其制备方法，以实现更高的气密性。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
8.一方面，本发明提供一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，该软管由内到外包括：阻隔层、中胶层、增强层和外胶层，所述阻隔层由四氟乙烯聚合物与聚酰胺复合而成，所述增强层包括第一增强层、胶片层和第二增强层，第一增强层和第二增强层由双层pva维伦线编织而成，双层pva维伦线之间设有环保粘合胶片构成胶片层。
9.进一步的，所述阻隔层由聚酰胺-四氟乙烯聚合物-聚酰胺三层复合制得，具体包括第一聚酰胺层、四氟乙烯聚合物层和第二聚酰胺层，其中各层厚度范围为0.1～0.3mm，整个阻隔层的厚度范围为0.3～0.9mm。
10.进一步的，所述聚酰胺层的材料为pa1212，pa8，pa7，ppa中的一种或几种的复合。
11.进一步的，所述聚酰胺层的材料采用pa1212，pa1212在聚酰胺材料中具有最好的柔性，加工工艺性能好，与etfe复合可平衡两者的刚性与柔性，同时作为过渡层粘合etfe与中胶层，保证了复合阻隔层的柔韧性与胶管的一体稳定性。
12.进一步的，所述四氟乙烯聚合物层的材料为ptfe、etfe、efep中的一种或几种的复合。
13.进一步的，所述四氟乙烯聚合物层的材料采用etfe。
14.进一步的，所述中胶层的材料为丁基橡胶，溴化丁基橡胶，氢化丁腈橡胶，乙烯丙烯酸酯橡胶中的一种或几种的复合。
15.进一步的，所述外胶层的材料为溴化丁基橡胶，丁腈pvc橡胶，氯化聚乙烯橡胶中的一种或几种的复合。
16.进一步的，所述中胶层的厚度在0.5～2.0mm之间；所述外胶层的壁厚在0.5～2.0mm之间。
17.进一步的，所述增强层由3000d规格的双层pva维伦线编织而成，该线材强度大，伸长低，保证了胶管的高爆破强度及低膨胀性。双层维伦线之间设有胶片以增强维伦线间的粘合。胶片厚度在0.3～0.7mm之间。维伦线自身与橡胶有良好的粘合力，保证了与中胶层与外胶层始终具有紧密的粘结，不需胶黏剂，更加环保。大幅提高胶管的整体稳定性与物理机械性能。维伦线制造成本低，原材料易得，保证了胶管的货源稳定性及低成本性。
18.另一方面，本发明还提供一种低泄漏新型r744冷媒空调软管的制备方法，所述制备方法步骤如下：
19.步骤a：硬钢芯轴穿入塑料复合挤出机，同时进行聚酰胺-四氟乙烯聚合物-聚酰胺复合阻隔层挤出；
20.步骤b：将步骤a中制得的带芯轴阻隔层一边穿入橡胶挤出机，同时在阻隔层表面挤出贴覆中胶层；
21.步骤c：将步骤b中制得的多层管坯穿入到复合编织机中，在中胶层外表面编织第一维伦线，同时包裹薄胶片，随后进行编织第二维伦线；
22.步骤d：将步骤c中制得的编织管坯穿入到橡胶挤出机中，同时进行外胶层的挤出贴覆；
23.步骤e：将步骤d中制得的软管进行缠水布并高温蒸汽硫化；其中，硫化温度为150
±
3℃，硫化时间为75
±
5min；
24.步骤f：将步骤e中制得的软管解布后，脱芯制得所述空调软管。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所用四氟乙烯共聚物etfe具有极强的气密性，对r744制冷剂具有特别优异的阻隔作用；在氟塑料中具有最强的韧性；强度高，拉伸强度约是普通聚四氟乙烯(ptfe)的2倍，还具有良好的耐热、耐化学性能等优点。柔性最好的pa1212聚酰胺材料包覆于etfe层两侧组成复合层可均衡两者的刚性与柔性，达到优势互补，保护etfe免受外力因素损伤。同时pa1212也作为过渡层粘合etfe与溴化丁基中胶层，溴化丁基橡胶是一种气密性最好的通用橡胶，对防泄漏有一定的作用。搭配双层pva维伦线编织做增强层，保证了空调胶管具备更低的泄漏率同时具有高爆破强度性能，对空调系统长期稳定运行提供了可靠保障。
附图说明
26.图1是本发明实施例所提供的低泄漏新型r744冷媒空调软管示意图。
27.图中标记为：1-第一pa1212聚酰胺层，2-etfe层，3-第二pa1212聚酰胺层，4-中胶
层，5-第一增强层，6-胶片层，7-第二增强层，8-外胶层。
具体实施方式
28.下面通过具体实施方式(胶管结构：由内到外)对本发明的技术方案作进一步说明(以dn12结构为例)：
29.表a软管结构
[0030][0031]
实施例1
[0032]
本实施例的低泄漏新型r744冷媒空调软管，如表a所示，该软管由内到外包括：阻隔层，中胶层4，第一增强层5，胶片层6，第二增强层7和外胶层8。所述阻隔层由保护作用的第一pa1212聚酰胺层1与第二pa1212聚酰胺层3及起关键阻隔作用的etfe层2组成。所述第一增强层5、胶片层6、第二增强层7为双层维伦线与胶片复合编织而成。所述中胶层与外胶层均为溴化丁基橡胶材料。其中，第一pa1212聚酰胺层1与第二pa1212聚酰胺层3壁厚各为0.15mm，etfe层2壁厚为0.20mm，中胶层壁厚为1.0mm，外胶层壁厚为1.4mm。
[0033]
实施例2
[0034]
本实施例的低泄漏新型r744冷媒空调软管，如表a所示，该软管的etfe层的壁厚调整为0.3mm，其他结构同实施例1。
[0035]
对比例1
[0036]
本对比例1的低泄漏新型r744冷媒空调软管，如表a所示，与实施例1相比，仅etfe材料更换为evoh材料，其他同实施例1。
[0037]
对比例2
[0038]
本对比例2的低泄漏新型r744冷媒空调软管，如表a所示，与实施例1相比，中、外层胶更换为同壁厚的乙丙橡胶，其余同实施例1。
[0039]
对实施例1、实施例2、对比例1、对比例2进行综合特性分析可知，如表a所示：
[0040]
本发明的更低泄漏新型r744冷媒空调软管相比现有的evoh结构，在最关键的泄漏率性能上具备更低的泄漏率，同时爆破强度更大一些，弯曲强度接近，完全符合r744空调软管的要求。
[0041]
本发明新型软管所用乙烯-四氟乙烯共聚物具有极强的气密性，对r744制冷剂具有特别优异的阻隔作用；在氟塑料中具有最强的韧性；强度高，拉伸强度约是普通聚四氟乙烯(ptfe)的两倍，还具有良好的耐热、耐化学性能等优点。柔性最好的pa1212聚酰胺材料包覆在etfe层两侧组成复合层可均衡两者的刚性与柔性，达到优势互补，保护etfe免受外力因素损伤，保证了复合阻隔层的柔韧性。同时pa1212也作为过渡层粘合etfe与溴化丁基中胶层，溴化丁基橡胶是一种气密性最好的通用橡胶，对防泄漏有一定的作用。搭配双层pva维伦线编织做增强层，保证了空调胶管具备更低的泄漏率的同时具有高爆破强度性能，对空调系统长期稳定运行提供了可靠保障。
[0042]
与实施例1相比，对比例1中etfe换为evoh后，软管的泄漏率明显增大，这是由etfe中的分子及分子链结构决定。etfe分子链呈平面z字形，利于形成致密排列，致密排列的氟原子加上引入的乙烯结构共同形成结晶对r744的阻隔性大于乙烯醇结构对r744的阻隔性所致。爆破强度与弯曲强度(表征柔软度)接近。
[0043]
与实施例1相比，对比例2中的pa1212材料均换为pa66后，泄漏率接近，但弯曲强度上升明显，这是因为pa66刚性比pa1212大所致。
[0044]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，该软管由内到外包括：阻隔层、中胶层、增强层和外胶层，所述阻隔层由四氟乙烯聚合物与聚酰胺复合而成，所述增强层包括第一增强层、胶片层和第二增强层，第一增强层和第二增强层由双层pva维伦线编织而成，双层pva维伦线之间设有胶片构成胶片层。2.根据权利要求1所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述阻隔层由聚酰胺-四氟乙烯聚合物-聚酰胺三层复合制得，具体包括第一聚酰胺层、四氟乙烯聚合物层和第二聚酰胺层，其中各层厚度范围为0.1～0.3mm，整个阻隔层的厚度范围为0.3～0.9mm。3.根据权利要求2所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述聚酰胺层的材料为pa1212，pa8，pa7，ppa中的一种或几种的复合。4.根据权利要求2所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述聚酰胺层的材料采用pa1212。5.根据权利要求2所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述四氟乙烯聚合物层的材料为ptfe、etfe、efep中的一种或几种的复合。6.根据权利要求2所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述四氟乙烯聚合物层的材料采用etfe。7.根据权利要求1所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述中胶层的材料为丁基橡胶，溴化丁基橡胶，氢化丁腈橡胶，乙烯丙烯酸酯橡胶中的一种或几种的复合。8.根据权利要求1所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述外胶层的材料为溴化丁基橡胶，丁腈pvc橡胶，氯化聚乙烯橡胶中的一种或几种的复合。9.根据权利要求1所述的一种低泄漏新型r744冷媒空调软管，其特征在于，所述中胶层的厚度在0.5～2.0mm之间；所述外胶层的的厚度在0.9～1.6mm之间；所述胶片的厚度在0.3～0.7mm之间。10.一种如权利要求1至9中任一项所述低泄漏新型r744冷媒空调软管的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：步骤a：硬钢芯轴穿入塑料复合挤出机，同时进行聚酰胺-四氟乙烯聚合物-聚酰胺复合阻隔层挤出；步骤b：将步骤a中制得的带芯轴阻隔层一边穿入橡胶挤出机，同时在阻隔层表面挤出贴覆中胶层；步骤c：将步骤b中制得的多层管坯穿入到复合编织机中，在中胶层外表面编织第一维伦线，同时包裹薄胶片，随后进行编织第二维伦线；步骤d：将步骤c中制得的编织管坯穿入到橡胶挤出机中，同时进行外胶层的挤出贴覆；步骤e：将步骤d中制得的软管进行缠水布并高温蒸汽硫化；其中，硫化温度为150
±
3℃，硫化时间为75
±
5min；步骤f：将步骤e中制得的软管解布后，脱芯制得所述空调软管。

技术总结
本发明公开了一种低泄漏新型R744冷媒空调软管及其制备方法，所述空调软管由内到外包括：阻隔层、中胶层、增强层和外胶层，所述阻隔层由聚酰胺-四氟乙烯聚合物-聚酰胺三层复合制得，具体包括第一聚酰胺层、四氟乙烯聚合物层和第二聚酰胺层，其中各层厚度范围为0.1～0.3mm，整个阻隔层的厚度范围为0.3～0.9mm；所述增强层包括第一增强层、胶片层和第二增强层，第一增强层和第二增强层由双层PVA维伦线编织而成，双层PVA维伦线之间设有胶片构成胶片层。本发明具有极强的气密性，对R744制冷剂具有特别优异的阻隔作用，并且搭配双层PVA维伦线编织做增强层，保证了空调胶管具备更低的泄漏率同时具有高爆破强度性能，对空调系统长期稳定运行提供了可靠保障。期稳定运行提供了可靠保障。期稳定运行提供了可靠保障。


技术研发人员：王峰 冯程 王亮燕 陶平
受保护的技术使用者：南京利德东方橡塑科技有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/9/7