一种氢能源汽车硅胶管内层及其制备方法与流程

本申请涉及硅胶管，特别涉及一种氢能源汽车硅胶管内层及其制备方法。

背景技术：

1、氢能源汽车具有无污染，零排放，储量丰富等优势，而且氢气在燃烧时比汽油的发热量高，具有更高的能量利用率。而正是由于氢气燃烧的发热量高，其冷却系统具有较高的温度，因此要求氢能源汽车的硅胶管具有较好的耐高温性能。但常规的硅胶管耐高温性能并不佳，且硅胶管内层容易与氢气发生电离反应，进而析出影响氢气纯度的杂质，并且在氢气的输送过程中，压力发生变化时，硅胶管内层的耐压和耐渗透性能容易受到影响，这些都限制了橡胶材料在氢能源汽车胶管中的发展应用。

技术实现思路

1、本申请的主要目的是提供一种氢能源汽车硅胶管内层及其制备方法，旨在解决现有的氢能源汽车硅胶管不利于对氢气的输送的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出了一种氢能源汽车硅胶管内层，按重量份计，包括以下组分：聚甲基硅橡胶20份-30份、乙烯基硅橡胶15份-30份、三元乙丙橡胶30份-50份、二元乙丙橡胶接枝硅烷10份-20份、铂金配位硫化剂2份-8份、片状氧化铝20份-40份、石墨烯纳米片20份-40份、硅烷偶联剂1份-3份、间位芳纶纤维浆粕8份-15份、交联剂1份-2份、防老剂1份-2份和补强剂8份-15份。

3、可选地，所述铂金配位硫化剂的制备方法，包括以下步骤：

4、将1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷加入氯铂酸和异丙醇的混合液中，再加入nahco3，于70℃-80℃下反应1h-2h后，加入抑制性配位体，并通入惰性气体后，继续在70℃-80℃下反应1h-2h，再经冷却、过滤后，即得铂金配位硫化剂。

5、可选地，所述交联剂包括双异丙苯。

6、可选地，所述防老剂为环氧化植物油与对苯二胺的缩合物。

7、可选地，所述补强剂包括白炭黑、炭黑n220以及炭黑n330中的一种或多种。

8、本申请还提出了一种氢能源汽车硅胶管内层的制备方法，包括以下步骤：

9、将石墨烯纳米片超声分散于水中，得到石墨烯溶液，将硅烷偶联剂与片状氧化铝进行偶联后置于所述石墨烯溶液中，进行接枝反应，得到片层状多孔结构；

10、将聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶接枝硅烷和交联剂混合并进行塑化，再加入片层状多孔结构、铂金配位硫化剂、间位芳纶纤维浆粕、防老剂和补强剂进行混炼，再进行薄通处理后，得到胶料；

11、将所述胶料挤出，得到硅胶管坯；

12、将所述硅胶管坯进行硫化处理，得到成品硅胶管内层。

13、可选地，所述将聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶接枝硅烷和交联剂混合并进行塑化的步骤，包括：

14、将聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶接枝硅烷和交联剂混合，并于20℃-30℃下进行塑化1min-3min。

15、可选地，所述加入片层状多孔结构、铂金配位硫化剂、间位芳纶纤维浆粕、防老剂和补强剂进行混炼，再进行薄通处理后，得到胶料的步骤，包括：

16、加入片层状多孔结构、铂金配位硫化剂、间位芳纶纤维浆粕、防老剂和补强剂并于80℃-100℃下进行混炼1h-2h，再进行薄通4次-6次后，静置22h-24h，得到胶料。

17、可选地，所述将所述胶料挤出，得到硅胶管坯的步骤，包括：

18、将所述胶料通过双螺杆挤出机进行挤出，得到硅胶管坯；

19、其中，所述双螺杆挤出机的挤出段温度为80℃-100℃，所述双螺杆挤出机的塑化段温度为70℃-90℃。

20、可选地，所述将所述硅胶管坯进行硫化处理的步骤，包括：

21、将所述硅胶管坯进行一段硫化，所述一段硫化的温度为130℃-150℃，所述一段硫化的时间为20min-40min；

22、再将一段硫化后的硅胶管坯进行二段硫化，所述二段硫化的温度为160℃-180℃，所述二段硫化的时间为40min-60min。

23、本申请将聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶和三元乙丙橡胶共用来制备硅胶管内层，可使聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶的性能互补，以改善胶料的高温低温性能和压缩永久变形性，但若聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶直接共混，由于相分离，会造成胶料的力学性能和耐热性能都较差，故本申请再以二元乙丙橡胶接枝硅烷来加强聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶三者分子间的相互作用，以加强分散效果，使三者能够共硫化，以提高所得硅胶管内层的性能；催化剂采用铂金配位硫化剂，对硅橡胶进行铂金硫化处理，其不含硫，使得该材料的电导率低，并且在与氢气接触的过程中，不会产生电离等物理化学反应，不析出影响氢气纯度的杂质，同时可以实现绝缘功能；再以片状氧化铝、石墨烯纳米片、硅烷偶联剂来制备片层状多孔结构，可使胶料能够穿插于片层状多孔结构中，使片层状多孔结构作为胶料的载体，可加强胶料的散热性能，进而提高胶料的耐热性能；而间位芳纶纤维浆粕可改善硅胶管内层的力学性能，提升硅胶管内层的承压能力及疲劳寿命，避免使用织物来做骨架增强材料，省去了传统的贴布工艺。因此，本申请的硅胶管内层具有较好的耐高温性能，同时可以实现绝缘功能，不与氢气发生电离反应，且在氢气输送过程中具有较好的耐压和耐渗透性能。

技术特征：

1.一种氢能源汽车硅胶管内层，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：聚甲基硅橡胶20份-30份、乙烯基硅橡胶15份-30份、三元乙丙橡胶30份-50份、二元乙丙橡胶接枝硅烷10份-20份、铂金配位硫化剂2份-8份、片状氧化铝20份-40份、石墨烯纳米片20份-40份、硅烷偶联剂1份-3份、间位芳纶纤维浆粕8份-15份、交联剂1份-2份、防老剂1份-2份和补强剂8份-15份。

2.根据权利要求1所述的氢能源汽车硅胶管内层，其特征在于，所述铂金配位硫化剂的制备方法，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的氢能源汽车硅胶管内层，其特征在于，所述交联剂包括双异丙苯。

4.根据权利要求1所述的氢能源汽车硅胶管内层，其特征在于，所述防老剂为环氧化植物油与对苯二胺的缩合物。

5.根据权利要求1所述的氢能源汽车硅胶管内层，其特征在于，所述补强剂包括白炭黑、炭黑n220以及炭黑n330中的一种或多种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的氢能源汽车硅胶管内层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的氢能源汽车硅胶管内层的制备方法，其特征在于，所述将聚甲基硅橡胶、乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶接枝硅烷和交联剂混合并进行塑化的步骤，包括：

8.根据权利要求6所述的氢能源汽车硅胶管内层的制备方法，其特征在于，所述加入片层状多孔结构、铂金配位硫化剂、间位芳纶纤维浆粕、防老剂和补强剂进行混炼，再进行薄通处理后，得到胶料的步骤，包括：

9.根据权利要求6所述的氢能源汽车硅胶管内层的制备方法，其特征在于，所述将所述胶料挤出，得到硅胶管坯的步骤，包括：

10.根据权利要求6所述的氢能源汽车硅胶管内层的制备方法，其特征在于，所述将所述硅胶管坯进行硫化处理的步骤，包括：

技术总结
本申请公开了一种氢能源汽车硅胶管内层及其制备方法，涉及硅胶管技术领域。一种氢能源汽车硅胶管内层，按重量份计，包括以下组分：聚甲基硅橡胶20份‑30份、乙烯基硅橡胶15份‑30份、三元乙丙橡胶30份‑50份、二元乙丙橡胶接枝硅烷10份‑20份、铂金配位硫化剂2份‑8份、片状氧化铝20份‑40份、石墨烯纳米片20份‑40份、硅烷偶联剂1份‑3份、间位芳纶纤维浆粕8份‑15份、交联剂1份‑2份、防老剂1份‑2份和补强剂8份‑15份。本申请所制备得到的硅胶管内层具有较好的耐高温性能，同时可以实现绝缘功能，不与氢气发生电离反应，且在氢气输送过程中具有较好的耐压和耐渗透性能。

技术研发人员：马启宾,程琪,鞠明贵,王洪
受保护的技术使用者：成都恒兴昌科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15