Патент на изобретение №2285855

(54) ТОПЛИВНЫЙ ШЛАНГ

(57) Реферат:

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.

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)
№ суток	Масса “холостого” образца, m(хол), г	Суточная потеря массы, m (хол), г	Топливопроницаемость “холостого” образца, Т, г/м2/24 часа	Масса образца с топливом, m(т), г	Суточная потеря массы с учетом “холостого”, m, г	Разница в убыли, m-m (хол), г	Топливопроницаемость с учетом “холостого” образца, Т, г/м2 /24 часа	Топливопроницаемость без учета “холостого” образца, Т, г/м2 /24 часа
1	110,14			116,11
2	110,08	-0,06	9,2	116,07	-0,04	+0,02	–	6,1
3	110,02	-0,06	9,2	116,02	-0,05	+0,01	–	7,7
4	109,97	-0,05	7,7	115,97	-0,05	0	0	7,7
5	109,94	-0,03	4,6	115,95	-0,02	+0,01	–	3,1
6	109,89	-0,05	7,7	115,91	-0,04	+0,01	–	6,1
7	109,86	-0,03	4,6	115,87	-0,04	-0,01	1,5	6,1
8	109,82	-0,04	6,1	115,84	-0,03	+0,01	–	4,6
9	109,78	-0,04	6,1	115,80	-0,04	0	–	6,1
10	109,74	-0,04	6,1	115,74	-0,06	-0,02	3,1	9,2
11	109,70	-0,04	6,1	115,69	-0,05	-0,01	1,5	7,7
12	109,67	-0,03	4,6	115,65	-0,04	-0,01	1,5	6,1
13	109,64	-0,03	4,6	115,60	-0,05	-0,02	3,1	7,7
14	109,61	-0,03	4,6	115,56	-0,04	-0,01	1,5	6,1
Примечание: эффективная длина шланга, l (эфф.) = 261,92 мм; внутренний диаметр, d=7,94 мм; площадь, S=0,00653 м2; m=-(m(i+1)-m(i)).

Таблица 2 Топливопроницаемость для заявляемых шлангов ШЛ 7,94×14,29 (промазка фторлатексом)
№ суток	Масса “холостого” образца, m(хол), г	Суточная потеря масссы, m (хол), г	Топливопроницаемость “холостого” образца, Т, г/м2 /24 часа	Масса образца с топливом, m(т), г	Суточная потеря массы с учетом “холо стого”, m, г	Разница в убыли, m-m (хол), г	Топливопроницаемость с учетом “холостого” образца, Т, г/м2/24 часа	Топливопроницаемость без учета “холостого” образца, Т, г/м2/24 часа
1	107,67			113,69
2	107,67	0	0	113,69	+0,01	+0,01	–
3	107,67	0	0	113,69	-0,01	-0,01	1,6	1,6
4	107,67	0	0	113,69	0	0	–	–
5	107,68	+0,01	0	113,69	+0,01	0	–	–
6	107,68	0	0	113,69	0	0	–	–
7	107,69	+0,01	0	113,69	+0,01	0	–	–
8	107,70	+0,01	1,6	113,69	+0,01	+0,02	–	–
9	109,70	0	0	113,69	0	0	–	–
10	107,70	0	0	113,69	0	0	–	–
11	107,69	-0,01	1,6	113,69	-0,01	0	–	–
12	107,70	+0,01	0	113,69	+0,01	0	–	–
13	107,70	0	0	113,69	0	0	–	–
14	107,69	-0,01	1,6	113,69	-0,01	0	–	–
Примечание: эффективная длина шланга, l (эфф.) = 255,90 мм; внутренний диаметр, d=7,94 мм; площадь, S=0,00638 м2; m=-(m(i+1)-m(i)).

Формула изобретения

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.