CN101235772A - 远红外负离子节油减排塑料油箱 - Google Patents

Abstract

一种远红外负离子节油减排塑料油箱，其特征在于：该油箱主要由以下重量百分比的材料混合组成：聚乙烯85％～95％；远红外负离子材料5％～15％；其中，远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按7～8∶1～2∶1的重量比混合组成。本发明在塑料油箱材料中加入远红外负离子材料，使用中燃油分子在远红外和负离子作用下，油分子之间的范德华力破坏，形成长链式有序排列，再由“长链”，变成“短链”，甚至单个分子，使得分子间平均距离增大，燃油浓度下降，流动性提高，尤其是雾化性能大幅提高，从而更便于与空气混合，使燃烧更加充分，减少了废气中有害气体的含量，提高了燃油的燃烧值，达到节油和减排目的。

Description

远红外负离子节油减排塑料油箱

技术领域

本发明涉及车船内燃发动机使用的燃料油箱(如汽车、船舶汽油发动机或柴油发动机使用的油箱)，特别涉及一种远红外负离子节油减排塑料油箱。这种油箱具有明显的节油效果，而且可以降低二氧化碳等废气排放。

背景技术

汽车燃油箱属汽车部件中重要的机能件和安全件之一。随着塑料在汽车上应用范围的逐年增大，汽车燃油箱也由原来的金属制品发展为塑料制品，金属燃油箱终将被塑料燃油箱全部取代。

塑料燃油箱之所以能够广泛地用于汽车上，主要是因为塑料燃油箱具有诸多优于金属燃油箱之处，比如，形状设计自由度大，生产效率高，成本低，经济效益好；重量轻，耐腐蚀，耐冲击，强度好；燃烧时不引起爆炸，燃油渗漏量小，耐久性能优异等。

由于燃油箱属于汽车的结构件、功能件，又是重要的安全部件之一，因此燃油箱的材质应具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐大气老化、耐溶剂及化学药品等性能，而耐冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等特性又尤为重要。鉴于此，塑料燃油箱的材料通常采用高分子量聚乙烯作为基材，辅以粘接和阻隔材料(尼龙或乙烯-乙烯醇共聚物即EVOH)。现有塑料燃油箱材料大体有两种类型：一种是分子量为50～80万的聚乙烯(HMWHDPE)，经吹塑成型的单层结构的塑料燃油箱，其箱体内壁进行不同方法的表面处理，以提高其抗燃油的渗漏性。另一种是以高分子量的聚乙烯(HMWHDPE)为基材，辅以阻隔材料或粘接材料，吹塑成型制备的单层及多层复合结构的塑料燃油箱(塑料燃油箱的有关内容请参见作者颜发清在《汽车研究与开发》杂志1999年第5期，第36～43页上发表的论文——“塑料燃油箱在汽车工业中的应用与发展趋势”)。

然而，当今世界，石油资源日渐紧张，燃油价格居高不下，而另一方面由此产生的二氧化碳等污染气体的排放量不断增加。目前世界各国政府都在大力倡导节能和环保，顺应这一趋势，众多科研人员把目光注视到节油环保产品及方法的研究开发中。目前，现有的塑料燃油箱除了具备上述性能和特点而外，不具备节油减排的效果。为此，如何设计一种具有节油减排效果的塑料燃油箱是本发明研究的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有节油减排效果的塑料油箱，以解决人们在使用燃油箱时，对节约能源和保护环境的迫切需要。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种远红外负离子节油减排塑料油箱，该油箱主要由以下重量百分比的材料混合组成：

聚乙烯              85％～95％；

远红外负离子材料    5％～15％；

其中，远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按7～8∶1～2∶1的重量比混合组成。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述托玛琳也叫碧玺，矿物学名为电气石，英文名叫Tourmaline，是一种晶体状的天然矿物质。如中国的碧玺、外国的祖母绿等都属于托玛琳材料。托玛琳主要生产于巴西及我国的新疆、西藏、云南等地，由铁(Fe)、锰(Mn)、镁(Mg)、锂(Li)等微量元素组成，由于主要化学成分的不同而呈现出黑、粉红、绿、紫等不同的颜色。化学式为Na(Mg，Fe，Mn，Li，Al)₃Al₆[Si₆O₁₈](BO₃)₃(OH，F)₄。托玛琳具有独特的压电效应和热电效应，可发射被称为“生命之光”的波长4--14微米的远红外，还可释放被称为“空气维生素”的负离子。如新疆电气石远红外发射率为88％，负离子为4260个/立方厘米。

2、上述方案中，所述贵阳石为功能性环保矿物中的又一类产品，同时为结晶体矿物，颜色为白色、红色两种。远红外线放射性强，而且其负离子发射量为矿物中之最，发射率为7000-12000个/立方厘米。其化学成分如下：

SiO₂：66-77％    Al₂O₃：12-19％    Fe₂O₃：0.1-0.7％

TiO₂：0.02-0.03％    CaO：0.18-0.4％    MgO：0.06-0.11％

K₂O：4-6.5％    Na₂O₃：3.5-6.5％    其他：8.5-13％以上

贵阳石产品可从天津鸿雁天山石业纳米技术有限公司购得，商标为“鸿雁”，产品全部从新疆的天山山脉以及巴西选取优质原材料加工，纯度高，性能比同等产品高5-10倍。产品粒径从200纳米-75纳米之间，主要广泛应用涂料、油漆、化妆品、保健品、日用化工、环保、建筑材料、医疗、工艺品、塑料等等。

3、上述方案中，所述锗矿石是一种天然锗矿石原矿材料，这种材料锗矿石可以辐射远红外线和释放负离子，溶出锗元素及其他对人体有益的微量元素，其中，负离子作用比远红外线更强。比如，我国桂林新竹大自然生物材料有限公司(地址：广西，桂林市，国家高新技术产业开发区留学人员创业园B座，邮政编码：541004)生产的锗矿石磨圆颗粒，是该公司的负离子材料制品，产品编号ZL-30，它是用广西特产天然锗矿石原矿经过破碎、滚磨、筛选分级而成。负离子材料还可以有：桂宝石、神州石和奇冰石等。这些负离子材料可以单独使用，也可以两者或两者以上组合使用。

4、上述方案中，为了提高塑料油箱某些性能，可以在油箱混合材料中添加相应的助剂和材料。所述助剂例如防静电剂，如聚醚酯酰胺(PEEA)；阻燃剂，如氢氧化铝。阻隔材料，如尼龙(PA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。这些助剂和材料的用量参见具有相应要求的塑料制品加工。

本发明工作原理是：各种燃油均为不同分子量的碳氢化合物，一般均为碳原子和氢原子依靠价键而结合成的烷类分子。而氢原子与碳原子的共价结合使得分子成为极性分子。分子之间借助于偶极矩的静电引力结合成大分子团，这种力称为范德华力，因此形成大分子团，影响了燃油的充分燃烧。油分子在范德华力的作用下，通常处于分子聚集状态，不能充分燃烧。而本发明采用远红外负离子节油油箱的方案，使车船油箱既有储存燃料油的功能，又有节油器功能，即油箱也是一个大型节油器。这种油箱在储存燃油同时利用油箱材料发出的远红外和负离子直接作用于燃油。燃油分子在远红外和负离子作用下，油分子之间的范德华力破坏，形成长链式有序排列，再由“长链”变成“短链”，甚至单个分子，使得分子间平均距离增大，燃油浓度下降，流动性提高，尤其是雾化性能大幅提高，从而更便于与空气的混合，使燃烧更加充分，减少了废气中有害气体的含量，提高了燃油的燃烧值，达到节油和减排目的。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明油箱本身就是一个大型节油器，它的节油功效大于普通节油器，因此节油和减排效果显著。

2、本发明油箱发出的远红外和负离子可以直接、长时间与燃油充分发生作用，使燃油分子团微分子化，催化燃油中的油分子，提高了利用远红外线和负离子活化燃油的效果，有利于燃油充分燃烧，提高节油效率。

3、本发明油箱在车辆和船舶行驶中的晃动可以促使燃油与远红外线和负离子充分发生作用，从而进一步提高了节油效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

一种远红外负离子节油减排塑料油箱，该油箱由以下重量百分比的材料混合组成：

                           材料配比1    材料配比2    材料配比3

线性低密度聚乙烯(LLDPE)    85％         90％         95％

远红外负离子材料           15％         10％         5％

其中，线性低密度聚乙烯(LLDPE)的牌号为韩国SK RG500U。特点是韧性好、耐低温冲击和抗环境应力性能好。远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按7∶2∶1的重量比混合组成。

制作方法1：将线性低密度聚乙烯(LLDPE)塑料颗粒用高速粉碎机将粉碎成粉末，再将托玛琳、锗矿石和贵阳石粉末按上述比例与聚乙烯粉末充分混合，然后用来制备塑料油箱。

工艺流程：塑料粒子加色母造粒——磨粉(粒径为30-50目)——按比例加托玛琳、锗矿石和贵阳石混合物粉末充分混合——称粉——填入滚塑模具——加热成型——冷却定型——出模——检验——修边——检验——包装入库。

制作方法2：先将线性低密度聚乙烯(LLDPE)颗粒用高速粉碎机将粉碎成粉末，再将托玛琳、锗矿石和贵阳石混合物粉末(1000目左右)按上述重量百分比与聚乙烯粉末混合加热制成混合母体颗粒材料，最后用这种专门的混合母体颗粒材料采用中空吹塑成型方法来制备单层塑料油箱。

为提高其抗燃油渗性能，可在单层油箱吹塑成型后，对其内壁进行表面处理。其方法有三种，第一种是环氧喷涂法。第二种是磺化(SO₃气体)处理法。第三种是氟气(F₂)处理法。该方法是在吹塑成型过程中，同时向油箱内部吹入含有1％氟的氮气，使其油箱内层形成防燃油渗透的含氟层。氟化处理是在整个正常吹塑成型周期内施行的，通过由氟原子取代聚合物链上的氢而使容器的内表面发生化学变化，即在极性、内聚能、密度和表面张力方面发生变化。由于这种变化仅发生在表面(深度为50～100A)，所以抗张、冲击强度均没有发生明显变化。经氟化处理后，油箱的渗透汽油量降低效果比效显著。

2007.09.20.按本实施例材料配比2制成的中国解放牌CA4143P11K2A80牵引汽车320升大油箱，由中国交通部能源利用监测中心检验，按GB/T14951-2007汽车节油技术评定方法计算，节油2.3％，加速比0.96(即快0.04)，汽车自由加速度测量值降4.88％，并获中国交通部能源利用监测中心检验结论为此产品达到了“汽车节能产品使用技术条件”规定要求。

实施例二：

一种远红外负离子节油减排塑料油箱，该油箱由以下重量百分比的材料混合组成：

                            材料配比1    材料配比2    材料配比3

线性低密度聚乙烯(LLDPE)     85％         90％         95％

远红外负离子材料            15％         10％         5％

其中，线性低密度聚乙烯(LLDPE)的牌号为韩国SK RG500U。特点是韧性好、耐低温冲击和抗环境应力性能好。远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按8∶1∶1的重量比混合组成。

制作方法同实施例一，这里不再重复描述。

实施例三：

一种远红外负离子节油减排塑料油箱，该油箱由以下重量百分比的材料混合组成：

                            材料配比1    材料配比2    材料配比3

分子量为50～80万的聚乙烯    85％         90％         95％

远红外负离子材料            15％         10％         5％

其中，远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按7∶2∶1的重量比混合组成。

制作方法同实施例一，这里不再重复描述。

实施例四：

一种远红外负离子节油减排塑料油箱，该油箱由以下重量百分比的材料混合组成：

                            材料配比1    材料配比2    材料配比3

分子量为50～80万的聚乙烯    85％         90％         95％

远红外负离子材料            15％         10％         5％

其中，远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按8∶1∶1的重量比混合组成。

制作方法同实施例一，这里不再重复描述。

以上四个实施例中，还可以添加防静电剂，如聚醚酯酰胺(PEEA)，阻燃剂，如氢氧化铝。阻隔材料，如尼龙(PA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。其用量参见具有相应要求的塑料制品加工。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1、一种远红外负离子节油减排塑料油箱，其特征在于：该油箱主要由以下重量百分比的材料混合组成：

聚乙烯                  85％～95％；

远红外负离子材料        5％～15％；

其中，远红外负离子材料由托玛琳、锗矿石和贵阳石三者依次按7～8∶1～2∶1的重量比混合组成。