CN102022234B

CN102022234B - 六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱

Info

Publication number: CN102022234B
Application number: CN201010620090A
Authority: CN
Inventors: 郭一新; 高洁
Original assignee: XINKANG COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: XINKANG COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY (SUZHOU) Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102022234A

Abstract

一种六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其特征在于：该油箱由基层、第一粘合层、功能层、第二粘合层、加强层和装饰层组成。本发明在基层的高分子量高密度聚乙烯和功能层的高阻隔性树脂中加入了功能性材料。使用时，功能性材料发出的远红外线和负离子射线直接作用于燃油，使油分子之间的范德华力破坏，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

六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱

技术领域

本发明涉及汽车油箱，特别涉及一种六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱。这种油箱不仅对汽油具有高阻隔性能，而且具有节油减排效果。

背景技术

随着塑料在汽车上大量应用汽车油箱也由原来的金属油箱发展为塑料油箱。塑料油箱之所以能够广泛地应用于汽车上，主要是塑料油箱具有诸多优于金属油箱之处，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，耐久性能优异等。

现有塑料油箱大体有两种类型：一种是分子量为50~80万的聚乙烯，经吹塑成型的单层结构的塑料油箱，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油箱（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”）。

由于油箱属于汽车储油的重要部件，因此对耐冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等性能要求较高。另外，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。因此，如何设计一种性能优异而且具有节油减排效果的汽车塑料油箱是本发明研究的问题。

发明内容

本发明提供一种六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其目的是要一种性能优异而且具有节油减排效果的汽车塑料油箱。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其特征在于：所述油箱的箱壁由六层材料复合构成，这六层材料由内向外分别为基层、第一粘合层、功能层、第二粘合层、加强层和装饰层，其中：

基层由分子量为80~500万的高密度聚乙烯（HMWHDPE）与功能性材料混合组成，其中功能性材料占基层材料质量的5~12%；

第一粘合层由聚乙烯构成；

功能层由乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）与功能性材料混合组成，其中功能性材料占功能层材料质量的2~5%；

第二粘合层由聚乙烯构成；

加强层主要由分子量为80~500万的高密度聚乙烯构成；

装饰层由高密度聚乙烯构成；

所述功能性材料的化学成分及质量百分比如下：

二氧化硅SiO₂　 60~70％；

三氧化二铝Al₂O₃ 　15~23％；

三氧化二铁Fe₂O₃ 　0.2~0.9％；

二氧化钛TiO₂ 　 0.2~0.8％；

氧化钙CaO 　 0.15~0.68％；

氧化镁MgO 　 0.09~0.15％；

氧化钾K₂O 　 3~7.5％；

氧化钠Na₂O 　 4.2~6.3％；

三氧化二硼B₂O₃ 9~10%；

二氧化锂LiO₂ 0.005~0.009%；

余量为杂质；

所述功能性材料中各组份的含量之和为100%。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述功能性材料的颗粒直径可以采用普通、亚纳米级或纳米级。

2．上述方案中，基层和加强层中的分子量为80~500万的高密度聚乙烯（HMWHDPE）颗粒直径可以采用普通、亚纳米级或纳米级。

3．上述方案中，功能层中的乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）颗粒直径可以采用普通、亚纳米级或纳米级。

4．本发明六层共挤吹塑汽车塑料油箱中，除第一粘合层、第二粘合层和装饰层而外，其他三层材料的颗粒直径可以在普通、亚纳米级和纳米级之间相互排列组合。其中，纳米级指颗粒直径在1nm~100nm之间的材料，亚纳米级指颗粒直径在101nm~999nm之间的材料，普通指颗粒直径在大于或等于1微米的材料。

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，尤其是汽油的聚集状态分子团含有分子多。而本发明在基层和功能层中加入功能性材料，使油箱既有储存燃料油的功能，又有较强的节油减排效果，即六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱也是一个大型强力节油器。这种六层共挤吹塑汽车塑料油箱在储存燃油同时利用油箱基层和功能层中功能性材料发出的远红外线和负离子射线直接作用于燃油，燃油分子在功能性射线作用下，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，燃油浓度快速下降，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和效果：

1．本发明功能型油箱既有较好的强度和阻隔性能，其本身又是一个大型节油器，具有较强的节油减排效果，它的节油功效大于普通节油器。

2．本发明由于在基层和功能层中加入了功能性材料，这种功能性材料发出的远红外线和负离子射线可以直接、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，提高了活化燃油的效果，有利于燃油充分燃烧，提高了节油效率。

3．本发明功能型油箱在汽车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。

4．本发明针对汽车油箱的特点，巧妙地将强度、阻隔性能与节油减排三者组合成一体，与现有技术相比具有实出的实质性特点。

附图说明

附图1为本发明六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱立体示意图；

附图2为本发明功能型油箱箱壁截面示意图。

以上附图中：1．油箱；2．基层；3．第一粘合层；4．功能层；5．第二粘合层；6．加强层；7．装饰层。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱

如图1和图2所示，该油箱1的箱壁由六层材料复合构成，这六层材料由内向外分别为基层2、第一粘合层3、功能层4、第二粘合层5、加强层6和装饰层7，其中：

基层2由分子量为80~500万的高密度聚乙烯（HMWHDPE）与功能性材料混合组成，其中功能性材料占基层2材料质量的5~12%；

第一粘合层3由聚乙烯构成；

功能层4由乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）与功能性材料混合组成，其中功能性材料占功能层4材料质量的2~5%；

第二粘合层5由聚乙烯构成；

加强层6主要由分子量为80~500万的高密度聚乙烯构成；

装饰层7由高密度聚乙烯构成；

所述功能性材料的化学成分及质量百分比如下：

二氧化硅　 60~70％；

三氧化二铝　15~23％；

三氧化二铁　0.2~0.9％；

二氧化钛　 0.2~0.8％；

氧化钙　 0.15~0.68％；

氧化镁　 0.09~0.15％；

氧化钾　 3~7.5％；

氧化钠　 4.2~6.3％；

三氧化二硼 9~10%；

二氧化锂 0.005~0.009%；

余量为杂质；

所述功能性材料中各组份的含量之和为100%。

本实施例功能型油箱六层结构的功能和作用说明如下：

（1）基层是多层共挤结构的主体，厚度较大，其中高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE）材料主要确定油箱的强度、刚度及尺寸稳定性。功能性材料的作用是节油减排。

（2）功能层也称阻隔层，是多层共挤结构高阻隔作用的关键层。其中乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）不仅可以阻止汽油有效成份渗透至油箱外，而且可以阻止外界气体或湿气等向油箱内的渗透。功能性材料的作用是节油减排。

（3）第一粘合层主要解决基层与功能层之间的相互粘合不良的问题。第二粘合层主要解决功能层与加强层之间的相互粘合不良的问题。

（4）加强层的作用是增加强度和刚度，可以采用六层共挤吹塑汽车塑料油箱制作过程中生产的废料，比如工艺飞边和废件，这样可以将废料回收再利用，有利于降低成本。加强层主要为回收料，或回收料和HDPE新料的混合物。

( 5 ) 装饰层也叫外基层。除具有一定强度、刚度外，也可以加入色母，以提供六层共挤吹塑汽车塑料油箱不同的外部色彩，也可以加入抗紫外线剂等助剂，以改善油箱的外部适应性。装饰层聚合物主要为高密度聚乙烯HDPE新料。现一般是直接黑色原料。

制作功能型油箱前的材料处理：1．先将高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE）塑料颗粒用高速粉碎机粉碎成粉末，再将功能性材料粉末按上述比例与高分子量高密度聚乙烯充分混合，并再造颗粒，用于制作六层共挤吹塑汽车塑料油箱的基层。2．先将乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）和功能性材料粉末按上述比例充分混合，并再造颗粒，用于制作六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱的功能层。

本发明六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱中，除第一粘合层、第二粘合层和装饰层而外，其他三层材料的颗粒直径可以在普通、亚纳米级和纳米级之间相互排列组合。其中，纳米级指颗粒直径在1nm~100nm之间的材料，亚纳米级指颗粒直径在101nm~999nm之间的材料，普通指颗粒直径在大于或等于1微米的材料。

本发明使用的设备是六层共挤吹塑中空成型机，该设备是制造本发明的关键设备。目前以德国KAUTEX公司生产的多层共挤吹塑设备KBS2-241DR（双工位）最为先进，该设备除六层共挤吹塑中空成型机主机外，还有注塑机等附件。

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

1.一种六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其特征在于：所述油箱（1）的箱壁由六层材料复合构成，这六层材料由内向外分别为基层（2）、第一粘合层（3）、功能层（4）、第二粘合层（5）、加强层（6）和装饰层（7），其中：

基层（2）由分子量为80~500万的高密度聚乙烯与功能性材料混合组成，其中功能性材料占基层（2）材料质量的5~12%；

第一粘合层（3）由聚乙烯构成；

功能层（4）由乙烯-乙烯醇共聚物与功能性材料混合组成，其中功能性材料占功能层（4）材料质量的2~5%；

第二粘合层（5）由聚乙烯构成；

加强层（6）主要由分子量为80~500万的高密度聚乙烯构成；

装饰层（7）由高密度聚乙烯构成；

所述功能性材料的化学成分及质量百分比如下：

二氧化硅　 60~70％；

三氧化二铝　15~23％；

三氧化二铁　0.2~0.9％；

二氧化钛　 0.2~0.8％；

氧化钙　 0.15~0.68％；

氧化镁　 0.09~0.15％；

氧化钾　 3~7.5％；

氧化钠　 4.2~6.3％；

三氧化二硼 9~10%；

二氧化锂 0.005~0.009%；

余量为杂质；

所述功能性材料中各组份的含量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其特征在于：所述功能性材料的颗粒直径为亚纳米级或纳米级。

3.根据权利要求1所述的六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其特征在于：所述基层（2）和加强层（6）中的分子量为80~500万的高密度聚乙烯颗粒直径为亚纳米级或纳米级。

4.根据权利要求1所述的六层共挤功能型吹塑汽车塑料油箱，其特征在于：所述功能层（4）中的乙烯-乙烯醇共聚物颗粒直径为亚纳米级或纳米级。