CN104194331A - 一种耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。包括如下步骤：将尼龙、乙烯-丙烯共聚物、聚溴化苯乙烯、聚氯乙烯、苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、轻质碳酸钙，在混匀机中混合均匀，得到主料I；将尼龙66、聚乙烯树脂、聚氧丙烯甘油醚、增塑剂，在混匀机中混合均匀，得到主料II；将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出；冷却后切粒筛分，包装，即可。本发明提供的燃油箱尼龙材料具有较好的耐低温性能，长期在低温条件下使用后，仍然具有较好的强度和防渗性能。
Description
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，属于高分子材料技术领 域。
[0003]
背景技术
[0004] 为了节约能源、降低成本，汽车轻量化已成为汽车工业的重要发展趋势，这一趋势 使得塑料在汽车上的应用大量增加。随着全球环境的日益恶化，世界上许多国家纷纷采取 措施来降低污染，其中包括对汽车尾气排放量和燃油泄漏量的限制。目前欧盟已经陆续出 台EUR0I、II、III、IV标准，并即将出台EURO V标准；美国已经出台ECE-R34、LEVI、LEVII 标准；加州则制定了更严格的PZEV标准。PZEV标准规定，从2005年起，每辆汽车在24h内 的燃油泄漏量必须小于54mg。汽车环保法规的日益严格必然对汽车的燃油系统提出了更高 的要求，作为汽车燃油系统中一个非常关键的部件，汽车燃油箱则起着极为重要的作用。
[0005] 塑料燃油箱最明显的好处有三点：一是重量轻。当发动机功率一定时，汽车重量越 轻，有效承载量就越大。因此，设计者从节省燃油的前提出发，千方百计降价汽车重量，提高 汽车的经济性。由于塑料的相对密度仅为金属的1/7左右，所以与同容积的金属燃油箱相 t匕，重量可以降低1/3至一半左右。二是造型随意。现代汽车外型越来越紧凑，车上配置越 来越多，因此充分利用可以利用的车上空间，是提高汽车使用率的有效途径。由于制造塑料 燃油箱的工艺方法与金属燃油箱不一样，采用一次吹塑成型，可以做成形状复杂的异形燃 油箱。因此可以在汽车总体布置已经确定的情况下，使燃油箱形状迁就空间位置，充分利用 底盘剩余的空间，使燃油箱容积扩大，提高燃油的存储量，增加汽车的行驶里程。三是不会 爆炸。金属燃油箱在发生火灾时很容易发生爆炸，危险性大。由于塑料燃油箱采用高分子 量聚乙烯（HmwhdPE)材料制造，热传导性很低，仅为金属的1%。同时高分子量聚乙烯富有弹 性，又具有刚性，在零下40摄氏度至零上60摄氏度环境下，仍具有优良的抗冲击性能和机 械性能，当发生撞击与摩擦时不易发生火花。即使汽车不慎着火了，也不会因塑料燃油箱受 热膨胀而发生爆炸，车上乘客有充分的时间转移。其它优点还有燃油渗漏性小。在40摄氏 度环境中平均燃油渗漏量最大不超过1天20克，如果采用多层复合结构的塑料燃油箱，平 均燃油渗漏量还小于1天2克。由于高分子量聚乙烯稳定性能好，塑料燃油箱使用寿命可 达10年之久，而且耐腐蚀，塑料燃油箱不怕盐碱之类的物质侵蚀。尤其在冬天严寒下，有些 地方喜欢在路面撒盐防止结冰，汽车经过时金属燃油箱容易被腐蚀，而塑料燃油箱则无此 忧患。
[0006] 塑料燃油箱材料一般采用高分子量聚乙烯做基材，辅以粘接或阻隔材料，吹塑成 型单层及多层复合结构的塑料燃油箱。多层复合结构的塑料燃油箱成型工艺比较复杂，要 求有专用的吹塑成型机器，但燃油箱质量优良。与金属燃油箱比较，塑料燃油箱生产具有工 艺简便，效率高，生产周期短的优点。制造金属燃油箱需剪裁、冲压、焊接、喷漆等工序，而塑 料燃油箱包括附件可采用一次成型，实现主附件一体化，成本可降低1/3。
[0007] 但是，塑料燃油箱在低温条件下长期使用后，会出现强度下降、漏油量升高的问 题。
[0008]
发明内容
[0009] 本发明所要解决的技术问题是：塑料燃油箱在低温条件下长期使用后，会出现强 度下降、漏油量升高，本发明通过对其制备方法进行改进，提出了一种耐低温的燃油箱尼龙 材料的制备方法，技术方案如下： 一种耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，包括如下步骤： 第1步、按重量份计，将尼龙6 60〜80份、乙烯-丙烯共聚物5〜15份、聚溴化苯乙 烯2〜5份、聚氯乙烯5〜15份、苯二甲酸二辛酯3〜6份、环氧大豆油10〜20份、轻质 碳酸钙10〜20份，在混匀机中混合均匀，得到主料I ; 第2步、将尼龙66 20〜30份、聚乙烯树脂4〜8份、聚氧丙烯甘油醚4〜8份、增塑 剂5〜15份，在混匀机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0010] 所述的聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间。
[0011] 所述的增塑剂是己二酸单甲酯、己二酸单乙酯、癸二酸单甲酯、己二酸二甲酯、己 二酸二丁酯或戊二酸二乙酯中的一种。
[0012] 所述的聚氧丙烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间。
[0013] 第3步中挤出温度是240°C〜250°C。
[0014] 第3步上螺杆转速是350〜390r/min。
[0015] 所述的尼龙6是经过硅烷偶联剂改性得到的，改性方法是将1倍重量的尼龙6分 散于〇. 3倍重量的乙酸乙酯中，再加入0. 05倍重量的硅烷偶联剂KH570,升温至150〜 160°C，保温2〜3小时，放冷，即可。
[0016] 所述的尼龙66是经过钛酸酯偶联剂改性得到的，改性方法是将1倍重量的尼龙66 分散于0. 2倍重量的乙酸乙酯中，再加入0. 05倍重量钛酸酯偶联剂NDZ-40U0. 05倍重量 的偶氮双甲酰胺、〇. 05倍重量的甲基异丁基酮、0. 1倍重量的蓖麻油氧化丙烯聚合物，升温 至150〜160°C，保温2〜3小时，放冷，即可。
[0017] 有益效果 本发明提供的燃油箱尼龙材料具有较好的耐低温性能，长期在低温条件下使用后，仍 然具有较好的强度和防渗性能。
[0018]
具体实施方式
[0019] 实施例1 第1步、将尼龙6 60Kg、乙烯-丙烯共聚物5Kg、聚溴化苯乙烯2Kg、聚氯乙烯5Kg、苯 二甲酸二辛酯3Kg、环氧大豆油lOKg、轻质碳酸钙lOKg，在混匀机中混合均匀，得到主料I ; 第2步、将尼龙66 20Kg、聚乙烯树脂4Kg、聚氧丙烯甘油醚4Kg、增塑剂5Kg，在混匀机 中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0020] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是240°C，第3步上螺杆 转速是350r/min。
[0021] 实施例2 第1步、将尼龙6 80Kg、乙烯-丙烯共聚物15Kg、聚溴化苯乙烯5Kg、聚氯乙烯15Kg、 苯二甲酸二辛酯6Kg、环氧大豆油20Kg、轻质碳酸钙20Kg，在混匀机中混合均匀，得到主料 I ; 第2步、将尼龙66 30Kg、聚乙烯树脂8Kg、聚氧丙烯甘油醚8Kg、增塑剂15Kg，在混匀 机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0022] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是250°C，第3步上螺杆 转速是390r/min。
[0023] 实施例3 第1步、将尼龙6 70Kg、乙烯-丙烯共聚物10Kg、聚溴化苯乙烯4Kg、聚氯乙烯10Kg、 苯二甲酸二辛酯5Kg、环氧大豆油15Kg、轻质碳酸钙15Kg，在混匀机中混合均匀，得到主料 I ; 第2步、将尼龙66 25Kg、聚乙烯树脂6Kg、聚氧丙烯甘油醚6Kg、增塑剂10Kg，在混匀 机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0024] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是245°C，第3步上螺杆 转速是360r/min。
[0025] 实施例4 与实施例3的区别在于：所述的尼龙6是经过硅烷偶联剂改性得到的，改性方法是将1 倍重量的尼龙6分散于0. 3倍重量的乙酸乙酯中，再加入0. 05倍重量的硅烷偶联剂KH570， 升温至150〜160°C，保温2〜3小时，放冷，即可。
[0026] 第1步、将硅烷偶联剂改性的尼龙6 70Kg、乙烯-丙烯共聚物10Kg、聚溴化苯乙 烯4Kg、聚氯乙烯10Kg、苯二甲酸二辛酯5Kg、环氧大豆油15Kg、轻质碳酸|丐15Kg，在混勻机 中混合均匀，得到主料I ; 第2步、将尼龙66 25Kg、聚乙烯树脂6Kg、聚氧丙烯甘油醚6Kg、增塑剂10Kg，在混匀 机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0027] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是245°C，第3步上螺杆 转速是360r/min。
[0028] 实施例5 与实施例3的区别在于：所述的尼龙66是经过钛酸酯偶联剂改性得到的，改性方法是 将1倍重量的尼龙66分散于0. 2倍重量的乙酸乙酯中，再加入0. 05倍重量钛酸酯偶联剂 NDZ-40U0. 05倍重量的偶氮双甲酰胺、0. 05倍重量的甲基异丁基酮、0. 1倍重量的蓖麻油 氧化丙烯聚合物，升温至150〜160°C，保温2〜3小时，放冷，即可。
[0029] 第1步、将尼龙6 70Kg、乙烯-丙烯共聚物10Kg、聚溴化苯乙烯4Kg、聚氯乙烯 10Kg、苯二甲酸二辛酯5Kg、环氧大豆油15Kg、轻质碳酸|丐15Kg，在混勻机中混合均勻，得到 主料I ; 第2步、将钛酸酯偶联剂改性的尼龙66 25Kg、聚乙烯树脂6Kg、聚氧丙烯甘油醚6Kg、 增塑剂l〇Kg，在混匀机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0030] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是245°C，第3步上螺杆 转速是360r/min。
[0031] 实施例6 与实施例3的区别在于：加入的尼龙6和尼龙66分别是由硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂 改性得到的。
[0032] 第1步、将硅烷偶联剂改性的尼龙6 70Kg、乙烯-丙烯共聚物10Kg、聚溴化苯乙 烯4Kg、聚氯乙烯10Kg、苯二甲酸二辛酯5Kg、环氧大豆油15Kg、轻质碳酸|丐15Kg，在混勻机 中混合均匀，得到主料I ; 第2步、将钛酸酯偶联剂改性的尼龙66 25Kg、聚乙烯树脂6Kg、聚氧丙烯甘油醚6Kg、 增塑剂l〇Kg，在混匀机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0033] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是245°C，第3步上螺杆 转速是360r/min。
[0034] 对照例1 与实施例3的区别在于：未加入苯二甲酸二辛酯。
[0035] 第1步、将尼龙6 70Kg、乙烯-丙烯共聚物10Kg、聚溴化苯乙烯4Kg、聚氯乙烯 l〇Kg、环氧大豆油15Kg、轻质碳酸钙15Kg，在混匀机中混合均匀，得到主料I ; 第2步、将尼龙66 25Kg、聚乙烯树脂6Kg、聚氧丙烯甘油醚6Kg、增塑剂10Kg，在混匀 机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0036] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是245°C，第3步上螺杆 转速是360r/min。
[0037] 对照例2 与实施例3的区别在于：未加入聚溴化苯乙烯。
[0038] 第1步、将尼龙6 70Kg、乙烯-丙烯共聚物10Kg、4Kg、聚氯乙烯10Kg、苯二甲酸二 辛酯5Kg、环氧大豆油15Kg、轻质碳酸钙15Kg，在混匀机中混合均匀，得到主料I ; 第2步、将尼龙66 25Kg、聚乙烯树脂6Kg、聚氧丙烯甘油醚6Kg、增塑剂10Kg，在混匀 机中混合均匀，得到主料II ; 第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
[0039] 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间，增塑剂是己二酸单甲酯，聚氧丙 烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间，第3步中挤出温度是245°C，第3步上螺杆 转速是360r/min。
[0040] 性能试验 表1
耐寒试验 将复合材料置于-50°C条件的环境下20天，取出后，重新进行上述试验，结果如表2 : 表2
从表1可以看出，本申请提供的复合材料具有良好的机械性能，其耐冲击、弯曲模量都 优于现有技术。另外，实施例4中通过对尼龙6进行改性可以显著地提高缺口冲击性能，实 施例5中对尼龙66进行改性可以提高断裂伸长率，而同时对尼龙6和尼龙66进行改性，可 以提高材料之间的相容性，可以提高复合油箱材料的拉伸强度、缺口冲击性能，减少汽油渗 透量。而且，经过低温测试，本发明提供的材料的性能并未发生明显下降，优于对照试验 组。
Claims (8)
1. 一种耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 第1步、按重量份计，将尼龙6 60〜80份、乙烯-丙烯共聚物5〜15份、聚溴化苯乙 烯2〜5份、聚氯乙烯5〜15份、苯二甲酸二辛酯3〜6份、环氧大豆油10〜20份、轻质 碳酸钙10〜20份，在混匀机中混合均匀，得到主料I ;第2步、将尼龙66 20〜30份、聚 乙烯树脂4〜8份、聚氧丙烯甘油醚4〜8份、增塑剂5〜15份，在混匀机中混合均匀，得 到主料II ;第3步、将主料I和主料II混合均匀后，加入双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出； 第4步、冷却后切粒筛分，包装，即可。
2. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述的 聚氯乙烯的平均分子量是在20000〜40000之间。
3. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述的 增塑剂是己二酸单甲酯、己二酸单乙酯、癸二酸单甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯或戊 二酸二乙酯中的一种。
4. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述的 聚氧丙烯甘油醚的平均分子量是在3000〜5000之间。
5. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：第3步 中挤出温度是240°C〜250°C。
6. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：第3步 上螺杆转速是350〜390r/min。
7. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述的 尼龙6是经过硅烷偶联剂改性得到的，改性方法是将1倍重量的尼龙6分散于0. 3倍重量 的乙酸乙酯中，再加入0.05倍重量的硅烷偶联剂KH570,升温至150〜160°C，保温2〜3 小时，放冷，即可。
8. 根据权利要求1所述的耐低温的燃油箱尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述的 尼龙66是经过钛酸酯偶联剂改性得到的，改性方法是将1倍重量的尼龙66分散于0. 2倍重 量的乙酸乙酯中，再加入0. 05倍重量钛酸酯偶联剂NDZ-40U0. 05倍重量的偶氮双甲酰胺、 0. 05倍重量的甲基异丁基酮、0. 1倍重量的蓖麻油氧化丙烯聚合物，升温至150〜160°C，保 温2〜3小时，放冷，即可。
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