CN110105751A - 一种金属箱体用内衬塑及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属箱体用内衬塑及其制备方法，涉及滚塑新材料领域，配方组分及其重量百分比为：塑料粉末：92～97％；金塑粘合剂：5‰～2％；塑料抗收缩剂：1～3.5％；抗氧剂：5‰～2％；防老剂：3‰～1％；促流剂：3‰～3％。本发明的有益效果是，创造性的设计了原料配方，解决了金属箱体内壁与塑料粘接不牢容易分离的问题；通过滚塑工艺实现了在中空密闭结构复杂的金属箱体内部直接衬塑的难题，衬塑壁厚均匀，一体成型密封性极大提高，整个箱体耐老化、耐腐蚀性能、耐冲击性能得到极大提升，箱体内部清洁，不会有金属锈迹形成，从而堵塞管道。

Description

一种金属箱体用内衬塑及其制备方法
技术领域
本发明涉及滚塑新材料领域，特别是一种金属箱体用内衬塑及其制备方法。
背景技术
现在商用车所需的燃油箱、尿素箱和水箱等各种箱体一般分为两种。第一种是金属类箱 体，第二种是塑料箱体，这两种箱体都不完美，各有优缺点。
金属燃油箱缺点：1、金属油箱容易产生电火花，存在安全隐患；2、金属油箱一般是焊 接成型的，有焊接缝，密封性能存在隐患，在受到撞击时容易发生断裂；3、金属易被燃油、 尿素液等液体腐蚀，产生漏液现象，缩短使用寿命，金属锈会堵塞进出液管道造成故障；4、 各种异形的空间对于金属锻造的油箱在成本和可加工性方面，产生了难以逾越的障碍；
金属燃油箱的优点：单位体积比工程塑料油箱小，不会渗油，延展性好，防静电，金属 是导体，静电更容易释放掉，在低温情况下(-40℃)时金属箱体的稳定性更好。
塑料燃油箱的缺点：在低温情况下(-40℃以下)，铁皮油箱的稳定性较好，而塑料油箱 则会在低温下变脆，可能出现裂纹等现象，一旦产生静电不易消除。
塑料燃油箱的优点：1、同等性能要求下，塑料燃油箱重量更轻，重量可降低40％-50％， 更符合国家节能降耗的要求；2、耐腐蚀、耐老化性能更加优异，箱体内壁更清洁不会被液体 腐蚀而产生杂质；3、塑料比钢铁的制造成本更低。虽然现在的铁皮油箱的成本要比塑料油箱 低一些，但是考虑到铁制油箱相对复杂的制造工艺(需要焊接，涂层等)，随着大批量的生产 和原材料价格的上涨，塑料油箱的成本肯定要比铁皮油箱有优势。4、塑料燃油箱是滚塑一体 成型，没有二次加工，密封性能有绝对保障
现有衬塑一般是针对管道类非密闭的结构简单的，对于将衬塑加工到金属燃油箱，则有 下述技术缺点：1、粘接不牢考，易分离；2、普通衬塑工艺无法实现密封箱体，尤其是内部 结构复杂的箱体内壁的衬塑。
发明内容
本发明的目的是为了将衬塑加工到金属燃油箱并且能够实现工业化生产，设计了一种金 属箱体用内衬塑及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种金属箱体用内衬塑，配方组分及其重量 百分比为：塑料粉末：92～97％；金塑粘合剂：5‰～2％；塑料抗收缩剂：1～3.5％；抗氧剂： 5‰～2％；防老剂：3‰～1％；促流剂：3‰～3％。
进一步的，所述金塑粘合剂为环氧树脂粉末，所述塑料粉末为聚乙烯粉末塑料和聚丙烯 类粉末塑料之一或者组合，所述塑料抗收缩剂为碳酸钙填充母粒。该金塑粘合剂为特殊的粘 合剂，可以降低金属的表面能，增加塑料基料的粘度，能让塑料和金属紧密粘接不分离。该 塑料抗收缩剂可以降低塑料基体成型后的收缩率，收缩率可降低40％-65％，有效防止因金属 和塑料收缩率差距太大而造成的分离现象。碳酸钙填充母粒能够增强制品的刚性，减少制品 收缩性及因收缩引起的变形。
进一步的，所述金塑粘合剂为改性环氧树脂粉末，所述塑料粉末为聚酰胺，所述塑料抗 收缩剂为碳纤维粉。
进一步的，所述金塑粘合剂为环氧树脂粉末和改性环氧树脂粉末，所述塑料粉末为聚乙 烯粉末塑料，聚丙烯类粉末塑料和聚酰胺，其中，所述环氧树脂粉末与聚乙烯粉末塑料和/或 聚丙烯类粉末塑料，改性环氧树脂粉末与聚酰胺分别一一成比例混合。
进一步的，所述聚乙烯粉末塑料为下述之一或者组合：线性低密度聚乙烯，高密度聚乙 烯和低密度聚乙烯。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168之一或者组合。该抗氧剂可以提高塑 料加工时的热老化性能。
进一步的，所述促流剂为下述之一或者组合：聚丙烯流动剂，聚酯流动剂和高抗冲聚苯 乙烯流动剂。
一种金属箱体用内衬塑的制备方法，以金属箱体为模具固定到加热壁上，包括步骤：
将上述配方组分按配比加入高混机中，搅拌12～20min，冷却备用；
将搅拌后的材料称重后加入到位于模具内的金属箱体里；
将模具的加料口半密封，并将模具放到滚塑机内；
用循环热风加热模具；
模具加热完成后，进入冷却室，冷却时间为20～30min；
拆模得到滚塑尼龙件。
进一步的，所述模具在冷却室冷却时，按照以下温度范围依次操作：在温度5℃以下， 自然冷却；在温度5～20℃之间，先风冷5～15min，再自然冷却10～20min；在温度20℃以 上，风冷。
进一步的，用特氟龙模块将所述模具的加料口密封，特氟龙模块上设有用钢须半密封的 通气孔。
本发明的有益效果是：创造性的设计了原料配方，解决了金属箱体内壁与塑料粘接不牢 容易分离的问题；通过滚塑工艺实现了在中空密闭结构复杂的金属箱体内部直接衬塑的难题， 衬塑壁厚均匀，一体成型密封性极大提高，整个箱体耐老化、耐腐蚀性能、耐冲击性能得到 极大提升，箱体内部清洁，不会有金属锈迹形成，从而堵塞管道。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实 施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
实施例1
一种金属箱体用内衬塑，配方组分及其重量百分比为：塑料粉末：92～97％；金塑粘合 剂：5‰～2％；塑料抗收缩剂：1～3.5％；抗氧剂：5‰～2％；防老剂：3‰～1％；促流剂：3‰～ 3％。
采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg，其中，塑料粉末(聚酰胺)：92％；金塑 粘合剂(改性环氧树脂粉末)：2％；塑料抗收缩剂(碳纤维粉)：1％；抗氧剂(抗氧剂1010)： 2％，防老剂(防老剂4010)：1％；促流剂(聚丙烯流动剂)：2％。
其中，改性环氧树脂粉末为用氯丁二烯一甲基丙烯酸羟乙酯共聚物(CP-HE-MA)增韧环氧 树脂粉末，可提高剪切强度、冲击强度、剥离张度。
采用上述配方在金属箱体内制备内衬塑，以金属箱体为模具固定到加热壁上，包括步骤：
A、将上述配方组分按配比加入高混机中，搅拌12～20min，冷却备用。
B、将搅拌后的材料称重后加入到位于模具内的金属箱体里。
模具可采用铝制或不锈钢钢制模具，内壁要求光滑，不能带皮纹，各个镶件部位采用热 膨胀材料密封，防止空气流通。
C、将模具的加料口半密封，并将模具放到滚塑机内。
用特氟龙模块将所述模具的加料口密封，特氟龙模块上设有用钢须半密封的通气孔，用 于内部气体排出。
D、用循环热风加热模具。
滚塑机外部加装空气干燥装置，由鼓风机送干燥空气进加热室，形成循环热风加热，更 加均匀的对模具加热，保证制品各个位置均匀成型。
E、模具加热完成后，进入冷却室，冷却时间为20～30min。
所述模具在冷却室冷却时，按照以下温度范围依次操作：在温度5℃以下，自然冷却； 在温度5～20℃之间，先风冷5～15min，再自然冷却10～20min；在温度20℃以上，风冷。
F、拆模得到滚塑尼龙件。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例2
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，塑料粉末(聚酰胺)：97％；金塑粘合剂(改性环氧树脂粉末)：5‰；塑料抗收缩剂(碳 纤维粉)：1％；抗氧剂(抗氧剂168)：5‰，防老剂(防老剂4010)：3‰；促流剂(高抗冲聚苯乙烯流动剂)：7‰。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
性能要求 单位 测试结果
弯曲模量 Mpa 2573
屈服抗拉强度 Mpa 67.6
粘度 P 2.6
与金属粘接强度(铝合金) / 5000N未分离
壁厚均匀度(5mm为基准) mm 4～6
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例3
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，塑料粉末(聚酰胺)：92％；金塑粘合剂(改性环氧树脂粉末)：5‰；塑料抗收缩剂(碳 纤维粉)：3.5％；抗氧剂(抗氧剂1010)：2％，防老剂(防老剂4020)：1％；促流剂(聚丙烯流动剂)：3％。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
性能要求 单位 测试结果
弯曲模量 Mpa 2497
屈服抗拉强度 Mpa 64.2
粘度 P 3.2
与金属粘接强度(铝合金) / 6000N未分离
壁厚均匀度(5mm为基准) mm 4～6
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例4
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，塑料粉末(聚乙烯粉末塑料)：95％；金塑粘合剂(环氧树脂粉末)：2‰；塑料抗收缩 剂(碳酸钙填充母粒)：1％；抗氧剂(抗氧剂1010)：1％，防老剂(防老剂4020)：0.5％；促流剂(聚丙烯流动剂)：0.5％。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
性能要求 单位 测试结果
弯曲模量 Mpa 710
屈服抗拉强度 Mpa 23.2
粘度 P 2.8
与金属粘接强度(铝合金) / 5000N未分离
壁厚均匀度(5mm为基准) mm 4-6
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例5
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，塑料粉末(聚丙烯类粉末塑料)：97％；金塑粘合剂(环氧树脂粉末)：1％；塑料抗收 缩剂(碳酸钙填充母粒)：0.5％；抗氧剂(抗氧剂168)：0.5％，防老剂(防老剂4020)：0.5％； 促流剂(聚酯流动剂)：0.5％。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
性能要求 单位 测试结果
弯曲模量 Mpa 713
屈服抗拉强度 Mpa 24.4
粘度 P 2.6
与金属粘接强度(铝合金) / 5000N未分离
壁厚均匀度(5mm为基准) mm 4～6
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例6
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，塑料粉末(聚乙烯粉末塑料和聚丙烯类粉末塑料)：98％；金塑粘合剂(环氧树脂粉末)： 0.5‰；塑料抗收缩剂(碳酸钙填充母粒)：0.5％；抗氧剂(抗氧剂1010)：0.3％，防老剂(防 老剂4020)：0.2％；促流剂(聚丙烯流动剂)：0.5％。
其中，聚乙烯粉末塑料为下述之一或者组合：线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯和低密 度聚乙烯。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例7
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，
塑料粉末(聚乙烯粉末塑料)：47％；
金塑粘合剂(环氧树脂粉末)：1％；
塑料粉末(聚酰胺)：47％；
金塑粘合剂(改性环氧树脂粉末)：1％；
塑料抗收缩剂(碳酸钙填充母粒)：1.5％；抗氧剂(抗氧剂1010)：1％，防老剂(防老剂4020)：0.5％；促流剂(聚丙烯流动剂)：0.5％。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
性能要求 单位 测试结果
弯曲模量 Mpa 1849
屈服抗拉强度 Mpa 47.7
粘度 P 27
与金属粘接强度(铝合金) / 5000N未分离
壁厚均匀度(5mm为基准) mm 4-6
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
实施例8
与上述实施例1不同的是，本实施例中采用下述具体配方组分进行实验，总重100kg， 其中，
塑料粉末(聚乙烯粉末塑料)：55％；
金塑粘合剂(环氧树脂粉末)：1％；
塑料粉末(聚酰胺)：40％；
金塑粘合剂(改性环氧树脂粉末)：1％；
塑料抗收缩剂(碳酸钙填充母粒)：1.5％；抗氧剂(抗氧剂1010)：0.5％，防老剂(防老 剂4020)：0.5％；促流剂(聚丙烯流动剂)：0.5％。
将上述配方制备的内衬塑进行实验，得到下表所示结果：
上述结果，完全能够达到内衬塑和金属箱体的粘接性要求，内衬塑的壁厚也能够达到箱 体密封的要求。
以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，在不 脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只 要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，无论从 哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求 的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属箱体用内衬塑，其特征在于，配方组分及其重量百分比为：
塑料粉末：92～97％；
金塑粘合剂：5‰～2％；
塑料抗收缩剂：1～3.5％；
抗氧剂：5‰～2％；
防老剂：3‰～1％；
促流剂：3‰～3％。
2.根据权利要求1所述的一种金属箱体用内衬塑，其特征在于，所述金塑粘合剂为环氧树脂粉末，所述塑料粉末为聚乙烯粉末塑料和聚丙烯类粉末塑料之一或者组合，所述塑料抗收缩剂为碳酸钙填充母粒。
3.根据权利要求1所述的名称，其特征在于，所述金塑粘合剂为改性环氧树脂粉末，所述塑料粉末为聚酰胺，所述塑料抗收缩剂为碳纤维粉。
4.根据权利要求1所述的一种金属箱体用内衬塑，其特征在于，所述金塑粘合剂为环氧树脂粉末和改性环氧树脂粉末，所述塑料粉末为聚乙烯粉末塑料，聚丙烯类粉末塑料和聚酰胺，其中，所述环氧树脂粉末与聚乙烯粉末塑料和/或聚丙烯类粉末塑料，改性环氧树脂粉末与聚酰胺分别一一成比例混合。
5.根据权利要求1所述的一种金属箱体用内衬塑，其特征在于，所述聚乙烯粉末塑料为下述之一或者组合：线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的名称，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168之一或者组合。
7.根据权利要求1所述的一种金属箱体用内衬塑，其特征在于，所述促流剂为下述之一或者组合：聚丙烯流动剂，聚酯流动剂和高抗冲聚苯乙烯流动剂。
8.一种金属箱体用内衬塑的制备方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的一种金属箱体用内衬塑，以金属箱体为模具固定到加热壁上，包括步骤：
将上述配方组分按配比加入高混机中，搅拌12～20min，冷却备用；
将搅拌后的材料称重后加入到位于模具内的金属箱体里；
将模具的加料口半密封，并将模具放到滚塑机内；
用循环热风加热模具；
模具加热完成后，进入冷却室，冷却时间为20～30min；
拆模得到滚塑尼龙件。
9.根据权利要求8所述的一种金属箱体用内衬塑的制备方法，其特征在于，所述模具在冷却室冷却时，按照以下温度范围依次操作：在温度5℃以下，自然冷却；在温度5～20℃之间，先风冷5～15min，再自然冷却10～20min；在温度20℃以上，风冷。
10.根据权利要求8所述的一种金属箱体用内衬塑的制备方法，其特征在于，用特氟龙模块将所述模具的加料口密封，特氟龙模块上设有用钢须半密封的通气孔。
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JPS6123639A (ja) * 1984-07-13 1986-02-01 Ube Ind Ltd 接着性ポリオレフィン組成物
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