CN112705445A - 新型防爆壳体的制造方法以及新型防爆壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型防爆壳体的制造方法，包括：S1、采用铝、镁或高分子材料为基材制造所述新型防爆壳体以减轻所述新型防爆壳体的重量；S2、预处理所述基材的内表面并喷涂聚脲以形成隔爆层以实现所述新型防爆壳体的防爆性能并满足防爆水压测试要求。本发明还涉及一种新型防爆壳体。本发明可以制备质量轻但又能满足防爆设计要求的新型防爆壳体。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，更具体地说，涉及一种新型防爆壳体的制造方法以及采用该方法制造的新型防爆壳体。
背景技术
随着国家不断加大对新能源电动汽车及充电基础设施的支持，从顶层设计、政策支持等方面进行规划部署，电动汽车正迎来快速发展时期。电动汽车的安全性也越发受到关注。为了保证电动汽车的安全，通常采用防爆电机和防爆电机控制装置，并且采用专门的防爆壳体来容置防爆电机和防爆电机控制装置以实现安全。
现有技术的防爆壳体，为了满足防爆设计的***压力、温度、撞击和耐磨性等标准要求，通常采用例如铜或者铁来做防爆壳体的基材。然而，铜或铁不但造价很高，而且重量很大，因此造成防爆壳体的重量过重。而质量较轻的镁铝等基材，容易产生火花，并且强度和抗压性均不够，还容易产生变形，因此不能满足防爆环境需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种新型防爆壳体的制造方法，其能够制造质量轻但又能满足防爆设计要求的新型防爆壳体。
本发明的发明点在于，将防爆标准中规定不能使用的例如镁铝或高分子材料通过采用聚脲喷涂组合的使得其具有防爆性能并满足防爆水压测试要求，即满足防火花、防爆、耐磨、防水、防腐的性能，并且其重量仅仅是以前以铁或铜制成的防爆壳体的重量的一半以下。本发明解决其技术问题采用的技术方案是，构造一种新型防爆壳体的制造方法，包括：
S1、采用铝、镁或高分子材料为基材制造所述新型防爆壳体以减轻所述新型防爆壳体的重量；
S2、预处理所述基材的内表面并喷涂聚脲以形成隔爆层以实现所述新型防爆壳体的防爆性能并满足防爆水压测试要求。
在本发明所述的新型防爆壳体的制造方法中，所述步骤S2进一步包括：
S21、采用碱性溶液对所述基材的内表面进行处理以清洁所述基材的内表面；
S22、采用喷砂工艺对所述基材进行处理以在所述基材的内表面上获得粗糙度以改善所述基材的机械性能和抗疲劳性能并增加其与所述聚脲的附着；
S23、在所述基材的内表面上进行第一次聚脲喷涂，并在第一厚度设定标志；
S24、继续进行第二次聚脲喷涂以达到第二高度以形成所述聚脲层以获得防火花、防水、防腐性能；
S25、对所述聚脲层进行磨平处理以获得耐磨性。在本发明所述的新型防爆壳体的制造方法中，所述聚脲中添加有阻燃剂以提升所述隔爆层的防燃性，所述阻燃剂的添加量为所述聚脲质量的30％～60％。
在本发明所述的新型防爆壳体的制造方法中，所述阻燃剂包括阻燃树脂、纳米阻燃剂和添加型液态阻燃剂，所述阻燃树脂、纳米阻燃剂和添加型液态阻燃剂的质量配比为3:1:1～1:2:2。在本发明的优选实施例中，所述纳米阻燃剂可以包括例如纳米级氢氧化镁阻燃剂、纳米级氢氧化铝阻燃剂、碳纳米管(Carbon Nanotubes)及各种晶须，如镁盐晶须及碳酸钙晶须、蒙脱土(MMT)、高岭土、氧化石墨、层状双金属氧化物(LDH)二氧化钛及富勒烯(C60)等。在本发明的优选实施例中，所述添加型液态阻燃剂可以包括甲基磷酸二甲酯(DMMP)、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、磷酸三(一氯丙)酯、磷酸三(2-溴-3-氯丙)酯、磷酸双(2，3-二溴丙酯)二氯丙酯、磷酸三(溴甲苯)酯、四(2-氰乙基)溴化鏻、乙撑双[三(2-氰乙基)溴化鏻]、四(羟甲基)氯化鏻、四(2-氰乙基)溴化鏻、、磷酸三甲酯等。
在本发明所述的新型防爆壳体的制造方法中，在所述步骤S32中，喷砂的沙粒粒径范围是0.5～1.5mm，空压机气压范围为5.0*105～7.5*105Pa，气压变幅为0.5*105～1.0*105Pa，喷嘴距离所述基材的内表面100～300mm，喷射方向与所述基材的内表面的法线夹角为15°～30°，所述粗糙度为轮廓最大高度在60～100μm之间，所述第一厚度为0.5～1mm。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种新型防爆壳体，其基于所述的新型防爆壳体的制造方法制造，所述新型防爆壳体包括铝或镁制主体和铝或镁制盖板，所述铝或镁制主体和所述铝或镁制盖板内部形成中空腔体、内侧上设置所述隔爆层，所述铝或镁制主体的两端设置多个电缆引入装置。
在本发明所述的新型防爆壳体中，所述电缆引入装置包括供外部电缆***的喇叭口，所述喇叭口和所述铝或镁制主体之间设置密封圈和垫片。
实施本发明的新型防爆壳体的制造方法和新型防爆壳体，可以制备质量轻但又能满足防爆设计要求的新型防爆壳体。该新型防爆壳体的质量可以是以前以铁或铜制成的防爆壳体的重量的一半以下，并且能够满足水压实验标准不低于1兆帕的防爆强度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的新型防爆壳体的制造方法的方法流程图；
图2是本发明的新型防爆壳体的立体视图；
图3是本发明的新型防爆壳体的主视图；
图4是本发明的新型防爆壳体的侧视图；
图5是图2所示新型防爆壳体的沿A-A侧的剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及一种新型防爆壳体的制造方法，包括：采用铝、镁或高分子材料为基材制造所述新型防爆壳体以减轻所述新型防爆壳体的重量；预处理所述基材的内表面并喷涂聚脲以形成隔爆层以实现所述新型防爆壳体的防爆性能并满足防爆水压测试要求。本发明的发明点在于，将防爆标准中规定不能使用的例如镁铝或高分子材料通过采用聚脲喷涂组合的使得其具有防爆性能并满足防爆水压测试要求，即满足防火花、防爆、耐磨、防水、防腐的性能，并且其重量仅仅是以前以铁或铜制成的防爆壳体的重量的一半以下。
图1是本发明的新型防爆壳体的制造方法的方法流程图。如图1所示，在步骤S1中，采用铝、镁或高分子材料为基材制造所述新型防爆壳体。在本发明的优选实施例中，所述高分子材料包括聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚丁烯。优选的，在本发明中采用聚乙烯和聚氨酯。首先，采用碱性溶液对所述基材的内表面进行处理。在本发明的进一步的优选实施例中，可以先对所述基材的内表面进行除锈处理，包括手工抛光。作业者可以通过磨片、针枪、钢丝轮等工具进行除锈，比如借助粘有磨料的持制磨光轮的旋转，对所述基材的内表面进行削磨，以除去所述基材的内表面的毛刺、氧化皮、焊渣、焊瘤等表面宏观缺陷。然后，可以对所述基材的内表面进行脱脂除油处理，优选采用碱性溶液特别是热的氢氧化钠溶液进行脱脂除油最为有效。然后，进一步采用添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行清洗以进行碱蚀，以便进一步清理附着的油污赃物、自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体。
在步骤S2中，预处理所述基材的内表面并喷涂聚脲以形成隔爆层以实现所述新型防爆壳体的防爆性能并满足防爆水压测试要求。在本发明的优选实施例中，采用喷砂工艺对所述基材进行处理以在所述基材的内表面上获得粗糙度。
在本发明的进一步的优选实施例中，可以先对所述基材的内表面进行除锈处理，包括手工抛光。作业者可以通过磨片、针枪、钢丝轮等工具进行除锈，比如借助粘有磨料的持制磨光轮的旋转，对所述基材的内表面进行削磨，以除去所述基材的内表面的毛刺、氧化皮、焊渣、焊瘤等表面宏观缺陷。然后，可以对所述基材的内表面进行脱脂除油处理，优选采用碱性溶液特别是热的氢氧化钠溶液进行脱脂除油最为有效。然后，进一步采用添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行清洗以进行碱蚀，以便进一步清理附着的油污赃物、自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的基体，从而对基体的内表面进行清洁。
随后，采用喷砂工艺对所述基材进行处理以在所述基材的内表面上获得粗糙度以改善所述基材的机械性能和抗疲劳性能并增加其与所述聚脲的附着。在本发明的进一步的优选实施例中，选择颗粒坚硬、有棱角、干燥(含水量<2％)、无泥土及其他杂质的沙粒，优选选择石英砂或金刚砂，喷砂的沙粒粒径范围是0.5～1.5mm。更加优选的，可以进一步进行筛选，例如：粗筛40～48孔/cm2(粒径1.5mm)、细筛372～476孔/cm2(粒径0.5mm)。喷砂操作时，空压机气压范围为5.0*105～7.5*105Pa，优选为6.0*105～6.5*105Pa；气压变幅为0.5*105～1.0*105Pa。喷砂用的压缩空气必须经冷却装置及油水分离器处理，以保证干燥、无油；油水分离器必须定期清理。喷嘴距离所述基材的内表面为100～300mm，喷射方向与所述基材的内表面的法线夹角为15°～30°。喷砂完成后，对所述基材的内表面进行清洁度和粗糙度检查。喷砂后，所述基材的内表面清洁度应达到Sa21/2。粗糙度应达到轮廓最大高度Ry在60～100μm之间。通过上述处理可以使得所述基材的内表面的机械性能得到改善，因此提高了所述基材的抗疲劳性，增加了它和后续涂层即聚脲之间的附着力。
然后，在所述基材的内表面上进行第一次聚脲喷涂，并在第一厚度设定标志，接着继续进行第二次聚脲喷涂以达到第二高度以形成所述聚脲层，最后对所述聚脲层进行磨平处理。聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质。聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等。聚脲材料干燥速度快，适合于任意曲面喷涂，材料的延伸率，撕裂强度等各种综合性能极高。因此，通过在基材的内表面上喷涂聚脲层，可以获得防火花、防水、防腐、耐磨、高强度、高抗压性能等效果。
在本发明的优选实施例中，所述聚脲中添加有阻燃剂，所述阻燃剂的添加量为所述聚脲质量的30％～60％。优选的，所述阻燃剂包括阻燃树脂、纳米阻燃剂和添加型液态阻燃剂，所述阻燃树脂、纳米阻燃剂和添加型液态阻燃剂的质量配比为3:1:1～1:2:2。更优选地，聚脲的力学性能和阻燃性能的影响，选用复配阻燃剂(阻燃树脂∶纳米阻燃浆料∶液态添加型阻燃剂＝1.5∶1∶1)，添加量为40％时，这时拉伸强度为12MPa、断裂伸长率为380％、氧指数为28％,材料综合性能最好，符合GB/T 23446—2009中I类产品质量要求。在本发明的优选实施例中，所述纳米阻燃剂可以包括例如纳米级氢氧化镁阻燃剂、纳米级氢氧化铝阻燃剂、碳纳米管(Carbon Nanotubes)及各种晶须，如镁盐晶须及碳酸钙晶须、蒙脱土(MMT)、高岭土、氧化石墨、层状双金属氧化物(LDH)二氧化钛及富勒烯(C60)等。在本发明的优选实施例中，所述添加型液态阻燃剂可以包括甲基磷酸二甲酯(DMMP)、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、磷酸三(一氯丙)酯、磷酸三(2-溴-3-氯丙)酯、磷酸双(2，3-二溴丙酯)二氯丙酯、磷酸三(溴甲苯)酯、四(2-氰乙基)溴化鏻、乙撑双[三(2-氰乙基)溴化鏻]、四(羟甲基)氯化鏻、四(2-氰乙基)溴化鏻、、磷酸三甲酯等。通过增加阻燃剂，可以提升所述隔爆层的防燃性。
现有技术中没有人用镁铝金属制作防爆壳体，是因为镁铝金属外壳摩擦中容易产生火花，再加上镁铝等轻金属很软，抗压性不够，不能满足***撞击等压力要求，因此采用其制造的防爆壳体无法满足防爆设计的***压力、温度及水压的标准要求。然而，在采用本发明的方法之后，制造的防爆壳体可满足相关标准(防火花、防高温、可塑性强、抗压力和撞击、耐磨性强)，其质量可以是以前以铁或铜制成的防爆壳体的重量的一半以下，并且能够满足水压实验标准不低于1兆帕的防爆强度。
图2-5示出了根据前述方法制造的新型防爆壳体的结构示意图。如图2-5所示，本发明的所述新型防爆壳体包括铝或镁制主体1和铝或镁制盖板2，所述铝或镁制主体1和所述铝或镁制盖板2内部形成中空腔体11、内侧上设置所述隔爆层17，所述铝或镁制主体1的两端设置多个电缆引入装置3、6。所述电缆引入装置包括供外部电缆***的喇叭口，所述喇叭口和所述铝或镁制主体1之间设置密封圈和垫片。所述铝或镁制盖板2和所述铝或镁制主体1通过盖板螺钉4和弹簧垫圈5密封。所述铝或镁制主体1底侧设置安装地角7。所述盖板螺钉4上部设置螺钉护套9。所述铝或镁制盖板2和所述铝或镁制主体1之间设置防爆结合面10。所述铝或镁制主体1和所述铝或镁制盖板2的内侧均制造有该述隔爆层17从而形成防爆密封腔18。所述盖板螺钉4与铝或镁制盖板2之间设置盖板密封圈12。所述电缆引入装置3包括供外部电缆***的喇叭口13，所述喇叭口13和所述铝或镁制主体11之间设置密封圈15和垫片16。在未***外部电缆时，所述喇叭口13由堵头14密封。
在本优选实施例中，所述隔爆层17根据如前所述的新型防爆壳体的制造方法所述设置在所述铝或镁制主体1和所述铝或镁制盖板2上。当然在本发明的其他优选实施例中，所述新型防爆壳体还可以采用其他的形状和结构设置。基于本发明的教导，本领域技术人员能够制造各种类型的新型防爆壳体。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型防爆壳体的制造方法，其特征在于，包括：
S1、采用铝、镁或高分子材料为基材制造所述新型防爆壳体以减轻所述新型防爆壳体的重量并增加其可塑性；
S2、预处理所述基材的内表面并喷涂聚脲以形成隔爆层以实现所述新型防爆壳体的防爆性能并满足防爆水压测试要求。
2.根据权利要求1所述的新型防爆壳体的制造方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：
S21、采用碱性溶液对所述基材的内表面进行处理以清洁所述基材的内表面；
S22、采用喷砂工艺对所述基材进行处理以在所述基材的内表面上获得粗糙度以改善所述基材的机械性能和抗疲劳性能并增加其与所述聚脲的附着；
S23、在所述基材的内表面上进行第一次聚脲喷涂，并在第一厚度设定标志；
S24、继续进行第二次聚脲喷涂以达到第二高度以形成所述聚脲层以获得防火花、防水、防腐性能；
S25、对所述聚脲层进行磨平处理以获得耐磨性。
3.根据权利要求2所述的新型防爆壳体的制造方法，其特征在于，所述聚脲中添加有阻燃剂以提升所述隔爆层的防燃性，所述阻燃剂的添加量为所述聚脲质量的30％～60％。
4.根据权利要求3所述的新型防爆壳体的制造方法，其特征在于，所述阻燃剂包括阻燃树脂、纳米阻燃剂和添加型液态阻燃剂，所述阻燃树脂、纳米阻燃剂和添加型液态阻燃剂的质量配比为3:1:1～1:2:2。
5.根据权利要求4所述的新型防爆壳体的制造方法，其特征在于，在所述步骤S32中，喷砂的沙粒粒径范围是0.5～1.5mm，空压机气压范围为5.0*105～7.5*105Pa，气压变幅为0.5*105～1.0*105Pa，喷嘴距离所述基材的内表面100～300mm，喷射方向与所述基材的内表面的法线夹角为15°～30°，所述粗糙度为轮廓最大高度在60～100μm之间，所述第一厚度为0.5～1mm。
6.根据权利要求5所述的新型防爆壳体的制造方法，其特征在于，所述高分子材料包括聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚丁烯。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的新型防爆壳体的制造方法所制造的新型防爆壳体，其特征在于，所述新型防爆壳体包括铝或镁制主体和铝或镁制盖板，所述铝或镁制主体和所述铝或镁制盖板内部形成中空腔体、内侧上设置所述隔爆层，所述铝或镁制主体的两端设置多个电缆引入装置。
8.根据权利要求7所述的新型防爆壳体，其特征在于，所述电缆引入装置包括供外部电缆***的喇叭口，所述喇叭口和所述铝或镁制主体之间设置密封圈和垫片。
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