一種汽車用油箱排水管及製備方法
2023-05-18 03:04:36
專利名稱：一種汽車用油箱排水管及製備方法
技術領域：
本發明涉及汽車膠管技術領域，特別涉及一種熱塑性彈性體材料包括由注塑方法 自身粘接到擠出型塑料類基體材料上。
背景技術：
隨著我國汽車工業的高速發展，汽車產業的輕量化、環保的呼聲日益高漲，目前， 大多汽車用油箱排水管類用材為乙丙橡膠。乙丙橡膠有優異的耐臭氧、耐熱、耐酸鹼、耐水 蒸汽性，但在脂屬和芳屬溶劑(如汽油、苯等)及礦物油中穩定性較差，故油箱排水管長時 間接觸油氣水，橡膠易發生龜裂，影響使用性能，且乙丙橡膠類油箱排水管加工成型周期較 長、需硫化、原材料不可循環利用。
發明內容
目前很多橡膠汽車軟管類都可以採用環保型塑料類替代橡膠類軟管。本發明涉及 到用環保型塑料類油箱排水管替代三元乙丙橡膠類油箱排水管。由於油箱排水管長時間接觸油氣水，三元乙丙橡膠類易發生龜裂，影響長期使用 性能。考慮選用常用耐酸鹼性極好、耐油氣水性能較佳的水管材料聚氯乙烯(PVC)以及 具有優良高彈性、耐磨性、耐候性、耐油性、耐衝擊性能的聚氨酯彈性體類(TPU)材料代替。 PVC具有極佳的耐候性、良好的耐油性，且有明顯的價格優勢；但抗衝擊性能、耐磨性能、耐 低溫性能較TPU類彈性體差。油箱排水管類具有600mm以上的長度，且為異型帶接頭結構， 故不宜採取單一擠出或者單一注塑的成型方法。油箱排水管分為兩部分組成車身內部軟管結構以及裸露在大氣中的排水接頭結 構。車身內部軟管性能要求為優良的耐水性、耐候性、耐油性、耐酸鹼性；車身外部的連接頭 材料性能要求為優良的耐磨性、耐候性、耐衝擊性、耐油性、耐酸鹼性、耐水性。為滿足油氣水管達到環保、節約成本，且成品率大於90%、拔脫力大於300N的標 準下，我們開發研製了一種新結構的汽車用油箱排水管並且在裸露在大氣環境下或油氣水 的環境中可以長期使用。車身內部軟管結構為PVC材料，採用擠出工藝；裸露在大氣環境中 排水接頭結構選用TPU類彈性體，採用注塑工藝。此產品突出了輕量化、低成本、性能穩定、 易於裝配等優勢。本發明的技術方案如下一種汽車用油箱排水管，是由聚氨酯類熱塑性彈性體管和聚氯乙烯管連接而成。 PVC與TPU粘接尺寸範圍在20mm-25mm。其中PVC較許多工程塑料類原材料具有明顯的價格優勢；裸露在車身外的TPU具 有極佳的耐衝擊性、耐磨性、耐候性、耐臭氧、耐紫外線性；兩種材料均具有良好的耐高溫 性、耐油氣水性。此產品突出了輕量化、低成本、性能穩定、易於裝配等優勢。此發明的難點在於聚氯乙烯(PVC)與聚氨酯(TPU)的粘接問題，並且還需要達到 標準要求的附著力。通過選擇合適的PVC、TPU類原材料及調整注塑機的工藝參數，使產品性能達到標準。由於TPU彈性體類吸水性較高，料筒加熱過程中，彈性體顆粒中的水分會導致彈性體熱裂解造成產品物理性能下降，從而嚴重影響粘接性。因此，TPU在使用過程中要保持 乾燥狀態。且過高的注塑壓力雖然可提高製品表面的光亮度，但會造成尺寸收縮。則注塑 壓力應設定為能夠注滿型腔的最小壓力以獲得最佳外觀和尺寸的數值。本發明在不使用粘接劑直接將聚氨酯類熱塑性彈性體(TPU)和注塑至擠出成型 聚氯乙烯(PVC)基體材料上成型。本發明提供的工藝參數，產品成品率達到93%以上，部分 收縮率僅為7. 2%。PVC與TPU之間的粘接強度用拔脫力來表徵，達到300N以上，實現了較 好的粘接。本發明的聚氨酯類熱塑性彈性體和聚氯乙烯融合的方法，步驟如下1)用單螺杆擠出機，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度165°C 175°C，機筒 二區溫度175°C 185°C，機筒三區溫度175°C 185°C，機筒四區溫度185°C 195°C，機頭 一區溫度175°C 185°C，並根據PVC管內徑、壁厚選擇合適的機針口型進行擠出PVC基體 管材；2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將聚氨酯彈性體類彈性體在100-120°C的乾燥箱裡烘乾2_3小時；用三段式 立式注塑機進行注塑，料筒溫度從上至下設定為165°C 185°C，180°C 200°C，175°C 190°C ；對粘接性能及產品收縮性能影響較明顯的部分關鍵的工藝參數分別設定為保壓壓 力15 20Mpa、保壓時間為5 10s，背壓1 3Mpa。4)進行 80°C X IOmin 熱處理。保證注射產品充分結晶、熱定型，不發生尺寸收縮。停放12 24小時，進行性能 測試。本發明選用可以實驗自粘性的兩種材料，聚氯乙烯(PVC)和聚氨酯熱塑性彈性體 (TPU))進行擠出與注塑。裝車後聚氨酯彈性體類連接頭裸露在外部，具有的優異的耐候性、 耐臭氧、耐紫外線及良好的高溫性能、電性能、耐衝擊性能。產品不需硫化即可加工成型，具 有加工簡便、加工成本低、邊角餘料可已回收利用等優點。本發明的優點在於只需將一種組 分再注塑到另一基材內既可以實現兩組分粘合，而不需要加入粘合劑。材料之間的這種粘 合是通過聚醯胺類在熔融狀態下具有的粘合性實現。且兩種材料均有良好的耐油性、耐熱 性能，具有長期在油氣水環境中使用性能，且所選材料為可回收再利用的輕質材料，突出了 輕量化以及低成本的優勢。
圖1 汽車用油箱排水管剖面圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。實施例1 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度165°C，機筒二 區溫度175°C，機筒三區溫度175°C，機筒四區溫度185°C，機頭一區溫度175°C。
2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為165°C，185°C，175°C，保 壓時間5s，保壓壓力15MPa，背壓IMpa。4)停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。得到如圖1所示的聚氨酯類熱塑性彈性體管和聚氯乙烯管連接管，聚氨酯類熱塑 性彈性體管和聚氯乙烯管粘接尺寸範圍在20mm-25mm。實施例2 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度165°C，機筒二 區溫度175°C，機筒三區溫度175°C，機筒四區溫度185°C，機頭一區溫度175°C。2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為165°C，185°C，175°C，保 壓時間8s，保壓壓力15Mpa，背壓3Mpa。4)停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。實施例3 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度170°C，機筒二 區溫度180°C，機筒三區溫度180°C，機筒四區溫度190°C，機頭一區溫度180°C。2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為175°C，195°C，185°C，保 壓時間5s，保壓壓力15Mpa，背壓IMpa。4)注塑完停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。實施例4 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度170°C，機筒二 區溫度180°C，機筒三區溫度180°C，機筒四區溫度190°C，機頭一區溫度180°C。2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為175°C，195°C，185°C，保 壓時間5s，保壓壓力15Mpa，背壓IMpa。4)注塑完後立即進行80°C X IOmin熱處理。5)注塑完停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。實施例5 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度170°C，機筒二 區溫度180°C，機筒三區溫度180°C，機筒四區溫度190°C，機頭一區溫度180°C。2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為175°C，195°C，185°C，保 壓時間8s，保壓壓力15Mpa，背壓3Mpa。4)注塑完後立即進行80°C X IOmin熱處理。5)注塑完停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。實施例6 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度175°C，機筒二 區溫度185°C，機筒三區溫度185°C，機筒四區溫度195°C，機頭一區溫度185°C。
2)將PVC管 穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為185°C，200°C，190°C，保 壓時間5s，保壓壓力15Mpa，背壓IMpa。4)注塑完後立即進行80°C X IOmin熱處理。5)注塑完停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。實施例7 1)進行PVC基體材料擠出，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度175°C，機筒二 區溫度185°C，機筒三區溫度185°C，機筒四區溫度195°C，機頭一區溫度185°C。2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將乾燥後的TPU直接進行注塑。溫度從上至下設定為185°C，200°C，190°C，保 壓時間8s，保壓壓力15Mpa，背壓3Mpa。4)注塑完後立即進行80°C X IOmin熱處理。5)注塑完停放12小時後，觀察其表觀現象，停放24小時後，測試其拔脫力。表1.注塑性能對比
權利要求
1.一種汽車用油箱排水管，其特徵是由聚氨酯類熱塑性彈性體管和聚氯乙烯管連接而成。
2.如權利要求1所述的汽車用油箱排水管，其特徵是聚氨酯類熱塑性彈性體管和聚氯 乙烯管粘接尺寸範圍在20mm-25mm。
3.一種聚氨酯類熱塑性彈性體管和聚氯乙烯管融合的方法，其特徵是步驟如下1)用單螺杆擠出機，擠出機各階段的溫度為機筒一區溫度165°C 175°C，機筒二區 溫度175°C 185°C，機筒三區溫度175°C 185°C，機筒四區溫度185°C 195°C，機頭一區 溫度175°C 185°C，進行擠出PVC基體管材；2)將PVC管穿過外徑略小於PVC內徑的定位稍中，定位於注塑模具上；3)將聚氨酯彈性體類彈性體在100-120°C的乾燥箱裡烘乾2-3小時；用三段式立式注 塑機進行注塑，料筒溫度從上至下設定為165°C 185°C，180°C 200°C，175°C 190°C ； 保壓壓力15 20Mpa、保壓時間為5 10s，背壓1 3Mpa ；4)進行80°CX IOmin熱處理。
全文摘要
本發明涉及汽車膠管技術領域，特別涉及汽車用油箱排水管及製備方法；汽車用油箱排水管，是由聚氨酯類熱塑性彈性體管和聚氯乙烯管連接而成。用單螺杆擠出機，擠出PVC基體管材；將乾燥後的TPU直接進行注塑，進行80℃×10min熱處理。本發明選用聚氯乙烯和聚氨酯熱塑性彈性體進行擠出與注塑。裝車後聚氨酯彈性體類連接頭裸露在外部，具有的優異的耐候性、耐臭氧、耐紫外線及良好的高溫性能、電性能、耐衝擊性能。且兩種材料均有良好的耐油性、耐熱性能，具有長期在油氣水環境中使用性能，且所選材料為可回收再利用的輕質材料，突出了輕量化以及低成本的優勢。
文檔編號B29D23/00GK102095027SQ20101028945
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月24日 優先權日2010年9月24日
發明者張洪起, 王娟 申請人:天津鵬翎膠管股份有限公司