中空箱体及其成型方法技术

本发明专利技术涉及一种中空箱体，其特征在于，所述中空箱体从外到内包括：高密度聚乙烯层、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层，所述中空箱体还包括至少一层发泡层，所述发泡层设置在高密度聚乙烯层、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层这六层中的任意两层之间，该发泡层通过多层共挤发泡，发泡层选用热塑性塑料作为基体材料。通过该方法成型的中空箱体，可以达到隔热、隔音、耐压、轻量化等效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种中空箱体及其成型方法，具体的说是一种带有发泡层的中空箱体及其成型方法，属于中空箱体
技术背景汽车塑料燃油箱相对于金属燃油箱具有突出的优势，特别是轻量化、更高的产品外形设计自由度等方面，已基本取代金属燃油箱。随着社会环境保护意识的加强，人们对汽车行业节能、环保的要求也越来越高，近年来，插电式混合动力汽车和增程式电动汽车逐渐成为各主机厂的研究热点。但是，一般情况下，插电式混合动力汽车和增程式电动汽车仅由电动机驱动，发动机长期处于不工作状态，随着昼夜温差变化和燃油箱内部热量的交换，燃油箱中的燃料，如汽油，会产生较大的温差，从而导致较高的燃油蒸汽压，某些情况下甚至高达35KPa。此时，塑料燃油箱相对于金属燃油箱的耐压能力，表现尤为不足，处于劣势。同时，由于插电式混合动力汽车和增程式电动汽车长期不启动发动机，背景噪音降低，导致燃油在油箱内晃动产生的噪音很容易通过油箱壁传递到车身上，被乘客感知，进而降低顾客驾车体验。因此，研究出一种隔热、隔音、耐压，且轻量化的塑料燃油箱迫在眉睫。目前，各塑料燃油箱生产商主要的解决方案有：1）通过在燃油箱内部插入加强杆件，来提高燃油箱的内部抗压能力，但是该方法无法同时满足燃油箱的跌落试验和PV性能试验；2）通过制造出多壁油箱，来提高燃油箱的刚性、隔热、隔音等性能。如：(a)、TI公司申请的US20110215102A1专利，描述了一种带有内、外壁的燃油箱，内壁与外壁部分连接，以提供内、外壁之间的间隙，外壁和内壁先后由筒状型坯成型。该方法生产周期很长，且由筒状型坯很难达到预期的构想，内壁形状也较难控制。(b)、KAUTEX公司申请的DE102011113845A1专利，描述了一种带有保护套的燃油箱，该保护套是预先成型好的，其必须含有外层（纤维增强层）和硬质发泡层，保护套在型坯下料完成前通过机器人放入模具半模中。该方法增加了燃油箱本体的制造成本，且燃油箱的重量也大大提高。另外，由于保护套是预先制备好的，与燃油箱壳体粘结时，无法保证较好的层间粘结力；保护套放入模具半模中，会阻挡模具半模上的排气孔，导致保护套与型坯之间气体难以排出，在保护套和燃油箱壳体粘结处留有大量气泡；保护套无法实现对燃油箱的全包裹，在燃油箱Half线处必会留有间隙，导致该处仍有热量交换现象，无法达到很好的隔热效果。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种共挤发泡中空箱体及其成型方法，克服了上述技术中存在的不足，制备出一种具有隔热、隔音、耐压、轻量化等特点的塑料燃油箱。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种中空箱体，其特征在于，所述中空箱体从外到内包括：高密度聚乙烯（HDPE）层、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层，所述中空箱体还包括至少一层发泡层，所述发泡层设置在高密度聚乙烯（HDPE）层、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层这六层中的任意两层之间。通过发泡层中间的密闭气孔结构，可以达到隔热隔音的效果，同时，隔热的目的达到后，油箱的内部温差减小，从而油箱内的压差变小，相当于又起到了耐压的作用。作为本专利技术的一种改进，所述回料发泡层或者发泡层通过多层共挤发泡。作为本专利技术的一种改进，所述发泡层的厚度为0.5mm-10mm。该厚度发泡材料隔热效果较佳，理论上，发泡层夹在型坯中间，隔热效果会更好。作为本专利技术的一种改进，所述发泡层的基体材料为热塑性塑料，优选增强性热塑性塑料，目的是为改善发泡材料强度相对降低的缺点，从而提高或不降低中空箱体的刚度。所述热塑性塑料为高密度聚乙烯、聚丙烯；增强性热塑性塑料采用的增强方法是纤维增强、无机粒子增强、纳米材料增强中的一种或多种。作为本专利技术的一种改进，所述发泡层在中空箱体壳体中是连续分布的。一种中空箱体，其特征在于，所述中空箱体从外到内包括：高密度聚乙烯（HDPE）层、回料发泡层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层，所述发泡层通过多层共挤发泡，所述发泡层的厚度为0.5mm-10mm。所述发泡层通过多层共挤发泡，其与各层之间具有较好的粘结力。所述发泡层在中空箱体壳体中是连续分布的。所述发泡层具有密闭的气孔结构，且孔的大小、数量和分布可以根据中空箱体所需的性能要求进行调节；发泡材料形成气孔密度、和大小，主要是根据发泡剂用量，发泡剂加入速率，挤出机挤出速率，螺杆结构，主体材料熔体强度等调节而调节的。一种共挤发泡中空箱体的成型方法，其特征在于，所述方法如下：1）共挤发泡：各层独立挤出，发泡层在挤出过程中发泡，并与熔融塑化好的各层熔体在吹塑机模头处汇聚，形成带有发泡层的多层型坯；2）预成型和组件内置，片状型坯，借助预成型模板对型坯进行预成型；借助机器人或组件内置装置将内置组件连接到预成型好的型坯上；筒状型坯，无预成型步骤，组件内置步骤可视情况而定；3）吹塑成型。作为本专利技术的一种改进，所述步骤1）中，将挤出发泡与中空箱体吹塑成型相结合，很好地使发泡层与中空箱体其它壁层融为一体。所述挤出发泡的发泡方法，首先将所需助剂与发泡基体材料通过双螺杆挤出机共混造粒，然后将造粒好的塑料粒子通过吹塑机平台上的单螺杆挤出机挤出发泡。作为本专利技术的一种改进，所述步骤1）中，发泡，选用的发泡剂为固体或者气体（包括该气体超零界流体状态）发泡剂。固体发泡剂通过与造粒好的塑料粒子混合均匀后，加入到吹塑机平台上的单螺杆挤出机中；气体发泡剂通过在单螺杆挤出机熔融段加装气体注入装置，将气体注入到聚合物熔体中。从环境友好性和再回收利用角度考虑，优选CO2、N2等与发泡层基体材料不发生反应的气体发泡剂。作为本专利技术的一种改进，所述助剂是增强发泡层刚性的纤维材料、无机粒子、纳米材料等；改善聚合物加工性能的增塑剂等；促进异相成核，提高成核密度的成核剂中的一种或者几种混合。作为本专利技术的一种改进，片状型坯预成型，借助预成型模板，对型坯进行预拉伸，从而解决部分中空箱体局部壁厚不足且工艺参数难调节的问题。相对于现有技术，本专利技术的优点如下：整个技术方案设计新颖，该技术方案首次将发泡成型与中空箱体的吹塑成型相结合，实现了带有发泡层的中空箱体的一步成型。该技术方案所述发泡层具有N个封闭且独立的气孔结构，提高了中空箱体的隔热、隔音性能，且由于隔热，内部温差减小，油箱内部压差也会减小，相当于也增加了油箱的抗压能力；同时，其隔音性能，还可以省去油箱中内置的防浪板。该技术方案所述发泡层的基体材料为热塑性塑料，优选增强性热塑性塑料，如碳纤维增强高密度聚乙烯材料等，其不仅可以提高中空箱体的刚性，使其耐压能力得到很大程度的提升，还有利于调试中报废的中空箱体的回收再利用，降低了中空箱体的制造成本。该技术方案所述发泡层与中空箱体其它壁层通过共挤发泡成型，保证了发泡层与中空箱体其它壁层之间的粘结力，且制造过程简单，生产周期短，设备改造成本低。附图说明图1两片型坯示意图；图2筒状型坯示意图；图3采用回料作为发泡基体材料各层分布示意图；图4发泡层位于外层（高密度聚乙烯层）和回料层之间，各层分布示意图；其中：1、高密度聚乙烯层，2、回料层，3、粘结层，4、阻隔层，5、粘结层，6、高密度聚乙烯层，7、发泡层（包括回料发泡层），8、下料模头，9a、片状型坯，9b、筒状型坯。具体实施方式为了加深对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空箱体，其特征在于，所述中空箱体从外到内包括：高密度聚乙烯层、回料发泡层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层，所述中空箱体还包括至少一层发泡层，所述发泡层设置在高密度聚乙烯层、回料发泡层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层这六层中的任意两层之间。

【技术特征摘要】
1.一种中空箱体，其特征在于，所述中空箱体从外到内包括：高密度聚乙烯层、回料发泡层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层，所述中空箱体还包括至少一层发泡层，所述发泡层设置在高密度聚乙烯层、回料发泡层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层这六层中的任意两层之间。2.根据权利要求1所述中空箱体，其特征在于，所述回料发泡层或者发泡层通过多层共挤发泡。3.根据权利要求2所述中空箱体，其特征在于，所述发泡层的厚度为0.5mm-10mm。4.根据权利要求1所述中空箱体，其特征在于，所述发泡层的基体材料为热塑性塑料，优选增强性热塑性塑料，所述热塑性塑料为高密度聚乙烯、聚丙烯等；增强性热塑性塑料采用的增强方法可以是纤维增强、无机粒子增强、纳米材料增强中的一种或多种。5.根据权利要求2或3或4所述中空箱体，其特征在于，所述发泡层在中空箱体壳体中是连续分布的。6.一种中空箱体，其特征在于，所述中空箱体从外到内包括：高密度聚乙烯层、回料发泡层、粘结层、阻隔层、粘结层以及高密度聚乙烯层，所述回料发泡层通过多层共挤发泡，所述回料发泡层的厚度为0.5mm-10mm。7.一种共挤发泡中空箱体...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜林，徐松俊，刘亮，高德俊，苏卫东，张超，周刚，
申请(专利权)人：亚普汽车部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32