多层共挤汽车塑料油箱的生产及粘合强度探讨

摘要

随着汽车工业在中国的发展，塑料油箱的应用得到了很快的普及。多层共挤汽车塑料油箱因其卓越的燃油阻隔性能，优异的加工性能，安全环保等优点正得到越来越多的关注及认可。多层共挤汽车塑料油箱由不同性能的材料通过6个不同的挤出机共挤吹塑而成，结构通常为：(内层)HDPE/Tie/EVOH/Tie/HDPE回料/HDPE。不同的层与层之间的粘接强度特别是粘合剂与EVOH间的粘合剥离强度是生产高阻隔，高性能耐用油箱的关键。 本文首先介绍了汽车塑料油箱的优点和发展情况、简单介绍了吹塑及多层共挤汽车塑料油箱的生产工艺及原材料的选择、阐述了多层共挤结构产品的粘接机理、以及粘合树脂聚乙烯接枝马来酸酐产品的生产及可能存在的司题。在实验生产线上探讨了接枝马来酸酐含量、加工温度、生产周期或产量(挤出速度)及粘合树脂厚度与粘接强度的关系；进一步分析了产品结构如HDPE厚薄及EVOH在结构中的位置等对粘合剥离强度的影响；讨论了粘合树脂与粘合强度老化性能，即粘合强度随燃油浸泡时间长短的变化关系。 通过一系列的试验研究本文有以下的结果：接枝马来酸酐含量的增加使得界面反应活性增加导致界面粘合强度增加，从而使粘合剥离强度逐步提高，接枝马来酸酐含量的差别会使粘合剥离强度有较大的变化；加工温度较低时剥离强度增加比较平缓，但加工温度较高时会加速激活马来酸酐的反应活性而大幅提高界面的粘结强度从而使粘合剥离强度有显著提高，所以加工温度是一个影响粘合剥离强度很重要的因素；通过实验，本文发现粘合剂层的厚度对粘合剥离强度影响不大；随着生产周期或产量的提高，即反应时间的减少粘合剥离强度还是有一定程度的下降；样品结构厚薄或EVOH位置的不同对塑性形变有非常大的影响从而使粘合剥离强度有较大的变化。 本研究利用在实验生产线上研究取得的一些经验和结果，应用于实际多层汽车塑料油箱的生产之中。通过理论的指导与实践的结合来大幅度地减少生产开始时的调试时间、用尽可能短的时间来生产出符合质量要求的油箱、降低废料的产生从而有效降低生产成本；本文利用研究的一些结果，对多层汽车塑料油箱实际生产或使用时的一些案例进行分析，明白出现司题的原因从而为解决司题提供一些方向和理论指导。 本文对粘合剂的选择、加工工艺、油箱结构等方面分析说明了影响多层共挤油箱粘合剥离强度的诸多因素，也着重介绍了汽车多层共挤油箱在燃油浸泡下粘合强度的老化性能，强调了多层共挤油箱在使用过程中仍能何持高粘合强度的重要性。 中国的多层共挤汽车塑料油箱尚处于摸索起步阶段，缺少经验，缺少理论指导，国家目前也没有多层共挤汽车塑料油箱产品的统一规范和标准。为此，希望本研究工作能对国内多层共挤汽车塑料油箱的生产有一些帮助和指导，使生产厂家能少走一些弯路，真心希望能够有助于推动国内多层共挤汽车塑料油箱的生产乃至中国汽车工业的发展。