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1、HDPE汽车燃油箱专用树脂现状及发展方向2009年第19卷第6期塑料包装2lHDPE汽车燃油箱专用树脂现状及发展方向张超(中国石化齐鲁分公司研究院)1前言燃油箱塑料化是现代汽车塑料化的一个重要方向.随着汽车轻量化的要求以及HDPE树脂的优异性能,塑料在汽车上的应用越来越广泛,汽车塑料的应用量更是成为衡量汽车生产技术水平以及新材料研发水平的标志之一.汽车燃油系统是塑料应用较多的一个领域,其中燃油箱是其典型代表.汽车用塑料燃油箱是目前产量最大的汽车用中空吹塑部件,其发展是塑料中空吹塑制品高技术,高附加值的象征.汽车塑料
2、燃油箱与金属油箱相比,形状设计自由度大,重量轻,耐腐蚀性好,特别在寒冷地区,可以防止冰,盐带来的金属锈蚀而且生产工艺简单,效率高,规模化生产具有较高的经济效益.中国已经成为世界汽车第二大市场,汽车塑料燃油箱的加工技术和专用树脂的研究越来越受到业界的重视.本文就HDPE汽车燃油箱专用树脂的市场情况进行了研究.2HDPE汽车燃油箱简介与以往的铁制油箱相比,HDPE燃油箱有着显着的优点:重量轻,防腐能力强,造型随意,具有较长的使用寿命,安全性高,加T工艺简单等.塑料燃油箱通常包括单层和多层结构.单层塑料燃油箱通常由HDP
3、E直接中空吹塑成型.在环保要求越来越严格的今天,对燃油箱的抗燃油渗漏性能提出了越来越高的要求.为了降低整车燃油系统的渗透量,必须提高油箱的抗燃油渗漏性能,所以需要对单层油箱的表面进行处理.对单层油箱的表面进行处理的方式通常是,油箱经吹塑成型后,在其壁面进行表面处理.处理方法有三种:第一种为环氧喷涂法,此方法较为落后,效果也很差,现在已经被淘汰;第二种为磺化(SO气体)处理法,该工艺比较成熟,到目前为止,美国,日本等国家仍在使用这种方法;第三种为氟化(F)处理法,该方法可分为两种,一种为线内氟化,就是在燃油箱的吹塑过
4、程中,在油箱内加入含1%氟气的氮气,使其内外层形成防燃油渗透的含氟层.另一种为线外氟化,就是在燃油箱吹塑成型之后,再把油箱放到氟化炉里,通入含氟的氮气进行氟化.氟化的基本原理是,由氟原子取代聚合物链上的氢而在容器的表面发生化学反应,从而使极性,内聚能,密度和表面张力发生变化.由于这种变化仅发生在燃油箱的表面(深度为50～100A),所以对燃油箱本身的张力和冲力强度没有任何影响.经氟化处理后,燃油箱的抗燃油渗透性有了明显的提高,其燃油渗漏可由16g/24h降No.5g/24h.另一种更为先进的是多层燃油箱,目前常用的
5、多层燃油箱一般为六层,其结构是:从外到内分为HDPE层(通常为黑色),回料层,粘结层,阻隔层,粘结层,HDPE内层.各层厚度比例从外到内分别为:6%,40%,2.5%,3%,2.5%,46%.阻隔层多采用尼龙(PA)或乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH),由于多层燃油箱有阻隔层,所以其抗燃油渗透能力更强,其燃油渗透量可小于0.2g/24h,是当前世界上最环保的燃油箱.22塑料包装2009年第19卷第6期3HDPE汽车燃油箱专用树脂3.1汽车燃油箱对其专用树脂的要求汽车油箱用HDPE专用料一般要求具有较高的分子量,以保证产
6、品较好的刚性和抗蠕变性,同时专用料还需具有耐冲击,耐腐蚀,耐环境应力开裂,阻隔,抗静电等优良性能以及较好的加工性能.目前用于生产汽车燃油箱的HDPE原料,其MFR一般在4～10g/10min,拉伸屈服应力在24MPa左右,弯曲模量在1000MPa左右,并日B具有较好的耐环境应力开裂性能.3.2国~bHDPE汽车燃油箱专用树脂目前,国际l:较为知名的汽车燃油箱专用树脂牌号主要有:Basell公司的Lupolen4261AG,IPQ公司的GM7746,Tatol公司的MS201B(N),Pillips公司的HXM501
7、00,kl本JPE公司的HB111R,等.其中Lupolen4261AG,GM7746,MS20IB(N)是欧洲常用牌号,HXM50100主要应用于北美地区,我国的进口汽车燃油箱专用树)J~PALupolen4261AG和MS201B(N)为主.以上牌号的常规陛能典型值见表1.3.3国~HDPE汽车燃油箱专用树脂开发情况上世纪80年代末,随着汽车行业生产技术的引进,为了给上海"桑塔纳",广州"标致",一汽"捷达"等合资企业车型配套,我国陆续引进了多条单层塑料燃油箱生产线.由于当时国内没有汽车塑料燃油箱专用树脂,原料
8、需要从国外进口,主要以Basell公司的Lupolen4261AG,IPQ公司的GM7746为主.针对这种情况,"八五"和"九五"规划期间塑料燃油箱(包括原料,工艺,设备到产品)的研制与开发在我困汽车零部件的发展规划中被列入重点项目.齐鲁石化公司树脂所完成了国家"八五"科技攻关项目"单层HDPE汽车油箱专用料的开发",并在1995年申请了中国专利.该技术的专
