一種塑料內膽及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種塑料內膽，包括下端部密封的桶體和位于桶體上端部的蓋體，所述桶體內嵌有網狀支撐筋。本發明還提供了一種制備上述塑料內膽的方法，包括如下步驟：將聚丙烯改性材料置于熱熔裝置中，160-190℃下熱熔4-9小時；將網狀支撐筋置于吹塑機內部模具中定位；將熱熔后的聚丙烯改性材料導入模具中然后在模具中吹氣，使得混合物料充滿整個模腔，模具中的溫度為180-200℃，壓力為3-4MPa，控制5-15分鐘；冷卻至產品定型，得到塑料內膽。本發明所述的塑料內膽具有優異的耐高溫性能，以及具有很好的化學穩定性；內膽尺寸穩定，變形率和收縮率小；且具有優異的耐老化性能和耐腐蝕性能，使用壽命較長。
【專利說明】一種塑料內膽及其制備方法
【技術領域】[0001]本發明涉及太陽能熱水器領域，尤其涉及一種用于太陽能熱水器的塑料內膽及其制備方法。
【背景技術】[0002]內膽是太陽能熱水器儲熱水箱中的關鍵部件，其性能好壞直接影響太陽能熱水器產品的使用壽命。現有的熱水器內膽主要有不銹鋼內膽和搪瓷內膽。[0003]不銹鋼內膽制造工藝較復雜，必須經過氬弧焊、端蓋電阻焊等工序才能加工成型，而焊縫就成為不銹鋼內膽的弱點。因為焊接過程需要經過高溫處理，焊料熔融并在空氣中冷卻，焊縫處又經歷了一次金屬重結晶，就相當于對不銹鋼又進行了一次熱處理，焊縫的金屬組織和性能發生很大變化，因此成為最容易發生腐蝕的區域。同時，由于用于制造內膽的不銹鋼并不厚，在采用手工焊接和電阻焊的情況下，會出現過焊情況，過焊的地方最容易發生腐蝕，導致水箱漏水。而且，其耐腐蝕性也較差，容易出現內膽結垢、腐蝕等現象，大大降低了內膽的使用壽命。[0004]搪瓷內膽通過在加厚鋼板表面進行搪瓷鍍釉，可以承受較大范圍內的溫度變化，一般為一 60~+450°C的溫度變化范圍，可以能夠承受高溫驟變。物理特性上，抗壓、抗張、有彈性、電絕緣、無污染；化學特性上，耐酸、耐堿、耐高溫、耐水蒸汽，各種離子均不能滲透其表層，可以有效地保證水質不受污染。但搪瓷內膽造價高昂，加工工藝要求高，生產過程中容易產生氣泡或針眼，同時搪瓷脆性較大，震動、碰撞容易產生鱗爆現象。另外，搪瓷在熱水中會逐漸溶解剝落，年久搪瓷脫落會污染水質銹蝕漏水，以上這些因素，都會造成搪瓷涂層下的普通鋼板暴露，形成腐蝕漏水。
【發明內容】
[0005]為克服現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種強度高、耐腐蝕性能好，使用壽命長的塑料內膽以及該內膽的制備方法。[0006]根據本發明的一個方面，提供了一種塑料內膽，包括下端部密封的桶體和位于桶體上端部的蓋體，所述桶體內嵌有網狀支撐筋。[0007]可選地，根據本發明的塑料內膽，所述桶體和所述蓋體的材質均為聚丙烯改性材料，所述支撐筋為鋼絲網。[0008]可選地，根據本發明的塑料內膽，所述蓋體上設置有定位環，所述的定位環上設置有多個孔。[0009]可選地，根據本發明的塑料內膽，所述塑料內膽的厚度為1-2_。[0010]可選地，根據本發明的塑料內膽，所述桶體的下端部設置有支撐柱。[0011]根據本發明的另一方面，提供了一種制備塑料內膽的方法，包括如下步驟:[0012]將聚丙烯改性材料置于熱熔裝置中，160_190°C下熱熔4-9小時；[0013]將網狀支撐筋置于吹塑機內部模具中定位；[0014]將熱熔后的聚丙烯改性材料導入模具中然后在模具中吹氣，使得混合物料充滿整個模腔，模具中的溫度為180-200°C，壓力為3-4MPa，控制5_15分鐘；
[0015]冷卻至產品定型，得到塑料內膽。
[0016]可選地，根據本發明的制備方法，所述冷卻時間為3-8分鐘。
[0017]可選地，根據本發明的制備方法，所述聚丙烯改性材料包含如下重量份的組分--聚丙烯60-70份，填料10-15份，抗氧劑1-2份，增韌劑10-15份；其中，所述填料玻璃纖維，所述抗氧化劑為抗氧化劑1010或抗氧化劑1076，所述增韌劑為馬來酸酐接枝Ρ0Ε、馬來酸酐接枝SBS或馬來酸酐接枝ABS。
[0018]可選地，根據本發明的制備方法，所述聚丙烯改性材料中進一步包括0.5-1重量份的耐候劑。
[0019]可選地，根據本發明的制備方法，所述耐候劑為硫代二丙酸二月桂酯。
[0020]本發明所述的塑料內膽具有優異的耐高溫性能，能夠在100°C以上長期使用，具有很好的化學穩定性；內膽尺寸穩定，變形率和收縮率小；且具有優異的耐老化性能和耐腐蝕性能，使用壽命較長。制備該塑料內膽的方法采用吹塑工藝一次性成型，生產得到的塑料內膽無縫、無焊點，防漏、密封性好，可有效避免不銹鋼內膽和搪瓷內膽的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。在附圖中:
[0022]圖1為本發明所述塑料內膽的結構示意圖；
[0023]圖2為桶體的結構示意圖；以及
[0024]圖3為本發明所述塑料內膽制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步的描述。
[0026]根據本發明的一個方面，提供了一種可用于太陽能熱水器中的塑料內膽，包括下端部密封的桶體和位于桶體上端部的蓋體，所述桶體內嵌有網狀支撐筋。
[0027]圖1示出了本發明所述塑料內膽的結構示意圖和桶體的結構示意圖。如圖1和圖2所示，所述塑料內膽包括下端部密封的桶體I和位于桶體I上端部的蓋體2，所述塑料內膽的厚度一般設置為1_2_。在所述桶體I內嵌有網狀支撐筋3。所述網狀支撐筋3設置成圓柱形，該圓柱的直徑介于所述桶體I的內徑和外徑之間，以使得所述支撐筋能夠嵌入所述桶體內。本發明內膽由塑料制成，熱塑性好，受熱時不變形，而且通過在塑料內膽內嵌網狀支撐筋，使得內膽的強度大大增強，延長了內膽的使用壽命。
[0028]優選地，所述桶體I和所述蓋體2的材質均為聚丙烯改性材料，所述支撐筋3為鋼絲網。聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的熱塑性樹脂，具有優良的抗沖擊性、耐化學藥品性、透明性、熱絕緣性、電絕緣性及加工性等突出特點。但因聚丙烯是非極性聚合物，染色性、粘接性、抗靜電性、親水性及與其他極性聚合物和無機填料的相容性較差，均聚物的低溫性能和耐老化性能也較差，并且成型收縮率大，從而限制了聚丙烯的進一步開發應用。通過化學方法如共聚、接枝、氯化、氯磺化或交聯等改變聚丙烯的分子結構，或者采用物理方法如共混、增強、填充、加入添加劑而改進聚丙烯性能或賦予聚丙烯以新的性能，以擴大其應用范圍。本發明采用改性的聚丙烯，使得由其制成的塑料內膽耐高溫蠕變性能更好，負荷變形溫度高，且具有隔熱保溫性能，大幅度提高了內膽的保溫效果，使用壽命長。可以理解的是，所述桶體I和蓋體2也可以由諸如聚乙烯、聚丙烯或其他工程塑料制成，所述網狀支撐筋也可以由諸如鐵、銅等其他金屬制成。
[0029]本發明所述塑料內膽中，在所述蓋體2上設置有定位環4，所述的定位環4上設置有多個孔5，用來連接輔助加熱裝置，使得塑料內膽能夠被穩固地固定在熱水器中。在所述桶體I的下端部設置有支撐柱6。
[0030]本發明還提供了上述塑料內膽的制備方法，圖3示出了本發明所述塑料內膽的制備方法的流程圖。如圖3所示，該制備方法包括如下步驟:首先，開始步驟S1100，將聚丙烯改性材料置于熱熔裝置中進行融化，熱熔溫度為160-190°C，熱熔時間為4-9小時；之后進行步驟S1200，將網狀支撐筋置于吹塑機內部模具中定位；然后進入步驟S1300，進行吹塑成型，即，將融化成液體狀態的聚丙烯改性材料導入模具中然后在模具中吹氣，使得物料充滿整個模腔，該操作過程中，模具中的溫度保持為180-200°C，壓力為3-4MPa，吹塑時間控制5-15分鐘；最后進行S1400步驟，將吹塑成型的內膽冷卻至產品定型，得到塑料內膽；優選地，所述冷卻時間為3-8分鐘。該制備方法采用吹塑工藝一次性成型，生產得到的塑料內膽無縫、無焊點，防漏、密封性好，可有效避免不銹鋼內膽和搪瓷內膽的缺陷。
[0031]本發明所述制備方法中，所述聚丙烯改性材料可以是現有技術中已經出現的改性材料。本發明的一個實施例中，所述聚丙烯改性材料包含如下重量份的組分:聚丙烯60-70份，填料10-15份，抗氧劑1-2份，增韌劑10-15份。上述原料中，所使用的填料為玻璃纖維，采用的抗氧化劑為抗氧化劑1010或抗氧化劑1076，使用的增韌劑為馬來酸酐接枝Ρ0Ε、馬來酸酐接枝SBS或馬來酸酐接枝ABS。
[0032]玻璃纖維是一種優異的無機非金屬材料，絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，可作為增強材料，用來制造增強塑料或增強橡膠。抗氧化劑1010或抗氧化劑1076為常見的抗氧化劑，在聚丙烯樹脂中應用較多，是熱穩定性高、非常適合于高溫條件下使用的助劑，能延長制品的使用壽命。馬來酸酐接枝POE (乙烯和辛烯原位聚合的熱塑性彈性體)、馬來酸酐接枝SBS (苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體)或馬來酸酐接枝ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)均為用于塑料特別是工程塑料上效果顯著的增韌劑，加入增韌劑能夠降低聚丙烯塑料硬化后的脆性，提高其沖擊強度和延伸率。通過加入上述三種改性添加劑，可使得改性后的聚丙烯強度得以提高，同時具有優異的抗氧化性和抗沖擊性。
[0033]除了上述三種改性添加劑，所述聚丙烯改性材料中進一步包括有0.5-1重量份的耐候劑。本發明的一個實施例中，所述耐候劑為硫代二丙酸二月桂酯。硫代二丙酸二月桂酯具有分解過氧化物的作用，可作為聚乙烯、聚丙烯、ABS樹脂、聚氯乙烯等的輔助抗氧劑，且有不污染、不著色、高溫加工時不分解的特點，將其用于聚丙烯改性，可保證制得的塑料內膽老化速度減慢，提高其使用壽命。
[0034]通過上述制備方法所用的材料為環保材料，無毒、為異味，根據GB / T17219-1998(生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準)標準要求，對制得的塑料內膽進行了衛生安全性檢測，檢測結果表明，色、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、pH、溶解性總固體、耗氧量、砷、鎘、鉛、鉻(六價)、汞、三氯甲烷、揮發酚類等項指標均符合上述標準對飲用水輸配水設備的衛生要求。
[0035]同時，對制得的塑料內膽進行了熱空氣老化實驗、耐低溫實驗和耐色性實驗，具體實驗結果如下表1所示。
[0036]表1
【權利要求】
1.一種塑料內膽，其特征在于:包括下端部密封的桶體(1)和位于桶體(1)上端部的蓋體(2)，所述桶體(1)內嵌有網狀支撐筋(3)。
2.根據權利要求1所述的塑料內膽，其特征在于:所述桶體(1)和所述蓋體(2)的材質均為聚丙烯改性材料，所述支撐筋(3)為鋼絲網。
3.根據權利要求1或2所述的塑料內膽，其特征在于:所述蓋體(2)上設置有定位環(4)，所述的定位環(4)上設置有多個孔(5)。
4.根據權利要求1所述的塑料內膽，其特征在于:所述塑料內膽的厚度為l_2mm。
5.根據權利要求1所述的塑料內膽，其特征在于:所述桶體(1)的下端部設置有支撐柱(6)。
6.一種制備塑料內膽的方法，包括如下步驟: 將聚丙烯改性材料置于熱熔裝置中，160-190°C下熱熔4-9小時； 將網狀支撐筋置于吹塑機內部模具中定位； 將熱熔后的聚丙烯改性材料導入模具中然后在模具中吹氣，使得物料充滿整個模腔，模具中的溫度為180-200°C，壓力為3-4MPa，控制5_15分鐘； 冷卻至產品定型，得到塑料內膽。
7.根據權利要求6所 述的制備方法，其特征在于:所述冷卻時間為3-8分鐘。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述聚丙烯改性材料包含如下重量份的組分:聚丙烯60-70份，填料10-15份，抗氧劑1-2份，增韌劑10_15份； 其中，所述填料為玻璃纖維，所述抗氧化劑為抗氧化劑1010或抗氧化劑1076，所述增韌劑為馬來酸酐接枝POE、馬來酸酐接枝SBS或馬來酸酐接枝ABS。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于:所述聚丙烯改性材料中進一步包括0.5-1重量份的耐候劑。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于:所述耐候劑為硫代二丙酸二月桂酯。
【文檔編號】C08K7/14GK103604228SQ201310572354
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】周建設 申請人:尉氏縣永勝塑料制品有限公司