吹塑工业制品在多个行业中广泛应用

由于吹塑工艺及吹塑制品具有诸多优点，因此目前在汽车、航空、机电、物流运输、建筑家具等许多行业中已广泛用作工业制品，代替部分实体塑料制品。其中，汽车行业应用较广，用其制作大量的汽车配件，如仪表板、油箱、座椅、车门内衬、保险杠、扰流板、面板、各类弯管等。其他还有机电产品的机壳、物资运输用集装箱、储槽、箱包、中空结构件等。

1.吹塑工业制品的特点

吹塑工业制品与普通包装容器相比有以下特点：

1）常用作结构件，尺寸较大，形状复杂，要求具有良好的力学性能，如强度、抗冲击性和刚性等。

2）尺寸稳定性好，有尺寸精度要求。

3）有耐热性、耐化学品、阻燃性等物理性能要求。

4）壁厚和表面积大，对制品表面有光滑性、轮廓清晰等外观质量要求。

2.常用塑料

（1）聚烯烃类 包括HDPE、LDPE、PP、HM-WHDPE、UMWHDPE和PP等，常用作大型容器制品。

（2）工程塑料类 主要品种有PA6、PA66、PA11、PA610、ABS、PC、PES、PEEK、ASA、PSF、PAR等，以及各种塑料的改性品种，如GFPA、GF-PPS、改性PET或PBT、改性PC、PBT/PC、PA/PET、PC/PET、ABS/PC、ABS/PA等。目前，用于汽车制品的材料，如作保险杠制品用料有改性PP、PBT、弹性体改性PBT/PC、PC/PET、PC/ABS、PPO/ABS等；仪表板料有PC/ABS、改性PPO；扰流板的材料有PA、PPE/PA、PBT/PC、ASA/PC；后挡板盖的材料有PPE/HIPS；各类弯管料有PA、PPE/HIPS、ASA、PC及UMWHDPE等。此外，用作燃料油箱、油类容器的材料有HMWHDPE、UMWHDPE、PA、HDPE/PA6等。工程塑料还可作医疗设备配件（如ABS血压测量仪双壁容器）；双壁箱包；冰箱、洗衣机及其他家用电器、机械仪器用的壳类制品；中空盖板、建筑家具用中空结构件等。

（3）热塑性弹性体 如聚烯烃或聚氨酯类热塑性弹性体可用作各类弯管、波纹管，如汽车油箱、风箱、轴环、风窗玻璃、清洗水箱，仪表板及发动机上用的各种形状导气管、操纵杆套管、进排气管等。

（4）其他塑料 各类填充共混、玻璃纤维增强塑料，如GFPA可作刚性、耐热制品，HDPE填充云母可作座椅、地板、靠背、空气净化器中的刚性构件。几种工业制件吹塑用塑料的性能及用途见表17-85。

表17-85 几种工业制件吹塑用塑料的性能及用途

（续）

另外，多数工业制品均采用挤出吹塑、挤拉吹、共挤吹、双壁吹塑等工艺加工，所以选用材料的成型特性应符合成型工艺要求。

3.典型制品举例

（1）大型塑料托盘 它是货物运输、周转、仓储用的重要器材，可作货物搬运时的承载工具，也可作集装箱中的货物垫仓板。目前，大型托盘投影面积可达0.8～1.8m²，质量达10～40kg，一般采用专用托盘成型机加工。吹塑托盘主要采用挤出吹塑成型工艺加工，国内主要制品是UMWHDPE塑料托盘，其性能均执行ISO 6780：1988、ISO 8611：1988，GB/T 15234—1994等标准。

1）塑料托盘的性能特点如下：

①安全性好。不助燃，无静电，无火花，防爆，防滑，不导电，无钉无刺，确保货物和作业者的安全。

②寿命长。使用寿命是木托盘的5～7倍，是钢托盘的2～3倍。添加抗紫外线剂，可提高户外日晒使用寿命。

③环境保护性能好。无毒，无味，耐酸碱，易清洗，可消毒，不霉烂，可回收利用再成型，节约木材。

④运输成本低，质量轻，大幅度降低集装箱货运费用。海关不需要进行卫生检验，降低运输成本。

⑤外形平整美观，整体性好，尺寸精度高，互换性好。

⑥价格低。塑料托盘是同规格合金钢托盘价格的1/6～1/5。按使用寿命计算价格，塑料托盘是同规格木托盘价格的1/3～1/2。

⑦适应性强。双面四向皆可操作，有效地提高工作效率及空间利用率和灵活性。对于清洁度要求标准高的工厂，非塑料托盘不可。

⑧维护费用低，免除专人修理费用。

⑨承重与自重比大。塑料托盘结构可进行CAD设计，减少质量，提高承重与自重之比。还可降低成型托盘的成本。

2）成型工艺。采用重均相对分子质量为35万～60万的UMWHDPE。(www.xing528.com)

①设备及模具。采用日本IPB-2000C超大型中空成型机；储料式机头，储料量为100L；圆筒形型坯，口模最大直径为850mm。

②工艺条件。树脂挤出温度为175～200℃；压力为25～45MPa；吹塑气压为0.5～0.7MPa（分预吹及吹胀两次成型）；机头温度为220～235℃（共分五段）；模具冷却水温度为7～18℃，成型周期为6～15min。

（2）共挤吹塑弯管 用共挤法制作不同塑料衔接成的型坯，然后用三维管件吹塑工艺制作共挤弯管。共挤吹塑管实例如图17-80和图17-81所示。

图17-80 交替共挤管成型示意图

图17-81 各类共挤管

a）软质蛇腹部管件 b）软质连接部分管件 c）交替共挤气流管 d）交替共挤成型中间冷却器管

选用不同连接的塑料应符合下列条件：

1）相容性好，物性匹配。两种连接塑料必须相容性好，粘接强度高，成型温度接近。

2）粘接强度高。两种塑料的接合区域一般<10mm，结合强度高，具有能承受拉伸、压缩、弯曲、冲击、热冲击、振动等各种外力和耐润滑油、汽油、化学药品等介质侵蚀的能力。

3）满足使用要求。两种材料物性，如硬度、耐热性、耐油性、耐药品性等都应满足管材的使用要求。

目前，常用的塑料组合有聚丙烯（硬段）/烯烃类热塑性弹性体（软段）；高、低密度PE/烯烃类热塑性弹性体；PA6和PA11系列；含玻璃纤维20%～30%（质量分数）的PA6和PA11系列等。

（3）燃料油箱汽车用燃料油箱使用性能要求很高：要求有高强度、高刚性、抗冲击、高韧性、尺寸稳定性，在高温及-40℃以下都能保持良好的力学性能，且能在高温与低温交变负荷环境下长期工作；要求具有耐化学腐蚀性、耐汽油、耐柴油、耐表面活性剂及大多数化学溶剂、耐环境应力开裂性等特性，要求汽油渗透率小，40℃时<20g/d（0.83g/h），23℃时<10g/d（0.42g/h）；要求阻燃性好，当发生意外事故时易燃的油料不致迅速逸出着火；要求质量轻、价格适中、加工性好。因此，对燃料油箱制订了严格的安全技术标准及检测项目。

燃料油箱用料及加工方法很多，其中挤吹成型工艺较为理想，常用塑料有UMWHDPE、HDPE/PA6复合料，以及燃料油箱专用塑料，如德国BASF公司的HMWHDPE塑料（商品名称Lupolen 4261A）等。日本三菱成化公司的HDPE/PA6五层结构共挤燃料油箱料（2030AK+30%回收料），粘合层用HB310，三者的粘度比不大于3∶1，其结构为HDPE/HB310/PA6/HB310/HDPE。我国上海大众轿车的60L燃料油箱采用高相对分子质量HDPE塑料，材料密度为0.945～0.950g/cm³，MI=3～4g/10min，硬度为65±2H_A；拉伸强度>20MPa，断裂伸长率为9%～15%，耐热（130±2）℃，收缩率≤2.5%，耐低温为-40℃。为了进一步提高阻隔汽油的渗透性，还采用了在箱体内充入含1%～2%（体积分数）氟的混合气体或充入含10%～20%（体积分数）的SO₂气体进行氟化或璜化的表面处理。

（4）TPE-O波纹套管 该管广泛用作汽车上变速杆等各运动部件的波纹套管，可伸缩弯曲、承载、高温下有强度，低温下有柔软性，耐油，防尘，对运动部件有保护作用。

1）原料为TPE-O（日本东燃公司的TE6347或TE6544）。

2）设备为挤出吹塑机，长径比为25∶1，压缩比为（2.0～3.5）∶1，螺杆设置混炼元件。

3）成型工艺条件与加工HDPE相似，见表17-86，应控制成型温度及剪切速率（流动性对剪切速率敏感）。

表17-86 波纹管的生产工艺条件

（5）TPE-E吹塑进气管 聚酯类热塑性弹性体吹塑管具有耐磨、耐油、耐挠曲、耐低温、耐候性等特点，可作汽车各类进、排气管。

1）原料为TPE-E，商品名称为Hytrel，牌号HTG-4275B。其熔点为212℃，MI=1.8g/10min，离模膨胀率为40%～50%，收缩率为1.5%～2.0%。

2）成型条件。设备长径比为25∶1，压缩比为（2.0～3.5）∶1，吹胀比为3∶1；吹塑模温为40～50℃，口模温度为210～220℃，吹胀气压为0.5～0.6MPa，吹胀时间为8～12s，成型周期为11～20s。

熔体温度对熔体粘度、型坯强度、型坯稳定性和夹坯口处接合强度都有重要的影响，必须控制适当的熔体温度。

（6）板类结构件 汽车上还可应用多种吹塑板类结构件，如保险杠、仪表板、车门内衬和扰流板等。

双层壁中空结构的保险杠具有抗冲击、整体平整性好、外观质量高、模具成本低等优点，所以竞争力强，应用不断扩大。国外生产商已开发生产了专用塑料，如PP/EPDM（德国Hoechst公司PPH8018）、PC/PBT（美国GE公司的Xenoy1100、1200；日本帝人公司的H7300、H7500S等）。其他还有PC/ABS、PPO/ABS等。

用吹塑级ABS可制作扰流板及其他要求高结构完整性与刚性的工业制品，具有力学性能好、抗冲击性优良、可在低温下使用、耐磨、尺寸稳定性好、耐油、耐酸、耐碱等优点，但其耐候、耐溶剂和耐紫外线性差。

制作扰流板工艺条件：干燥工艺80～85℃×2～4h；挤出温度为170～210℃；机头口模温度为205～215℃；吹塑模温度为77～88℃。