[发明专利]一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料水表壳体及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程塑料水表壳体及其制造方法，尤其是一种比重低、耐高低温、高抗冲击性、耐水解、耐化学(试剂)腐蚀、耐(静)水压、无毒性、无污染的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料水表壳体及制作方法。

背景技术

目前，常用民用的金属水表壳体主要是采用铸铁经翻砂铸造及二次加工而成，生产过程能耗大、工序多、周期长、环境污染大，并且产品质量的重现性差。铸铁构件易锈蚀，不但会大大影响使用寿命，而且还会影响水质，从而给饮用水带来严重的重金属污染。在金属防锈防腐方面，尽管可以普遍采用外涂油漆或热镀锌等工艺技术处理，但仍不能从根本上解决铸造件的锈蚀问题，只能适度减缓腐蚀效应，并且在处理过程中又会引出新的二次污染环境问题。

当前以塑代钢正在成为人类社会生产和消费的一种节能减排、技术进步与发展的重要趋势，纤维增强热塑性树脂基复合材料因其具有轻质高强、抗冲击性能好、设计自由度大、耐腐蚀、加工成型工艺性好、成本低及环保节能等众多显著优点，故在航空航天、汽车内外饰件、轨道交通车辆、电子电器、水管道配件等相似产业已经获得稳定可靠的成功应用，因此对水表壳体采用以塑代钢技术改造具有重要的社会意义和重大的经济价值。

1.水表的壳体现用材料

1.1水表的铸铁表壳

水表的铸铁表壳价格低廉、强度高、韧性好，但是无论是采用灰口铸铁，还是球墨铸铁材质，其成型和加工工艺都比较繁琐与复杂，并且由于腐蚀生锈而存在二次污染环境。大量的医学临床病理实验已经证明，目前铁锈最直接、危害最大的就是对人类肝脏的严重损害。因此，国家已经下达文件，强制性水表安全技术规则要求在去年(2010年)淘汰灰铸材料制作的铁壳水表，只是建议大口径水表的表壳可以暂时采用球墨铸铁材料制作。

1.2水表的铸铜表壳

水表的铸铜表壳主要优点是机械性能好，制造工艺简单。中华人民共和国城镇建设部发布的行业标准《饮用水冷水水表安全规则》(CJ 266-2008)已明文规定铸铜制作的水表表壳的材质是铸造铅黄铜。铸造铅黄铜表壳与铸铁表壳的成型工艺相类同，但是相对更容易加工。然而，近年来铜原料价格飞涨，一是直接导致铜制作的水表表壳成本猛增；二是在户外安装时，容易被盗窃。实验也已经证实，民用水表铸铜表壳中的铅也容易析出，从而导致家用自来饮用水的重金属污染。另外，我国是一个铜资源极度缺乏的国家，同时铜的冶炼则需要耗费大量的能源，这与节能减排的国家政策不相符。水表的铸铜表壳会因氧化而产生铜绿，铜绿有毒有害人体，是因为它会与胃中的盐酸反应生成铜离子从而造成人体的重金属中毒，严重者会产生死亡。

1.3水表的铝合金表壳

水表的铝合金表壳采用压铸工艺技术，加工成型容易，产品外表美观，原料丰富，生产成本低，机械性能好，但硬化层容易受到外力作用而剥落或受损，导致有金属物析出。临床医学研究表明，铝离子过量摄入会影响人体对铁、钙等成份的吸收，导致骨质疏松、贫血，甚至影响神经细胞的发育与刺激后的谐调反应，从而引起痴呆。另外，裸露的铝合金极易腐蚀而产生白色的铝锈，从而影响产品的外观质量。

1.4水表的不锈钢表壳

水表的不锈钢表壳机械性能好，耐酸碱；但是在高低温度环境下不会产生腐蚀物和渗出物，无二次污染，卫生环保。

不锈钢制作的水表表壳可分为铸造件和焊接件。铸造件存在不易加工、制造成本较高的缺点，因而目前尚未形成大批量的生产能力。焊接件是新开发的不锈钢水表表壳类型，具有可成型、可互换，壁厚均匀，强度高等优点。

不锈钢材料中一般都含有铬和镍，铬是使产品不生锈的重耍重属材料，而镍是耐腐蚀的金属材料。使用不锈钢材料作为水表壳体，有可能会造成重金属对人体健康的严重危害。尤其在铬含量和镍含量的技术控制及监测方面必须有强力手段保障，否则，其危害性并不亚于铜壳水表。铬是生物体所必需的微量元素之一。但大量的铬存在则会污染环境，危害人体健康。所有铬的化合物都是有严重毒性。六价铬的毒性最大，三价次之，二价毒性最小，六价铬的毒性比三价铬几乎大出100倍。大量摄入铬可以有体内造成明显的蓄积叠加。铬中毒主要是指六价铬，可致腹部不适及腹泻等中毒症状；铬为皮肤变态反应原，会引起过敏性皮炎或湿疹。

1.5工程塑料的水表表壳