[发明专利]一种制造的压力容器用的碳纤维复合材料

说明书

技术领域

本项发明涉及制造的压力容器用的碳纤维复合材料领域。

背景技术

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，本发明中主要指灭火器、氧气瓶和煤气罐。现有压力容器一般为钢质材料加工而成，质量重，搬运不方便。

发明内容

本发明的目的就是针对现有压力容器一般为钢质材料加工而成，质量重，搬运不方便之问题，而提供一种一种制造的压力容器用的碳纤维复合材料。

本发明原料重量份配比为：

T300聚丙烯腈(PAN)基碳纤维带：20—35

无碱玻璃纤维带：35-60

环氧树脂PE-20：30-50。

其制造的压力容器的生产工艺为：

以铝镁合金内胆为芯模，将T300聚丙烯腈(PAN)基碳纤维带和无碱玻璃纤维带浸环氧树脂PE-20胶液后，制成纤维集束纱片。纤维集束纱片围绕芯模做均匀旋转缠绕，芯模绕自身轴线作均匀慢速转动，转速为100～350转/min，绕臂(即绕丝嘴)每转一周，芯模转过一个小角度，小角度为0-25度，此角度对应缠绕容器上一个纤维集束纱片宽度，保证纱片在芯模上一个紧挨一个地布满容器表面，芯模旋转时，纤维集束纱片沿垂直地面方向缓慢地上下移动，如此循环直至纱片均匀布满芯模表面。再放入固化炉中固化、脱模处理成型。

产品优点:

1、安全：除碳纤维复合材料高强度的特性，我们在小型瓶、罐接口连接部分设计了特有安全阀门装置,可以自动调整安全阀调节圈与阀瓣的间隙，来调整安全阀的排放压力，在连接和灌装操作时，操作方便，灌装安全。独特的结构和铺层缠绕、环氧树脂特性设计等技术创新，满足甚至超过行业要求和国家标准。提高和实现了使用、运输的安全性能。

2、重量轻：碳纤维复合材料的高强度、高模量，在结构强度满足使用和运输要求的前提下，单体质量同比下降40%～55%。妇女和体弱者也能拿得起，搬得动，同时还能降低“运输和搬运成本”。

3、节能减排：由于碳纤维复合材料的质量与其他钢瓶、钢罐的质量同比下降40%～55%，节约了运输的燃料成本，降低了运输车辆的尾气排放。

4、性价比：设计、生产工艺、材料选用等方面的创新和发明，使碳纤维复合材料瓶、罐的材料成本和生产成本得到有效的控制，生产效率得到有效的提高，为产品量产、销售和客户安全使用奠定了基础。

工艺的优点：

1、能够按产品的受力状况设计缠绕规律，纤维排列平行度好，使能充分发挥纤维的强度;

2、比强度高：纤维缠绕压力容器与同体积、同压力的钢质容器相比，重量可减轻40~60%;

3、产品气密性好，因为缠绕张力使多余的树脂胶液将气泡挤出，并填满空隙；

3、可靠性高:纤维缠绕制品易实现机械化和自动化生产，工艺条件确定后，缠出来的产品质量稳定，精确;

4、生产效率高:采用机械化或自动化生产，需要操作工人少，缠绕速度快(240m/min)，故劳动生产率高;

5、成本低：碳纤维和玻璃纤维混合材料，成本远远低于缠绕时，纤维上的树脂胶液，可减少纤维磨损。

碳纤维及碳纤维复合材料制造的压力容器可达到下列标准：

（1）工作压力大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）);（不含液体静压力）

（2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m。且容积（V）大于等于0.025立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积）;

（3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。

具体实施方式

本发明原料重量份配比为：

T300聚丙烯腈(PAN)基碳纤维带：20—35

无碱玻璃纤维带：35-60

环氧树脂PE-20：30-50。

其制造的压力容器的生产工艺为：