[发明专利]纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶及其制造方法

说明书

本发明公开了一种纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶，包括瓶体和附属件，瓶体包括塑料内胆、纤维增强层、纤维网状结合层，纤维网状结合层热熔入塑料内胆，纤维增强层缠绕在纤维网状结合层的露出部和塑料内胆的外壁上，在纤维增强层、纤维网状结合层、塑料内胆的外壁之间，充满树脂。本发明还公开了上述气瓶的制造方法，将纤维网格布预置在塑料内胆模具内，加热塑料颗粒使其融化、挤压成半流体袋状半成品，向其吹入气体制作塑料内胆，纤维网格布热熔入塑料内胆的胆壁形成纤维网状结合层，纤维束浸润树脂缠绕在纤维网状结合层上形成纤维增强层。本发明能够有效的解决塑料内胆与纤维缠绕层的结合问题，克服脱胶现象。

技术领域

本发明涉及一种高压储运气瓶，属于压力容器技术领域，特别涉及一种纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶及其制造方法。

背景技术

随着新能源技术的不断进步，与此相适应的能源储运技术近年来也得到长足发展，国内外对于盛装能源介质特别是气体介质的压力气瓶的需求也大幅增加，但目前国内市场应用于高压气体储运的气瓶绝大多数为全金属或者具有金属内胆的纤维缠绕增强气瓶。但是，钢瓶存在成型工艺复杂、质量大、运输不便、易腐蚀、不具有可视性、使用过程中频有爆炸事故发生等缺陷。纤维缠绕塑料内胆复合材料气瓶具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不爆炸、可透视、使用寿命长，维护成本低等优异性能。在国家对气瓶安全性能要求日趋严格、容积不变气瓶重量要求越来越轻的情况下，纤维缠绕内胆复合材料气瓶由于综合了高性能纤维及特种塑料的特点，在保证气瓶安全性能的前提下，其重量相比较金属气瓶减少60％以上，因此具有更高的容重比，而且气瓶具有很好的耐腐蚀性能并且在发生火灾时不爆炸，能给人们留下较长的逃生时间和避免次生灾害发生，因此成为了替代传统金属钢瓶并具有广阔应用前景的新趋势。

依照欧盟《EN12245可移动/全缠绕复合材料气瓶》标准，复合材料气瓶要经过真空循环调节检测，在室温条件下将气瓶内气体排空，使其压力降至绝对0.2bar并保持此状态1分钟，然后将气瓶内的压力升至大气压力，重复以上步骤50次。循环试验后要求内胆内部无损毁、脱胶、折叠。

由于塑料的机械性能差，综合考量塑料内胆的制造成本，能满足经济指标的塑料内胆在进行真空循环检测后会产生脱胶现象，很难达到欧盟检验标准。同时，由于塑料内胆通常采用PE塑料制作，纤维增强层的材料一般为玻璃纤维或碳纤维，两者种类不同，两种材料间无法亲密结合。在温度、压力和其他环境状况发生较大变化时，也会产生程度不同的脱胶现象。

为了解决以上问题，改进方向是将塑料内胆紧密的与结构稳定的纤维增强层结合，依附纤维增强层而提高塑料内胆的受力强度。而塑料内胆与纤维增强层的界面很难结合，目前业界主要有两种解决方案。

方案一是将塑料内胆进行高温火烧碳化处理，改善塑料的表面结构，碳化后增加塑料内胆外壁与纤维缠绕层的摩擦力和附着力，但结果满足不了检测条件。方案二是在塑料内胆外壁涂刷聚氨酯等粘接剂，将内胆与纤维缠绕层粘接在一起，由于两种材料不同无法亲密结合，此种方法依然满足不了检测条件。所以截至目前，塑料内胆与纤维缠绕层界面的结合这一关键问题还没有得到有效解决。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶及其制造方法，能够有效的解决塑料内胆与纤维缠绕层的结合问题，在真空循环检测后及温度、压力和其他环境状况发生较大变化时，不会产生脱胶现象。

就纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶产品而言，本发明解决上述技术问题的技术方案为：一种纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶，包括瓶体和附属件，所述瓶体包括塑料内胆、纤维网状结合层、纤维增强层，其特征在于：所述纤维网状结合层热熔入所述塑料内胆，所述纤维网状结合层在所述塑料内胆的横截面上包括嵌入部和露出部，所述纤维增强层缠绕在所述纤维网状结合层的露出部和所述塑料内胆的外壁上，在所述纤维增强层、所述纤维网状结合层、所述塑料内胆的外壁之间，充满树脂。

作为本发明纤维缠绕塑料内胆的储运气瓶的改进，在所述塑料内胆的横截面上，所述嵌入部的面积大于或等于所述露出部的面积。