[发明专利]Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备

说明书

本发明涉及Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备，装备包括合模系统、液压系统、可变内模系统、混合注射系统、加热冷却系统、排气系统、内胆脱模系统和控制系统，工艺至少包括塑化/预制反应液、合模、注射、保压以及脱模五个步骤，本发明利用可变形/可溶性/可粉碎性内模结合反应注射成型工艺，创新开发出了一种中空部件的反应注射成型工艺及装备，通过改变模具而实现多尺寸Ⅳ型储运瓶用内胆等中空部件一体成型，解决了注射焊接工艺中焊接性能不稳定的问题；利用较低粘度的反应液可较好地解决吹塑过程中内胆瓶口位置与金属BOSS结构难以精密结合的问题；利用可变形内模中建立压力的方式实现高密度成型的问题，具有高效、成型精度高的优点。

技术领域

本发明涉及高分子材料成型领域与特种装备领域，具体涉及Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备。

技术背景

随着氢燃料电池、高能量密度发动机等快速发展，能源储运装备的发展需求也随之增大，尤其是清洁绿色能源的储运装备，例如氢气储运装备等。当前国际应用最成熟、成本最低以及安全性最高的能源储运技术是高压气态储运技术。而高压气态储运技术应用最广泛的是Ⅲ型储运瓶与Ⅳ型储运瓶。相较于Ⅲ型储运瓶，Ⅳ型储运瓶由于将内胆更换为塑料内胆，具有更低的材料密度，在储运方面可以获得更高的储气密度，进而提高经济效益。而针对塑料内胆成型，目前已有的技术包括注塑焊接成型、吹塑成型和滚塑成型。注塑焊接成型具有较好的成型精度，但由于焊接过程中质量难以精确保证，成为成型的一大难点；吹塑成型可双向拉伸聚合物熔体，但金属BOSS结构与塑料内胆间的连接成为一大难点；滚塑成型可以较好的成型大容量的塑料内胆，而且金属BOSS结构与塑料内胆之间也可正常连接，但仍存在连接强度问题，且塑料成型致密性较低。而内胆材料通常由PA、HDPE、PET等材料制造。尤其是针对粘度较低的高阻隔性聚合物材料，例如尼龙等，较难吹塑和焊接成型。目前美国US8658756B2专利指出利用滚塑反应成型制造塑料内胆，但滚塑成型的精度和致密度较难保证。因此，针对低粘度熔体或可反应成型的高分子材料，需要开发出一种高效、高精度、高可靠成型塑料内胆的工艺及装备。

发明内容

本发明提出一种Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备。本发明的基本原理在于利用可变形/可溶性/可粉碎性内模结合反应注射成型工艺，创新开发出了一种中空部件的反应注射成型工艺及装备。与此同时，根据该中空部件反应注射成型工艺，本发明还衍生出了一种针对低粘度聚合物注射吹塑和挤出吹塑的新工艺。本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备可高效、高精度和高可靠地一体成型具有高阻隔性的中空塑料部件。

本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备包括合模系统、液压系统、可变内模系统、混合注射系统、加热冷却系统、排气系统、内胆脱模系统和控制系统，所述合模系统包括机架、定模板、定模、动模板、动模、拉杆、锁模油缸、合模移模油缸、抱闸机构。所述液压系统包括各类液压控制阀和液压动力源。所述可变内模系统包括可变形内模、支撑轴、X轴移模机构、 Y轴移模机构、XY旋转移模机构、滑轨。所述混合注射系统包括注射机构、注塑机构移动油缸、滑轨、防流涎机构、混合器、动力源。所述加热冷却系统包括包覆在混合器和注射机构上的加热冷却部件、外模模温机、内模模温机。所述排气系统包括空气压缩机、真空泵。所述内胆脱模系统包括多个机械爪。所述控制系统包括人机交互系统、控制器、数据处理器等。