[发明专利]一种高压储气瓶塑料内胆

说明书

本发明公开了一种高压储气瓶塑料内胆，包含由内至外依次设置的第一柔性层A、第一刚性层B、第二刚性层C和第二柔性层D。本发明的高压储气瓶塑料内胆，其生产效率高，刚性、韧性、性能稳定性好；与复合材料树脂基材外壳的粘附力好，可以达成更高的耐压能力；且进一步可在内部施加密着性良好的涂层以得到更高的气密性。本发明还提供使用上述的高压储气瓶塑料内胆的储气瓶，包括氢气瓶、氮气瓶、氧气瓶、氩气瓶等。

技术领域

本发明涉及高压储气材料领域，尤其涉及一种储气瓶的塑料内胆。

背景技术

燃料电池汽车是一种使用车载燃料电池装置产生电力作为动力的汽车，车载燃料电池能直接将燃料(如氢气、天然气)和氧化剂的化学能通过电极反应转化为电能。燃料电池汽车具有零排放、噪声小、燃料来源广泛、续航长、发电效率高等优点。

随着国家政策的大力支持和技术的进步，我国燃料电池汽车产业发展持续升温。发展燃料电池汽车有利于降低我国能源对外依存度、减少交通运输领域污染排放、补足纯电动汽车在长途重载等商用领域的短板。预计2025年我国燃料电池汽车达到5-10万辆的规模，2030年实现百万辆燃料电池汽车的商业化应用。

储存氢气、天然气等燃料的高压储气瓶是燃料电池汽车的重要部件。结构上，目前储气瓶可以分为4种类型：

类型I：全金属结构，通常为钢。

类型II：主要是金属，在环向上有一些纤维复合材料包裹。

类型III：内层为金属内胆，外层由复合材料完全包裹。

类型IV：内层为聚合物内胆，外层由复合材料完全包裹。

其中，III型和IV型由于可以承受30MPa以上的高压，可以应用于燃料电池汽车。尤其是，IV型储气瓶相对于III型，储氢密度更高、成本更低，具有更广阔的应用前景。

已有多种IV型储气瓶的内胆的技术方案被公开。

CN111645370A公开了一种3层结构的内胆，内层和外层以聚酰胺6为主，中间层为乙烯-乙烯醇共聚物。该技术方案改善了单层的聚酰胺6内胆的气体阻隔性，但是，还是存在刚性低，耐压不足的问题。

JP2011-185340A公开了一种以聚苯硫醚为主的压力容器，其刚度较高，耐压较好。但是，韧性较差，在受冲击时可靠性不足。且该技术方案通过注塑成型的方法制造压力容器。注塑成型的方法制造的内胆往往存在制品内部性能不均匀的问题，且制造速度较慢。

所以，现有技术缺少一种兼具刚性和韧性、气密性，且制造方法简单、高效、成品性能均匀、可靠的高压储气瓶塑料内胆。

发明内容

本发明提供一种高压储气瓶塑料内胆，其生产效率高，刚性、韧性、性能稳定性好；与复合材料树脂基材外壳的粘附力好，可以达成更高的耐压能力；且进一步可在内部施加密着性良好的涂层以得到更高的气密性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的提供了一种高压储气瓶塑料内胆，包含由内至外依次设置的第一柔性层A、第一刚性层B、第二刚性层C和第二柔性层D。

所述的第一柔性层A具有良好的韧性，与第一刚性层B的粘附力良好，也适合于共挤出和吹胀加工，且如需在第一柔性层A外表面增设涂布层以增加内胆的气密性时，第一柔性层A也表现出与涂布层较佳的粘附力。

所述的第二柔性层D具有良好的韧性，与第二刚性层C的粘附力良好，也适合于共挤出和吹胀加工。且很容易在其外通过缠绕方式设置纤维，制备复合材料树脂基材外壳，其与外壳的粘附力也较佳。

所述的第一柔性层A和第二柔性层D分别含有聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃中的一种或多种。