一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽和儲(chǔ)氣罐及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽、一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法、由該方法制備得到的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽、一種包括上述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的儲(chǔ)氣罐和一種儲(chǔ)氣罐的制備方法。本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽包括緊密貼合的內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層，所述外層為接枝聚乙烯層。本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐具有較為優(yōu)異的耐酸堿腐蝕性，從而能夠延長(zhǎng)其使用壽命，極具工業(yè)應(yīng)用前景。
【專利說明】一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽和儲(chǔ)氣罐及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽、一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法、由該方法制備得到的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽、一種包括上述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的儲(chǔ)氣罐和一種儲(chǔ)氣罐的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣是一種非常清潔的燃料，對(duì)環(huán)境十分友好，其作為汽車動(dòng)力來源經(jīng)濟(jì)性也非常高。目前壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)汽車已在全國(guó)廣泛使用，不少城市在政府的政策支持下，公交車和出租車已大部分改用以CNG或LNG作為燃料，為降低城市大氣污染作出了重大貢獻(xiàn)。目前，作為CNG或LNG的儲(chǔ)罐大多為鋼制儲(chǔ)氣罐。此外，也有采用鋼制內(nèi)膽、外面使用纖維纏繞增強(qiáng)的儲(chǔ)氣罐。
[0003]采用鋼制儲(chǔ)氣罐或者采用鋼制內(nèi)膽外層纖維纏繞的儲(chǔ)氣罐具有諸多的缺陷。例如，鋼制儲(chǔ)氣罐重量大，其作為車用儲(chǔ)氣設(shè)備，不僅大大增加了汽車的負(fù)擔(dān)，同時(shí)還增加了車的能耗、降低單次儲(chǔ)氣行駛的里程。本來使用CNG作為燃料每次加裝的量并不多，由于額外增加的重量而使得加氣更為頻繁。再有，鋼制儲(chǔ)氣罐為金屬，很容易被腐蝕而產(chǎn)生泄漏。一旦發(fā)生泄露，鋼制儲(chǔ)氣罐具有很大殺傷力。而相對(duì)于鋼制儲(chǔ)罐來說，塑料內(nèi)膽大大減輕了重量、降低了汽車所需負(fù)載的重量，不僅提高了汽車的有效載荷，還提高了汽車燃料的利用率，具有良好的環(huán)保性。此外，塑料內(nèi)膽還具有良好的耐腐蝕性、抗酸堿性和隔熱性，能夠有效防止外界的熱量傳導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)部，使內(nèi)部的壓力上升過快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服采用現(xiàn)有的鋼制儲(chǔ)氣罐耐酸堿腐蝕性較差、使用壽命較短的缺陷，而提供一種耐酸堿腐蝕性較為優(yōu)異、使用壽命較長(zhǎng)的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽、一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法和由該方法制備得到的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽、一種包括上述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的儲(chǔ)氣罐和一種儲(chǔ)氣罐的制備方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，其中，所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽包括緊密貼合的內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層，所述外層為接枝聚乙烯層。
[0006]本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法，其中，該方法包括將高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入雙層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，使得到具有緊密貼合的內(nèi)層和外層、且所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層、所述外層為接枝聚乙烯層的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0007]本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0008]本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐，其中，所述儲(chǔ)氣罐包括內(nèi)膽和外殼，所述內(nèi)膽為上述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0009]此外，本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0010](I)將高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入雙層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，使得到具有緊密貼合的內(nèi)層和外層、且所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層、所述外層為接枝聚乙烯層的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽；[0011](2)將表面附著有液態(tài)樹脂和固化劑的纖維均勻纏繞在所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的表面并固化。
[0012]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，高密聚乙烯為非極性聚合物，而纖維材料通常為極性材料，兩者之間的粘合性不好，容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象。雖然以高密度聚乙烯作為內(nèi)膽、以纖維材料作為外殼得到的儲(chǔ)氣罐具有較為優(yōu)異的耐酸堿腐蝕性，但是由于兩者的相容性不好使得其壽命極為短暫，不能滿足使用的要求。而本發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，接枝聚乙烯不僅能夠與高密度聚乙烯進(jìn)行很好地互溶，還能夠與纖維材料進(jìn)行很好地粘結(jié)，因此，其不僅能夠進(jìn)一步增加儲(chǔ)氣罐的耐酸堿腐蝕性，還能夠起到一個(gè)過渡層的作用，使得從里到外依次包括高密度聚乙烯層、接枝聚乙烯層和纖維層的儲(chǔ)氣罐形成一個(gè)有機(jī)整體。此外，與鋼制儲(chǔ)氣罐相t匕，本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐由塑料和纖維組成，重量明顯降低，從而增加了車輛的有效載荷、提高了汽車燃料的利用率，極具工業(yè)應(yīng)用前景。
[0013]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】的纖維纏繞方式；
[0016]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一種【具體實(shí)施方式】的纖維纏繞方式。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽包括緊密貼合的內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層，所述外層為接枝聚乙烯層。
[0019]其中，所述高密度聚乙烯是以乙烯為原料生產(chǎn)的一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，具有良好的耐低溫性能、化學(xué)穩(wěn)定和耐腐蝕性。所述高密度聚乙烯可以商購(gòu)得至IJ，例如可以購(gòu)自茂名石化、?？松梨诠镜取?yōu)選情況下，高密度聚乙烯的密度為0.946-0.976g/cm3、熔融溫度為 130_145°C。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述接枝聚乙烯層中的接枝聚乙烯的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，可以為現(xiàn)有的各種在聚乙烯分子鏈上接枝上其他結(jié)構(gòu)單元，從而使得其極性得以改變的接枝聚乙烯。例如，所述接枝聚乙烯可以選自馬來酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯和丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯中的一種或多種。所述甲基丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯的具體實(shí)例可以包括但不限于:甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。所述丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯的具體實(shí)例可以包括但不限于:丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量例如可以為0.5-5重量％、優(yōu)選為1.5-4重量％。所述接枝聚乙烯可以通過商購(gòu)得到，也可以按照本領(lǐng)域常規(guī)的各種方法制備得到，例如，可以采用溶液聚合的方法制備接枝聚乙烯。
[0021]具體地，所述接枝聚乙烯可以通過以下方法制備得到:將聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出。其中，將所述聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。例如，可以將這三種原料混合均勻后，再送入反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；也可以先將聚乙烯送入反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融后，再加入接枝單體與引發(fā)劑的混合物，混合均勻后熔融擠出。具體地，所述熔融接觸的條件例如可以包括溫度可以為160-200°C、時(shí)間可以為
0.5-1.2分鐘。其中，所述熔融接觸的時(shí)間即為從開始擠出到擠出完成所需的時(shí)間。
[0022]此外，通常來說，在常溫常壓下，所述聚乙烯為固體，而所述接枝單體和引發(fā)劑可能為固體、也可能為液體。當(dāng)所述接枝單體和引發(fā)劑均為液體時(shí)，聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑的混合過程很容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因此，為了使得這三種原料能夠?qū)崿F(xiàn)分子級(jí)的混合并更有利于聚合的進(jìn)行，所述混合均勻并熔融聚合的方法包括先將聚乙烯送入反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融后，再將接枝單體與引發(fā)劑的混合物通過連續(xù)實(shí)時(shí)計(jì)量加料與熔融的聚乙烯混合，混合均勻后熔融擠出。其中，以100重量份的聚乙烯為基準(zhǔn)，所述接枝單體與引發(fā)劑的混合物的加料速率例如可以為2-5重量份/分鐘。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，在制備所述接枝聚乙烯的過程中，所述聚乙烯、接枝單體和引發(fā)劑的用量可以在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇和變動(dòng)，并可以根據(jù)預(yù)期得到的接枝聚乙烯進(jìn)行調(diào)整。例如，以100重量份的聚乙烯為基準(zhǔn)，所述接枝單體的用量可以為0.5-5.5重量份，所述引發(fā)劑的用量可以為0.05-0.3重量份。優(yōu)選地，以100重量份的聚乙烯為基準(zhǔn)，所述接枝單體的用量可以為1.5-4重量份,所述引發(fā)劑的用量可以為0.05-0.2重量份。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，所述聚乙烯可以本領(lǐng)域公知的各種能夠進(jìn)行接枝反應(yīng)的聚乙烯，并沒有特別地限定，例如，可以為燕山石化生產(chǎn)的牌號(hào)為L(zhǎng)D100AC的聚乙烯。所述接枝單體也可以為現(xiàn)有的各種能夠接枝到聚乙烯分子鏈上并改變聚乙烯極性的單體，例如，所述接枝單體可以選自馬來酸酐、甲基丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類單體中的一種或多種。所述甲基丙烯酸酯類單體的具體實(shí)例可以包括但不限于:甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。所述丙烯酸酯類單體的具體實(shí)例可以包括但不限于:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，所述引發(fā)劑可以為本領(lǐng)域公知的各種自由基引發(fā)劑。所述自由基引發(fā)劑可以選自偶氮類引發(fā)劑、過氧化物類引發(fā)劑和氧化還原類引發(fā)劑中的一種或多種。
[0026]其中，所述偶氮類引發(fā)劑的具體實(shí)例可以包括但不限于:偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二甲酰胺、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽、偶氮異丁氰基甲酰胺、偶氮二環(huán)己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二異丙基咪唑啉、偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈和偶氮二異庚腈中的一種或多種。
[0027]所述過氧化物類引發(fā)劑的具體實(shí)例可以包括但不限于:過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、異丙苯過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、過氧化二碳酸二環(huán)己酯和過氧化苯甲酰叔丁酯中的一種或多種。
[0028]所述氧化還原類引發(fā)劑的具體實(shí)例可以包括但不限于:硫酸鹽-亞硫酸鹽、過硫酸鹽-硫脲、過硫酸鹽-有機(jī)鹽和過硫酸銨-脂肪胺中的一種或多種。其中，所述硫酸鹽-亞硫酸鹽可以選自硫酸鈉-亞硫酸鈉、硫酸鉀-亞硫酸鉀、硫酸銨-亞硫酸銨中的一種或多種；過硫酸鹽-硫脲可以選自過硫酸鈉-硫脲、過硫酸鉀-硫脲、過硫酸銨-硫脲中的一種或多種；過硫酸鹽-有機(jī)鹽可以選自過硫酸鈉-醋酸鉀、過硫酸鉀-醋酸鉀、過硫酸銨-醋酸銨中的一種或多種；過硫酸銨-脂肪胺可以選自過硫酸銨-N，N-四甲基乙二胺和過硫酸銨-二乙胺中的一種或多種。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的內(nèi)層和外層的厚度可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，通常來說，當(dāng)所述內(nèi)層的厚度為4-8mm、所述外層的厚度為l_3mm時(shí)，便能夠滿足使用的要求。
[0030]本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法包括將高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入雙層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，使得到具有緊密貼合的內(nèi)層和外層、且所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層、所述外層為接枝聚乙烯層的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0031]需要說明的是，雙層擠出吹塑設(shè)備通常包括兩個(gè)擠出機(jī)和一個(gè)吹塑機(jī)。兩個(gè)擠出機(jī)中可以分別對(duì)高密度聚乙烯和接枝聚乙烯進(jìn)行加熱熔融，并將經(jīng)過不同的擠出機(jī)加熱熔融后的物料通過同一個(gè)兩層復(fù)合模頭擠出，從而得到具有緊密貼合的內(nèi)外兩層的管狀坯材。之后，再將該管狀坯材切割成兩端封閉的小段，并采用吹塑機(jī)吹塑成型，得到本發(fā)明的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。其中，擠出吹塑成型的條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，在此將不再贅述。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，如上所述，所述接枝聚乙烯可以選自馬來酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯和丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯中的一種或多種。所述甲基丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯的具體實(shí)例可以包括但不限于:甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。所述丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯的具體實(shí)例可以包括但不限于:丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量例如可以為0.5-5重量％、優(yōu)選為1.5-4重量％。所述接枝聚乙烯可以通過商購(gòu)得到，也可以按照本領(lǐng)域常規(guī)的各種方法制備得到。優(yōu)選地，所述接枝聚乙烯通過以下方法制備得到:將聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出。其中，所述接枝單體與引發(fā)劑的種類和用量、混合均勻的方法、熔融聚合的條件等均在上文中已經(jīng)有所描述，在此將不再贅述。
[0033]本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0034]本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐包括內(nèi)膽和外殼，其中，所述內(nèi)膽為上述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，所述外殼可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如其可以為纖維層。所述纖維層中纖維的種類為本領(lǐng)域技術(shù)公知，例如可以為玻璃纖維、碳纖維和復(fù)合纖維中的一種或多種。所述復(fù)合纖維是指由兩種或兩種以上聚合物、或者具有不同性質(zhì)的同一聚合物，經(jīng)復(fù)合紡絲法制成的化學(xué)纖維。所述復(fù)合纖維例如可以為玻璃纖維和碳纖維的復(fù)合纖維。
[0036]此外，本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0037](I)將高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入雙層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，使得到具有緊密貼合的內(nèi)層和外層、且所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層、所述外層為接枝聚乙烯層的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽；
[0038](2)將表面附著有液態(tài)樹脂和固化劑的纖維均勻纏繞在所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的表面并固化。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，如上所述，所述接枝聚乙烯可以選自馬來酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯和丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯中的一種或多種。所述甲基丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯的具體實(shí)例可以包括但不限于:甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。所述丙烯酸酯類單體接枝聚乙烯的具體實(shí)例可以包括但不限于:丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量例如可以為0.5-5重量％、優(yōu)選為1.5-4重量％。所述接枝聚乙烯可以通過商購(gòu)得到，也可以按照本領(lǐng)域常規(guī)的各種方法制備得到。優(yōu)選地，所述接枝聚乙烯通過以下方法制備得到:將聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出。其中，所述接枝單體與引發(fā)劑的種類和用量、混合均勻的方法、熔融聚合的條件等均在上文中已經(jīng)有所描述，在此將不再贅述。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，所述液態(tài)樹脂和固化劑的用量可以在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇和變動(dòng)，只要能夠使得固化之后可以將纖維與內(nèi)膽、纖維與纖維牢固結(jié)合在一起即可，例如，所述液態(tài)樹脂和固化劑的重量比例如可以為2-2.5:1。
[0041 ] 根據(jù)本發(fā)明，所述液態(tài)樹脂的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。例如，所述液態(tài)樹脂可以選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂和聚偏氟乙烯樹脂中的一種或多種，優(yōu)選為環(huán)氧樹脂和/或酚醛樹脂。所述環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂可以在常規(guī)的環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂中適當(dāng)?shù)剡x擇。具體地，所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酚A型環(huán)氧樹脂。所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值可以為0.3-0.55mol/100g，其重均分子量可以為500-10000、優(yōu)選為800-5000。所述酚醛樹脂可以為酸催化酚醛樹脂和/或堿催化酚醛樹脂，優(yōu)選為酸催化酚醛樹脂。所述酸催化酚醛樹脂的重均分子量可以為300-12000、優(yōu)選為500-5000。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，所述固化劑的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，并可以根據(jù)所用的液體樹脂進(jìn)行合理地選擇。例如，當(dāng)所述樹脂為環(huán)氧樹脂時(shí)，所述固化劑可以為胺類固化劑和/或酸酐類固化劑。所述胺類固化劑的具體實(shí)例可以包括但不限于:乙二胺、三甲基六亞甲基
二胺、六次甲基四胺、二乙基三胺、羥甲基乙二胺、羥乙基乙二胺、二羥乙基乙二胺、羥乙基二乙烯三胺、二羥乙基乙二胺、羥乙基二乙烯三胺、二羥乙基二乙烯三胺、羥乙基己二胺、一氰乙基乙二胺、二氰乙基乙二胺、二氰乙基己二胺、雙氰胺、環(huán)己二胺、孟烷二胺、胺乙基呱嗪、異佛爾酮二胺和二氨基環(huán)己烷中的至少一種。所述酸酐類固化劑的具體實(shí)例可以包括但不限于:甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫苯酐、丁二酸酐和己二酸酐中的至少一種。當(dāng)所述粘結(jié)劑為酚醛樹脂時(shí)，所述固化劑可以為多聚甲醛和/或六次甲基四胺，優(yōu)選為六次甲基四胺。
[0043]本發(fā)明對(duì)將纖維均勻纏繞在所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽表面的方式?jīng)]有特別地限定，例如，可以沿平行于徑向的方向纏繞，也可以與徑向成一定的角度纏繞。優(yōu)選情況下，可以按如下方式對(duì)纖維進(jìn)行纏繞:第一層，沿平行于徑向的方向纏繞，即與徑向方向呈0° ;第二層，與徑向呈約25°纏繞在第一層上面(如圖1所示)；第三層，與徑向呈約25°纏繞在第二層上面，但是與第二層呈130° (如圖2所示);之后的纏繞層均如前述的方式交替進(jìn)行纏繞。所述纏繞可以手動(dòng)進(jìn)行，也可以采用現(xiàn)有的纏繞設(shè)備進(jìn)行，對(duì)此本領(lǐng)域技術(shù)人員均能知悉，在此將不再贅述。
[0044]所述纏繞的層數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，例如，可以為20-40層。相應(yīng)地，得到的外殼的厚度可以為7-12mm。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，將纖維纏繞在所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的表面后固化的條件可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如，所述固化的溫度可以為20-150°C、固化的時(shí)間可以為30分鐘-24小時(shí)；優(yōu)選地，所述固化的溫度為100-150°C、固化的時(shí)間為30-60分鐘。[0046]以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0047]以下實(shí)施例和對(duì)比例中，所述接枝聚乙烯中接枝結(jié)構(gòu)單元的含量通過投料比進(jìn)行計(jì)算。
[0048]實(shí)施例1
[0049]該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽及儲(chǔ)氣罐的制備方法。
[0050](I)甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯的制備:
[0051]將過氧化二異丙苯(DCP，引發(fā)劑，北京篤信精細(xì)制劑廠)與甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA，接枝單體，工業(yè)級(jí)，洛陽恒光化工股份有限公司)按1:12的重量比混合均勻，得到混合液，待用；
[0052]在溫度為180°C的條件下，將100重量份的聚乙烯(LD100AC，燕山石化)送入德國(guó)WP公司的反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融，并將2重量份過氧化二異丙苯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的混合液通過液體加料裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量加料(加料速率為2重量份/分鐘)并與熔融的聚乙烯混合均勻，得到混合物，并將該混合物在180°C下熔融擠出，控制擠出時(shí)間為0.6分鐘，得到甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯。其中，以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量為1.8重量％ ；
[0053](2)雙層內(nèi)膽制備:
[0054]在雙層擠出吹塑設(shè)備上，分別將高密度聚乙烯(購(gòu)自茂名石化，密度為0.96g/cm3、熔融溫度為130-145°C)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯加入內(nèi)層和外層擠出機(jī)料斗，調(diào)整內(nèi)層厚度為4mm、外層厚度為3mm、擠出溫度為160°C，擠出吹塑形成儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽；
[0055](3)纖維纏繞:
[0056]將液態(tài)環(huán)氧樹脂(PLIOGRIP5000A，ASHLAND 公司)與固化劑(PLIOGRIP 5020B,ASHLAND公司)按2.13:1的重量比混合均勻，并將玻璃纖維(1000號(hào)，北京興旺玻璃纖維有限公司)浸泡在上述環(huán)氧樹脂和固化劑的混合液中，得到表面附著有液態(tài)環(huán)氧樹脂和固化劑的玻璃纖維。并將該玻璃纖維纏繞在步驟(2)得到的雙層內(nèi)膽表面:第一層，沿平行于徑向的方向纏繞，即與徑向方向呈0° ;第二層，與徑向呈約25°纏繞在第一層上面；第三層，與徑向呈約25°纏繞在第二層上面，但是與第二層呈130° ;之后的纏繞層均如前述的方式交替進(jìn)行纏繞，共纏繞28層，然后放于室溫(250C )下固化130min后進(jìn)行打磨處理，得到外殼厚度為8.5mm的儲(chǔ)氣罐。
[0057]實(shí)施例2
[0058]該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽及儲(chǔ)氣罐的制備方法。
[0059](I)馬來酸酐接枝聚乙烯的制備:
[0060]將100重量份聚乙烯(LD100AC，燕山石化)、4重量份馬來酸酐(MAH，單體北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司)、0.1重量份過氧化二異丙苯(DCP，引發(fā)劑，北京篤信精細(xì)制劑廠)混合均勻，得到混合物。然后將該混合物送入德國(guó)WP公司的反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中，并在180°C的溫度下熔融擠出，控制擠出時(shí)間為0.6分鐘，得到馬來酸酐接枝聚乙烯。其中，以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量為3.8重量％ ；
[0061](2)雙層內(nèi)膽制備:
[0062]在雙層擠出吹塑設(shè)備上，分別將高密度聚乙烯(購(gòu)自茂名石化，密度為0.96g/cm3、熔融溫度為130-145°C)和馬來酸酐接枝聚乙烯加入內(nèi)層和外層擠出機(jī)料斗，調(diào)整內(nèi)層厚度為8mm、外層厚度為1mm、擠出溫度為185°C，擠出吹塑形成儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽；
[0063](3)纖維纏繞:
[0064]將液態(tài)環(huán)氧樹脂(PLIOGRIP5000A，ASHLAND 公司)與固化劑(PLIOGRIP 5020B,ASHLAND公司)按2.13:1的重量比混合均勻，并將玻璃纖維(1000號(hào)，北京興旺玻璃纖維有限公司)浸泡在上述環(huán)氧樹脂和固化劑的混合液中，得到表面附著有液態(tài)環(huán)氧樹脂和固化劑的玻璃纖維。并將該玻璃纖維纏繞在步驟(2)得到的雙層內(nèi)膽表面:第一層，沿平行于徑向的方向纏繞，即與徑向方向呈0° ;第二層，與徑向呈約25°纏繞在第一層上面；第三層，與徑向呈約25°纏繞在第二層上面，但是與第二層呈130° ;之后的纏繞層均如前述的方式交替進(jìn)行纏繞，共纏繞28層，然后放于室溫(250C )下固化130min后進(jìn)行打磨處理，得到外殼厚度為8.5mm的儲(chǔ)氣罐。
[0065]實(shí)施例3
[0066]該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽及儲(chǔ)氣罐的制備方法。
[0067](I)馬來酸酐接枝聚乙烯的制備:
[0068]將100重量份聚乙烯(LD100AC，燕山石化)、4重量份馬來酸酐(MAH，單體北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司)、0.1重量份過氧化二異丙苯(DCP，引發(fā)劑，北京篤信精細(xì)制劑廠)混合均勻，得到混合物。然后將該混合物送入德國(guó)WP公司的反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中，并在180°C的溫度下熔融擠出，控制擠出時(shí)間為0.6分鐘，得到馬來酸酐接枝聚乙烯。其中，以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量可以為3.8重量％ ；
[0069](2)雙層內(nèi)膽制備:
[0070]在雙層擠出吹塑設(shè)備上，分別將高密度聚乙烯(購(gòu)自茂名石化，密度為0.96g/cm3、熔融溫度為130-145°C)和馬來酸酐接枝聚乙烯加入內(nèi)層和外層擠出機(jī)料斗，調(diào)整內(nèi)層厚度為6mm、外層厚度為2mm、擠出溫度為170°C，擠出吹塑形成儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽；
[0071](3)纖維纏繞:
[0072]將液態(tài)的酸催化酚醛樹脂(無錫光明化工廠，牌號(hào)為2130)與六次甲基四胺按
2.13:1的重量比混合均勻，并將碳纖維浸泡在上述酸催化酚醛樹脂和六次甲基四胺的混合液中，得到表面附著有酸催化酚醛樹脂和六次甲基四胺的碳纖維。并將該碳纖維纏繞在步驟(2)得到的雙層內(nèi)膽表面:第一層，沿平行于徑向的方向纏繞，即與徑向方向呈0° ;第二層，與徑向呈約25°纏繞在第一層上面；第三層，與徑向呈約25°纏繞在第二層上面，但是與第二層呈130° ;之后的纏繞層均如前述的方式交替進(jìn)行纏繞，共纏繞28層，然后放于室溫(25°C)下固化130min后進(jìn)行打磨處理，得到外殼厚度為9mm的儲(chǔ)氣罐。
[0073]對(duì)比例I
[0074]該對(duì)比例用于說明參比儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽及儲(chǔ)氣罐的制備方法。
[0075]將鋼水熔融后澆注進(jìn)入模具中、并自然冷卻成型，形成厚度為17mm的鋼制儲(chǔ)氣罐D(zhuǎn)Cl。
[0076]測(cè)試?yán)?-3
[0077]測(cè)試?yán)?-3用于說明本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐性能的測(cè)試。
[0078]將由實(shí)施例1-3制備得到的儲(chǔ)氣罐C1-C3分別在濃度為0.5mol/L的硫酸水溶液中浸泡28天，取出后沖洗干凈，儲(chǔ)氣罐C1-C3的表面均未出現(xiàn)腐蝕；
[0079]將由實(shí)施例1-3制備得到的儲(chǔ)氣罐C1-C3分別在濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液中浸泡28天，取出后沖洗干凈，儲(chǔ)氣罐C1-C3的表面均未出現(xiàn)腐蝕。
[0080]對(duì)比測(cè)試?yán)齀
[0081]該對(duì)比測(cè)試?yán)糜谡f明參比儲(chǔ)氣罐性能的測(cè)試。
[0082]按照測(cè)試?yán)?-3對(duì)鋼制儲(chǔ)氣罐D(zhuǎn)Cl的耐酸堿腐蝕性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用濃度為
0.5mol/L的硫酸水溶液中浸泡28天后，鋼制儲(chǔ)氣罐D(zhuǎn)Cl表面出現(xiàn)了許多不規(guī)則的小坑，腐蝕較為嚴(yán)重；用濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液中浸泡28天后，鋼制儲(chǔ)氣罐D(zhuǎn)Cl表面也出現(xiàn)了許多不規(guī)則的小坑，腐蝕較為嚴(yán)重。
[0083]從以上結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐具有較為優(yōu)異的耐酸堿腐蝕性，從而能夠延長(zhǎng)其使用壽命。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，與鋼制儲(chǔ)氣罐相比，本發(fā)明提供的儲(chǔ)氣罐由塑料和纖維組成，重量明顯降低，從而增加了車輛的有效載荷、提高了汽車燃料的利用率，極具工業(yè)應(yīng)用前景。
[0084]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0085]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0086]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，其特在于，所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽包括緊密貼合的內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層，所述外層為接枝聚乙烯層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，其中，所述接枝聚乙烯層中的接枝聚乙烯選自馬來酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯、丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯中的一種或多種；優(yōu)選地，以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量為0.5-5重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，其中，所述接枝聚乙烯層中的所述接枝聚乙烯通過以下方法制備得到:將聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；優(yōu)選地，所述熔融擠出的溫度為160-200°C、時(shí)間為0.5-1.2分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，其中，所述內(nèi)層的厚度為4-8mm，所述外層的厚度為l_3mm。
5.一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法，其中，該方法包括將高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入雙層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，使得到具有緊密貼合的內(nèi)層和外層、且所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層、所述外層為接枝聚乙烯層的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，以所述接枝聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，接枝結(jié)構(gòu)單元的含量為0.5-5重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其中，所述接枝聚乙烯通過以下方法制備得到:將聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；優(yōu)選地，所述熔融擠出的溫度為160-200°C、時(shí)間為0.5-1.2分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其中，所述擠出吹塑成型的條件使得所述內(nèi)層的厚度為4-8mm,所述外層的厚度為l_3mm。
9.由權(quán)利要求5-8中任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
10.一種儲(chǔ)氣罐，其特征在于，所述儲(chǔ)氣罐包括內(nèi)膽和外殼，所述內(nèi)膽為權(quán)利要求1-4和9中任意一項(xiàng)所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的儲(chǔ)氣罐，其中，所述外殼為纖維層；優(yōu)選地，所述纖維層中的纖維選自玻璃纖維、碳纖維和復(fù)合纖維中的一種或多種。
12.—種儲(chǔ)氣罐的制備方法，該方法包括以下步驟: (1)將高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入雙層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，使得到具有緊密貼合的內(nèi)層和外層、且所述內(nèi)層為高密度聚乙烯層、所述外層為接枝聚乙烯層的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽； (2)將表面附著有液態(tài)樹脂和固化劑的纖維均勻纏繞在所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的表面并固化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其中，所述接枝聚乙烯通過以下方法制備得到:將聚乙烯與接枝單體和引發(fā)劑混合均勻后在反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；優(yōu)選地，所述熔融擠出的溫度為160-200°C、時(shí)間為0.5-1.2分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的制備方法，其中，所述液態(tài)樹脂和固化劑的重量比為2-2.5:1 ;優(yōu)選地，所述液態(tài)樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂和聚偏氟乙烯樹脂中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】F17C1/00GK103791226SQ201210421453
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】尹華, 張師軍, 邵靜波, 呂蕓, 鄒浩, 徐萌, 董穆, 楊慶泉, 呂明福, 郭鵬, 權(quán)慧, 徐凱, 劉建葉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院