[发明专利]一种纤维全缠绕塑料内胆复合气瓶的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及压力容器制造领域。更具体地涉及一种纤维全缠绕塑料内胆复合气瓶的制造方法。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，与之配套的能源装配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，容重比很低，且金属内胆存在内壁腐蚀等问题，另外随着国家对气瓶安全性能要求的日趋严格，在容积不变的情况下，气瓶重量要求越来越轻，塑料内胆缠绕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重量减少60％以上，所以塑料内胆全缠绕气瓶具有很高的容重比而且气瓶具有很好的耐腐蚀性能以及在气瓶爆破时具有较长的逃生时间。

由于强度与刚度的需要，气瓶瓶口需要采用金属材料设计，需要通过合理的设计金属部分的结构、形状以及采用合理的工艺将金属与非金属内胆进行很好的结合。目前金属瓶口与塑料内胆结合的问题虽然有所改善，然而金属部分的密封问题仍然函待解决。

目前塑料内胆的材料大部分是采用高密度聚乙烯(HDPE)，而HDPE的粘结性能很差导致纤维复合层与内胆层分层，严重影响气瓶的使用寿命及安全。所以为了提高气瓶的安全性能，在内胆成型后需要对内胆外表面进行处理以此来提高内胆与纤维复合层之间的粘结强度；

因此，本领域迫切需要提供一种能够有效解决内胆与气瓶口的密封性以及内胆与纤维复合层粘结性问题的新型复合气瓶。

发明内容

本发明旨在提供一种新的全缠绕塑料内胆复合气瓶的制造方法。

本发明提供了一种纤维全缠绕塑料内胆复合气瓶的制造方法，所述方法的步骤包括塑料内胆成型、塑料内胆外表面处理、纤维缠绕和固化，所述内胆是将开口处的封头与堵头处的封头分别与筒身直线段焊接形成；所述开口处的封头是将带有通孔螺纹的金属接头与塑料通过注塑形成；所述堵头处封头是将带有非通孔螺纹的金属接头与塑料通过注塑形成。

在另一优选例中，所述塑料内胆外表面处理是对内胆的筒身直线段和两封头进行火焰处理或等离子电晕处理。

在另一优选例中，所述封头的注塑形成是将铝合金接头加热到70-100℃(更优选75-85℃)后放置在封头的模具中进行注塑。

在另一优选例中，在封头的所述螺纹处放置硅胶垫、锁紧平垫和锁紧螺母；所述放置顺序为先安装硅胶垫，然后是锁紧平垫，最后用锁紧螺母。

在另一优选例中，所述焊接是将筒身直线段管材固定在焊接机中央，再将两个封头分别固定在焊接机的两端，使焊接机将两封头与管材进行焊接并在2.0-3.0MPa(更优选2.0-2.5MPa)下保压3-10min(更优选5-6min)。

在另一优选例中，所述金属接头材料为铝合金，所述塑料材料为高密度聚乙烯。

在另一优选例中，火焰处理时外焰温度在1000℃±50℃，火焰处理时间1-1.5min,火焰距离内胆外表面的距离为使火焰的外焰进行处理。

在另一优选例中，火焰处理后的内胆表面张力在45达因(更优选50达因)以上；火焰处理后的内胆放置时间不超过4小时(更优选不超过3小时)。

在另一优选例中，缠绕用纤维为碳纤维或碳纤维和玻璃纤维；缠绕用胶液包括环氧树脂、固化剂和消泡剂。

据此，本发明提供了一种能够有效解决内胆与气瓶口的密封性以及内胆与纤维复合层粘结性问题的新型复合气瓶。

附图说明

图1为成品气瓶剖面图；其中，

1为塑料内胆，2为碳纤维缠绕层，3为玻璃纤维缠绕层，4为开口处的金属接头，5为堵头处的金属接头，6为封头与筒身直线段的焊接处，7为开口处的封头，8为堵头处的封头，9为筒身直线段。

图2为开口处封头的剖面图；其中4为金属接头。

图3为堵头处封头的剖面图；其中5为金属接头。

图4为塑料内胆的剖面图；其中，

41表示塑料内胆筒身直线段，42表示带有开口金属件的封头，43带有堵头金属件的封头。

图5为金属接头的放大图；其中，

51表示金属件中的燕尾槽，52表示金属件中带有的外螺纹部分，53表示金属锁紧螺母，54表示金属锁紧垫片，55表示硅胶垫片。

具体实施方式