[发明专利]具有增强内衬的复合材料压力容器及其制造方法

权利要求书

1.一种复合材料压力容器(1)，其包括：

(a)包括内衬(2p)的主体(2b)，所述内衬包括沿着纵轴X1延伸的圆柱形部分，并由热塑性聚合物材料制成；和

(b)外部热固性增强结构(3c)，该外部热固性增强结构包裹在所述主体(2b)上，由连续纤维增强的热固性基质复合材料制成，并包括增强纤维(11)和热固性基质(13)，

其特征在于，所述主体(2b)还包括热塑性增强层(2c)，该热塑性增强层由连续纤维增强的热塑性复合材料制成，并包括增强纤维(11)和热塑性基质(12)，其粘合到所述内衬(2p)的圆柱形部分。

2.如权利要求1所述的复合材料压力容器，其中，所述热塑性增强层(2c)包括与形成所述内衬(2p)的热塑性聚合物材料的聚合物族相同或不同的聚合物族的热塑性基质，并且两个聚合物族选自以下的集合：聚烯烃，聚酰胺，聚酯，聚氨酯，聚碳酸酯，聚芳醚酮，聚氯乙烯，其中，所述热塑性基质的聚合物族与形成所述内衬的热塑性聚合物材料的聚合物族粘合兼容。

3.如权利要求2所述的复合材料压力容器，其中，所述内衬的热塑性材料具有色散分量x_2p^d＝γ_2p^d/γ_2p，并且所述热塑性增强层的热塑性基质具有色散分量x_2c^d＝γ_2c^d/γ_2c，其中x_2p^d＝x_2c^d×(1±ε)，其中ε＝0.2，并且其中γ_2p,γ_2c与γ_2p^d,γ_2c^d分别是内衬(2p)的热塑性材料和热塑性增强层(2c)的热塑性基质的表面能和色散表面能。

4.如权利要求1-3中任一项所述的复合材料压力容器，其中，所述热塑性增强层(2c)选自：

·丝线或条带布设的结构，所述增强纤维以相对于所述纵轴X1成80至100°的角度布置；或者

·其中增强纤维形成交织物或编织物的结构。

5.如权利要求1-3中任一项所述的复合材料压力容器，其中，所述外部热固性增强结构(3c)选自：

·丝线或条带布设的结构，其中所述增强纤维中至少一部分以相对于所述纵轴X1成5至79°的角度螺旋形地布置；或者

·其中增强纤维形成编织物或交织物的结构。

6.如权利要求1-3中任一项所述的复合材料压力容器，其中，所述复合材料压力容器另外还包括夹在所述内衬与所述热塑性增强层之间的结合层(2a)，该结合层用于增强所述热塑性增强层与所述内衬的粘合。

7.一种用于生产如上述权利要求中任一项所述的复合材料压力容器的方法，其包括以下步骤：

(a)提供由热塑性聚合物制成的、包括沿着纵轴X1延伸的圆柱形部分的内衬(2p)；

(b)在所述内衬的圆柱形部分上包裹热塑性增强层(2c)，其中，所述热塑性增强层由连续纤维增强的热塑性复合材料制成，并包括嵌入在热塑性基质(12)中的连续的增强纤维(11)；

(c)使所述热塑性基质(12)固化，以形成粘合到所述内衬的圆柱形部分的连续纤维增强的热塑性复合材料，由此形成主体；

(d)在所述主体上包裹由连续纤维增强的热固性基质复合材料制成的外部热固性增强结构，以形成所述复合材料压力容器。