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(lái)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(lái)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(lái)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，避免內(nèi)部的壓力上升過快。
[0004] 但是，塑料內(nèi)膽一般為高密度聚乙烯材料，塑料儲(chǔ)氣罐外殼一般為纖維材料，而高 密度聚乙烯為非極性聚合物，纖維材料通常為極性材料，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，導(dǎo)致外殼易脫落，當(dāng)外殼脫落后，導(dǎo)致儲(chǔ)氣罐的耐壓性無(wú)法得到保證，使得儲(chǔ)氣罐的壽 命極為短暫，不能滿足使用的要求。
[0005] 針對(duì)現(xiàn)有塑料儲(chǔ)氣罐的上述缺陷，急需一種耐酸堿腐蝕、耐壓性高且外殼與內(nèi)膽 相容性好的儲(chǔ)氣罐及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的儲(chǔ)氣罐不耐酸堿腐蝕、耐壓性低且外殼與內(nèi)膽相 容性不好的缺陷，提供一種儲(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。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽從內(nèi)到外依次包括第一高密度聚乙烯 層、第二高密度聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層，即可實(shí)現(xiàn)在保證儲(chǔ)氣罐較高的耐酸堿腐 蝕基礎(chǔ)上，提高儲(chǔ)氣罐的外殼與內(nèi)膽的相容性并保證儲(chǔ)氣罐較高的耐壓性。
[0008] 因此，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，該儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽從內(nèi)到外 依次包括第一高密度聚乙烯層、第二高密度聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層。
[0009] 另一方面，本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法，該方法包括將高密度聚 乙烯、極性乙烯共聚物送入三層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，形成第一高密度聚乙 烯層、第二高密度聚乙烯層和極性聚乙烯外層緊密貼合的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0010] 第三方面，本發(fā)明還提供了上述方法制備的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0011] 第四方面，本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐，該儲(chǔ)氣罐包括內(nèi)膽和外殼，所述內(nèi)膽為如 上所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0012] 第五方面，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：
[0013] (1)將高密度聚乙烯、極性乙烯共聚物送入三層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成 型，形成第一高密度聚乙烯層、第二高密度聚乙烯層和極性聚乙烯外層緊密貼合的儲(chǔ)氣罐 內(nèi)膽；
[0014] (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，以在所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的表面形成纖維層。
[0015] 本發(fā)明的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，由于從內(nèi)到外依次包括第一高密度聚乙烯層、第二高密度 聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層，極性乙烯共聚物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，纖維層外殼不容易脫落，與內(nèi)膽的相容性好， 由于纖維層外殼不易脫落，因此能夠保證儲(chǔ)氣罐較高的耐壓性，另外，由于高密度聚乙烯本 身耐腐蝕，因此能夠保證儲(chǔ)氣罐較高的耐酸堿腐蝕性。
[0016] 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。
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種纖維纏繞方式的示意圖；
[0018] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一種纖維纏繞方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 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)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0020] 本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，該儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽從內(nèi)到外依次包括第一高密度聚乙 烯層、第二高密度聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層。
[0021] 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 到，例如可以購(gòu)自茂名石化、埃克森美孚公司等。優(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。
[0022] 在本發(fā)明中，儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽從內(nèi)到外依次包括第一高密度聚乙烯層、第二高密度聚 乙烯層和極性乙烯共聚物外層，是指從內(nèi)到外依次包括第一高密度聚乙烯層、第二高密度 聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層形成儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，該儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽只要從內(nèi)到外依次包括第一高密度 聚乙烯層、第二高密度聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層，便能夠在保證較高的耐酸堿腐蝕 的基礎(chǔ)上，提高儲(chǔ)氣罐的外殼與內(nèi)膽的相容性并保證儲(chǔ)氣罐較高的耐壓性。但是，為了進(jìn)一 步提高儲(chǔ)氣罐的外殼與內(nèi)膽的相容性并保證儲(chǔ)氣罐較高的耐壓性，優(yōu)選地，所述極性乙烯 共聚物外層中的極性乙烯共聚物由乙烯與極性單體共聚形成，所述極性單體選自丙烯酸單 體、甲級(jí)丙烯酸酯單體、丙烯酸酯單體和醋酸乙烯酯單體中的至少一種，優(yōu)選為丙烯酸單體 和/或醋酸乙烯酯單體。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，對(duì)極性乙烯共聚物的性能沒有特別的限定，例如 其平均聚合度可以為250-300。其中，共聚的條件和方法可以為本領(lǐng)域常規(guī)的乙烯與極性單 體共聚所需的條件和方法，只要能夠形成上述聚合度的極性乙烯共聚物即可。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽，第一高密度聚乙烯層、第二高密度聚乙烯層和極 性乙烯共聚物外層的厚度可以為本領(lǐng)域常規(guī)的厚度，優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝桓呙芏染垡蚁拥暮?度為3-5mm，第二高密度聚乙烯層的厚度為3-5mm，極性乙烯共聚物外層的厚度為l-3mm時(shí)， 能夠在保證較高耐酸堿腐蝕的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高儲(chǔ)氣罐的外殼與內(nèi)膽的相容性并保證儲(chǔ) 氣罐較高的耐壓性。其中，第一高密度聚乙烯層、第二高密度聚乙烯層和極性乙烯共聚物外 層的厚度可以相同也可以不相同。
[0026] 另一方面，本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法，該方法包括將高密度聚 乙烯、極性乙烯共聚物送入三層擠出吹塑設(shè)備中進(jìn)行擠出吹塑成型，形成第一高密度聚乙 烯層、第二高密度聚乙烯層和極性聚乙烯外層緊密貼合的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0027] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，三層擠出吹塑設(shè)備通常包括三個(gè)擠出機(jī)和一個(gè) 吹塑機(jī)。三個(gè)擠出機(jī)中可以分別對(duì)高密度聚乙烯和極性聚乙烯進(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)三層復(fù)合模頭擠出，從而得到具有緊密貼合的三 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。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法，其中，優(yōu)選地，所述極性乙烯共聚物外 層中的極性乙烯共聚物由乙烯與極性單體共聚形成，所述極性單體丙烯酸單體、甲級(jí)丙烯 酸酯單體、丙烯酸酯單體和醋酸乙烯酯單體中的至少一種，優(yōu)選為丙烯酸單體和/或醋酸 乙烯酯單體，能夠進(jìn)一步提高儲(chǔ)氣罐的外殼與內(nèi)膽的相容性并保證儲(chǔ)氣罐較高的耐壓性。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽的制備方法，對(duì)極性乙烯共聚物的聚合度沒有特別 的限定，例如平均聚合度可以為250-300。其中，共聚的條件和方法可以為本領(lǐng)域常規(guī)的乙 烯與極性單體共聚所需的條件和方法，只要能夠形成極性乙烯共聚物即可。
[0030] 第一高密度聚乙烯層、第二高密度聚乙烯層和極性乙烯共聚物外層的厚度如前所 述，在此不再贅述。
[0031] 第三方面，本發(fā)明還提供了上述方法制備的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0032] 第四方面，本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)氣罐，該儲(chǔ)氣罐包括內(nèi)膽和外殼，所述內(nèi)膽為如 上所述的儲(chǔ)氣罐內(nèi)膽。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的所述儲(chǔ)氣罐，其中，外殼可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如其可以為纖 維層，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 的至少一種。其中，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。復(fù)