复合气瓶及其成型方法技术

本发明专利技术提供了一种复合气瓶，包括塑料内胆、嵌设于塑料内胆端部的金属瓶头及缠绕于塑料内胆外壁的缠绕层。塑料内胆包括内胆内层和成型于内胆内层外壁的加强层，内胆内层的端部与金属瓶头一体成型。内胆内层的材质为热塑性树脂，加强层的材质为纤维增强热塑性树脂；缠绕层的材质为纤维增强环氧树脂。本发明专利技术的复合气瓶通过增大加强层与内胆内层之间的连接强度，增加加强层与缠绕层之间的粘接强度，而增强了缠绕层与塑料内胆之间的粘接结合力，从而增加了金属瓶头与塑料内胆衔接处的连接强度，保证了金属瓶头与塑料内胆的位移同步，从而提高了复合气瓶的质量。

【技术实现步骤摘要】
复合气瓶及其成型方法
本专利技术涉及压力容器
，特别涉及一种复合气瓶及其成型方法。
技术介绍
为了跟紧环保要求不断提升的步伐，国内新能源、清洁能源技术也取得了长足的进步。在能源储运装备领域，具有更高容重比、耐腐蚀的Ⅳ型塑料内胆全缠绕复合材料气瓶越来越受到重视。消费者对此类产品也非常青睐。目前的塑料内胆全缠绕复合材料型气瓶大多采用内胆层、缠绕层和外保护层三层的结构，其中，塑料内胆全缠绕复合材料型气瓶的瓶口为金属瓶头，内胆层的材质为塑料，金属瓶头与内胆层的封头先通过注塑工艺成型，然后再将内胆的封头与内胆的筒体部分焊接在一起。金属瓶头与内胆还可以使用滚塑工艺一体成型。无论是通过滚塑工艺还是注塑工艺成型，成型后的复合气瓶在高压作用下，内胆层变形较大，容易造成金属瓶头与内胆层变形不同步，进而使金属瓶头与内胆层的界面剥离，从而导致气瓶发生泄漏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种质量较高的复合气瓶，以解决现有技术中的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种复合气瓶，包括塑料内胆、嵌设于所述塑料内胆端部的金属瓶头及缠绕于所述塑料内胆外壁的缠绕层，所述塑料内胆包括内胆内层和成型于所述内胆内层外壁的加强层，所述内胆内层的端部与所述金属瓶头一体成型；所述内胆内层的材质为热塑性树脂，所述加强层的材质为纤维增强热塑性树脂；所述缠绕层的材质为纤维增强环氧树脂，所述缠绕层与所述加强层连接固定。在其中一实施方式中，所述加强层的外壁涂覆有环氧树脂，所述环氧树脂与所述加强层的纤维耦合连接，并与所述缠绕层粘接，而使得所述缠绕层与所述加强层连接固定。在其中一实施方式中，所述加强层的纤维与所述缠绕层的环氧树脂耦合连接，而使所述缠绕层与所述加强层连接固定。本专利技术还提供一种复合气瓶的成型方法，包括：以热塑性树脂为原料成型内胆内层，并在所述内胆内层成型过程中将金属瓶头与所述内胆内层一体成型；将所述内胆内层的外壁加热软化；将加热软化后的纤维增强热塑性树脂预浸料包裹在加热软化后的所述内胆内层的外壁，成型得到加强层；在所述加强层外壁缠绕纤维增强环氧树脂而成型缠绕层。在其中一实施方式中，所述在所述加强层的外壁缠绕纤维增强环氧树脂而成型缠绕层的步骤具体包括：对所述加强层的外表面进行加工，去除所述加强层外表面的热塑性树脂使所述加强层外表面的纤维裸露在外；将所述纤维增强环氧树脂缠绕于所述加强层的外表面，使得所述缠绕层的环氧树脂与所述加强层外表面的纤维耦合连接。在其中一实施方式中，所述在所述加强层的外壁缠绕纤维增强环氧树脂而成型缠绕层的步骤具体包括：对所述加强层的外表面进行加工，去除所述加强层外表面的热塑性树脂使所述加强层外表面的纤维裸露在外；涂覆环氧树脂于所述加强层外表面裸露在外的所述纤维上，使得所述环氧树脂与所述加强层的纤维耦合连接，；将所述纤维增强环氧树脂缠绕于所述加强层的外表面，使得所述环氧树脂与所述缠绕层粘接。在其中一实施方式中，所述环氧树脂与所述缠绕层同时固化。在其中一实施方式中，所述在所述加强层的外壁缠绕纤维增强环氧树脂而成型缠绕层的步骤具体包括：所述纤维增强环氧树脂先通过环向缠绕的方式缠绕于所述加强层的筒体上，再通过螺旋缠绕的方式缠绕于所述加强层的筒体和封头上。在其中一实施方式中，所述内胆内层的外壁通过红外、激光或高温热气喷扫加热软化；所述纤维增强热塑性树脂预浸料通过红外、激光或高温热气喷扫加热软化。在其中一实施方式中，所述纤维增强热塑性树脂预浸料中的纤维为连续纤维，所述纤维增强热塑性树脂预浸料通过螺旋缠绕的方式缠绕于所述内胆内层的外壁。由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：本专利技术的复合气瓶包括金属瓶头、塑料内胆和缠绕于塑料内胆外壁的缠绕层。塑料内胆包括内胆内层和成型于内胆内层外壁的加强层，内胆内层为热塑性树脂，加强层为纤维增强热塑性树脂层，将加强层与内胆内层的热塑性树脂设计为同一类材料，使加强层与内胆内层熔和，增大了加强层与内胆内层之间的连接强度。缠绕层为纤维增强环氧树脂层，通过缠绕层的环氧树脂与加强层的纤维之间的化学耦合作用增强了缠绕层与加强层之间的粘结力，因此增强了缠绕层与塑料内胆之间的粘结力，从而增加了金属瓶头与塑料内胆衔接处的连接强度，因此保证了在高压情况下，金属瓶头与塑料内胆的位移同步，防止塑料内胆与金属瓶头的界面剥离的现象，从而提高了复合气瓶的质量。且缠绕层与塑料内胆的粘结力增加后，保证了复合气瓶即使经过压力循环后，塑料内胆与缠绕层之间始终处于粘结状态，避免了在压力排空的状态下复合气瓶的塑料内胆会出现向内鼓包的现象，进而避免了经过多次鼓包之后，塑料内胆出现银纹化、裂纹，从而提高了复合气瓶的整体使用寿命。附图说明图1是本专利技术实施例中复合气瓶的局部结构示意图。图2是本专利技术实施例中复合气瓶的剖视图。图3是本专利技术实施例中复合气瓶成型方法的流程图。附图标记说明如下：11、金属瓶头；12、塑料内胆；121、内胆内层；122、加强层；13、缠绕层；14、外保护层。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。为了进一步说明本专利技术的原理和结构，现结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明。本专利技术提供一种复合气瓶，该复合气瓶可用于储运液化石油气、天然气及其他高压介质。参阅图1和图2，本实施例中的复合气瓶包括塑料内胆12、金属瓶头11、缠绕层13和外保护层14。图1中仅示意了复合气瓶其中一端端口处的结构。金属瓶头11与塑料内胆12的端部一体成型。具体地，金属瓶头11的材质为硬质铝合金、不锈钢或普通合金钢。其中，金属瓶头11为普通合金钢时，在金属瓶头11与塑料内胆12连接的部分采取防止电位腐蚀的措施。在其中一实施方式中，金属瓶头11包括瓶头主体和突设于瓶头主体外周的盘形凸缘。该盘形凸缘具有间隔设置的多个沟槽。请继续参阅图2，塑料内胆12包括内胆内层121和加强层122。内胆内层121包括筒体和连接于筒体两端的封头。筒体呈两端开口、内部中空的圆筒形，封头呈椭圆形、球形或碟形，通过封头对筒体的两端进行收口，且封头与金属瓶头11一体成型而使金属瓶头11嵌设于封头内。封头与筒体可一体成型，因此并不具有普通筒体和封头之间的拼接缝。为便于表述，将一体成型的内胆内层121的主体部分和两端部分沿用现有技术的名称分别称为筒体和封头。但再次强调，本实施例中将内胆内层121划分为筒体和封头，主要是根据其形状和位置所作出的区分，而不代表内胆内层121的实际组成结构。封头与筒体也可以焊接连接，因此具有普通筒体和封头之间的拼接缝。在其中一实施方式中，内胆内层121的封头的内周设有凹槽，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合气瓶，包括塑料内胆、嵌设于所述塑料内胆端部的金属瓶头及缠绕于所述塑料内胆外壁的缠绕层，其特征在于，/n所述塑料内胆包括内胆内层和成型于所述内胆内层外壁的加强层，所述内胆内层的端部与所述金属瓶头一体成型；所述内胆内层的材质为热塑性树脂，所述加强层的材质为纤维增强热塑性树脂；/n所述缠绕层的材质为纤维增强环氧树脂，所述缠绕层与所述加强层连接固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合气瓶，包括塑料内胆、嵌设于所述塑料内胆端部的金属瓶头及缠绕于所述塑料内胆外壁的缠绕层，其特征在于，
所述塑料内胆包括内胆内层和成型于所述内胆内层外壁的加强层，所述内胆内层的端部与所述金属瓶头一体成型；所述内胆内层的材质为热塑性树脂，所述加强层的材质为纤维增强热塑性树脂；
所述缠绕层的材质为纤维增强环氧树脂，所述缠绕层与所述加强层连接固定。


2.根据权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于，所述加强层的外壁涂覆有环氧树脂，所述环氧树脂与所述加强层的纤维耦合连接，并与所述缠绕层粘接，而使得所述缠绕层与所述加强层连接固定。


3.根据权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于，所述加强层的纤维与所述缠绕层的环氧树脂耦合连接，而使所述缠绕层与所述加强层连接固定。


4.一种复合气瓶的成型方法，其特征在于，包括：
以热塑性树脂为原料成型内胆内层，并在所述内胆内层成型过程中将金属瓶头与所述内胆内层一体成型；
将所述内胆内层的外壁加热软化；
将加热软化后的纤维增强热塑性树脂预浸料包裹在加热软化后的所述内胆内层的外壁，成型得到加强层；
在所述加强层外壁缠绕纤维增强环氧树脂而成型缠绕层。


5.根据权利要求4所述的复合气瓶的成型方法，其特征在于，所述在所述加强层的外壁缠绕纤维增强环氧树脂而成型缠绕层的步骤具体包括：
对所述加强层的外表面进行加工，去除所述加强层外表面的热塑性树脂使所述加强层外表面的纤维裸露在外；
将所述纤维增...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海泉，张强，
申请(专利权)人：石家庄安瑞科气体机械有限公司，中集安瑞科投资控股深圳有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13