一种编织结构复合材料气瓶的制作方法及其复合材料气瓶技术

本发明专利技术公开一种编织结构复合材料气瓶的制作方法及其复合材料气瓶，包括以下步骤：(1)在内胆上编织编织纤维形成编织层，编织完成后得到由所述内胆和所述编织层组成的编织体；(2)对所述编织体进行浸渍胶液处理，胶液浸透所述编织层；(3)在所述编织层的表面缠绕耐温型塑料带膜，挤压、约束胶液和所述编织层，缠绕完成后得到缠带体；(4)对所述缠带体进行烘烤固化定型；(5)去除所述缠带体表面的耐温型塑料带膜，进行处理后得到复合材料气瓶。本发明专利技术通过在浸渍胶液后的编织层表面缠绕耐温型塑料带膜，利用耐温型塑料带膜对浸胶的编织层进行挤压和约束，提高胶液浸渍的效果，同时保证固化定型过程中胶液在编织层的稳定性和均匀性，保证胶液固化效果。保证胶液固化效果。保证胶液固化效果。

【技术实现步骤摘要】
一种编织结构复合材料气瓶的制作方法及其复合材料气瓶


[0001]本专利技术涉及复合材料制造
，特别是涉及一种编织结构复合材料气瓶的制作方法及其复合材料气瓶。

技术介绍

[0002]目前，绝大多数复合材料气瓶都是采用纤维缠绕铝合金内胆或钢制内胆或塑料内胆制造技术制成，可以作为汽车的能源载体，是天然气、氢气燃料汽车的重要组成部分。随着氢能源汽车技术的发展，对气瓶的抗爆、耐压等性能要求越来越高，当前，市场上的缠绕气瓶技术存在以下缺点：由于采用浸胶的单丝束或纤维带进行缠绕，缠绕效率较低；由于是浸胶与缠绕同步进行，工作场地污染严重，场地胶液滴漏现象难以有效控制。
[0003]为了改善上述问题，已有专利文献中包括有采用先编织再浇注树脂的技术方案，例如，申请公布号为CN 113478791 A的中国专利公开了一种编织气瓶的制备方法及其编织气瓶，包括以下步骤：1、制备内胆；2、内胆外表面编织若干层纤维层；3、浇注树脂，并固化成型；4、进行气密性检测、打磨、抛光处理。该方案能够避免现场采用浸胶的编织纤维进行编织所带来的场地污染和缠绕效率低的问题，但是，在由于是后期浸胶，存在不能浸胶充分和固化成型时胶液分布不均的问题。
[0004]再如，申请公布号为CN 107642678 A的中国专利公开了一种三维编织压力气瓶及其制备方法，压力气瓶，包括金属内胆层、介质进出口和三维编织复合材料外层，介质进出口设置与金属内胆层一端的开口处共同构成气瓶内层，使得气体能够通过介质进出口进出金属内胆层，三维编织复合材料外层包覆在气瓶内层外部，三维编织复合材料外层由三维编织立体织物与树脂重复浸渍复合而成，三维编织立体织物由内向外依次包括三维编织复合材料内层和三维编织复合材料表层，同时三维编织复合材料内层和三维编织复合材料表层通过二维铺缝强化结构进行缝合强化。该方案树脂浸渍采用了树脂真空传递模塑成型的方式，这种浸渍方式对于已经编织成型的三维编织结构来说树脂的流动性效果并不理想。
[0005]综上，如何能够在提高编织效率、改善现场操作环境的基础上保证浸渍均匀性和固化效果是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种编织结构复合材料气瓶的制作方法及其复合材料气瓶，以解决上述现有技术存在的问题，通过在浸渍胶液后的编织层表面缠绕耐温型塑料带膜，利用耐温型塑料带膜对浸胶的编织层进行挤压和约束，提高胶液浸渍的效果，同时保证固化定型过程中胶液在编织层的稳定性和均匀性，保证胶液固化效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种编织结构复合材料气瓶的制作方法，包括以下步骤：
[0009](1)在内胆上编织编织纤维形成编织层，编织完成后得到由所述内胆和所述编织层组成的编织体；
[0010](2)对所述编织体进行浸渍胶液处理，胶液浸透所述编织层；
[0011](3)在所述编织层的表面缠绕耐温型塑料带膜，挤压、约束胶液和所述编织层，缠绕完成后得到缠带体；
[0012](4)对所述缠带体进行烘烤固化定型；
[0013](5)去除所述缠带体表面的耐温型塑料带膜，进行处理后得到复合材料气瓶。
[0014]优选地，所述编织层包括内层、中间层和外层，所述内层和外层均为1～12层编织角为25
°
～70
°
的编织结构，所述编织结构包括轴向不动纱和位于所述轴向不动纱两侧的编织纱，中间层为1～8层编织角为80
°
～90
°
的缠绕结构。
[0015]优选地，所述内层采用碳纤维编织，所述外层采用玻璃纤维编织，所述中间层采用碳纤维编织或碳纤维玻璃纤维混编。
[0016]优选地，所述内层采用芳纶纤维编织，所述中间层采用碳纤维编织，所述外层采用玻璃纤维编织。
[0017]优选地，步骤(1)中在进行编织时，一个轴向不动纱对应两个编织纱，所述轴向不动纱沿轴向分布，所述编织纱围绕轴向不动纱进行左右对称编织，所述轴向不动纱的纤维束头份数为88根，所述编织纱的纤维束头份数各88根。
[0018]优选地，步骤(1)中在编织编织层时保持所述内胆中处于正压，所述内胆中需充满0.2～2MPa的压缩空气。
[0019]优选地，步骤(5)中在进行处理时，包括研磨、涂装和包装。
[0020]优选地，所述内胆由金属或塑料材料制备成表面光滑的结构形式。
[0021]优选地，所述编织纤维采用碳纤维，将所述碳纤维倒成纱锭，上机安装纱管，调节纱线张力，编织到所述内胆上。
[0022]本专利技术还提供一种复合材料气瓶，应用前文记载的所述的编织结构复合材料气瓶的制作方法制作而成，包括内胆、编织在所述内胆外部的编织层以及浸渍在所述编织层并固化的胶液。
[0023]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0024](1)本专利技术通过在浸渍胶液后的编织层表面缠绕耐温型塑料带膜，利用耐温型塑料带膜对浸胶的编织层进行挤压和约束，提高胶液浸渍的效果，同时保证固化定型过程中胶液在编织层的稳定性和均匀性，保证胶液固化效果；
[0025](2)本专利技术编织层包括内层、中间层和外层，内层和外层均为1～12层编织角为25
°
～70
°
的编织结构，中间层为1～8层编织角为80
°
～90
°
的缠绕结构，外层与外界产生摩擦，可抵御外部摩擦，中间层径向缠绕能够起到加固瓶身和承载瓶内压力的作用，内层与内胆接触产生表面摩擦，可抵御与内胆(III型金属内胆或IV型塑料内胆)产生的摩擦损伤；
[0026](3)本专利技术内层采用碳纤维编织，外层采用玻璃纤维编织，中间层采用碳纤维编织或碳纤维玻璃纤维混编，碳纤维设计在内层，起到直接抵御气瓶内压力扩张的作用，玻璃纤维分布在外层，可降低制造成本，中间层为内层向外层的过渡层，起到承接内层和外层的作用；
[0027](4)本专利技术编织纤维采用碳纤维，将碳纤维倒成纱锭，上机安装纱管，调节纱线张力，编织到内胆上，能够利用碳纤维实现连续编织加工成型，不受长度的限制，重量轻(密度1.62g/cm3)、耐磨、耐腐蚀、抗爆压力大，热膨胀系数较小，可在
‑
40～120℃下长期工作，编
织作业环境干净，使用寿命是钢制油管的4倍左右，内胆及部分纤维可回收再利用，使用成本合理。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术复合材料气瓶剖面结构示意图；
[0030]其中，1、外层；2、中间层；3、内层；4、内胆。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编织结构复合材料气瓶的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在内胆上编织编织纤维形成编织层，编织完成后得到由所述内胆和所述编织层组成的编织体；(2)对所述编织体进行浸渍胶液处理，胶液浸透所述编织层；(3)在所述编织层的表面缠绕耐温型塑料带膜，挤压、约束胶液和所述编织层，缠绕完成后得到缠带体；(4)对所述缠带体进行烘烤固化定型；(5)去除所述缠带体表面的耐温型塑料带膜，进行处理后得到复合材料气瓶。2.根据权利要求1所述的编织结构复合材料气瓶的制作方法，其特征在于：所述编织层包括内层、中间层和外层，所述内层和外层均为1～12层编织角为25
°
～70
°
的编织结构，所述编织结构包括轴向不动纱和位于所述轴向不动纱两侧的编织纱，中间层为1～8层编织角为80
°
～90
°
的缠绕结构。3.根据权利要求2所述的编织结构复合材料气瓶的制作方法，其特征在于：所述内层采用碳纤维编织，所述外层采用玻璃纤维编织，所述中间层采用碳纤维编织或碳纤维玻璃纤维混编。4.根据权利要求2所述的编织结构复合材料气瓶的制作方法，其特征在于：所述内层采用芳纶纤维编织，所述中间层采用碳纤维编织，所述外层采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明迪，关昊辰，
申请(专利权)人：山东中恒景新碳纤维科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：