[發明專利]復合材料氣瓶高分子塑料內膽的表面處理方法

在審

• 申請號: 201711432751.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109955509A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 張曉冰
• 申請（專利權）人: 海控復合材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54;B29C59/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種復合材料氣瓶高分子塑料內膽的表面處理方法，包括以下步驟：步驟一：用有機清洗劑對高分子塑料內膽進行表面清洗；步驟二：將清洗后的高分子塑料內膽固定在工位上；步驟三：用低溫射頻等離子處理機向高分子塑料內膽噴射低溫等離子體火焰，所述等離子體火焰的黃色火焰區域有效接觸內膽表面。本發明不但工藝簡單、成本低廉，而且能夠有效的解決塑料內膽與纖維纏繞層的結合問題，在循環充氣和泄壓后及溫度和其他環境狀況發生較大變化時，不會產生脫膠現象。

技術領域

本發明涉及儲運氣瓶，屬于壓力容器技術領域，特別涉及一種復合材料氣瓶高分子塑料內膽的表面處理方法。

背景技術

隨著新能源技術的不斷進步，與此相適應的能源儲運技術近年來也得到長足發展，國內外對于盛裝能源介質特別是氣體介質的壓力氣瓶的需求也大幅增加，但目前國內市場應用于高壓氣體儲運的氣瓶絕大多數為全金屬或者具有金屬內膽的纖維纏繞增強氣瓶。但是，鋼瓶存在成型工藝復雜、質量大、運輸不便、易腐蝕、不具有可視性、使用過程中頻有爆炸事故發生等缺陷。纖維纏繞塑料內膽復合材料氣瓶具有重量輕、強度高、耐腐蝕、不爆炸、可透視、使用壽命長，維護成本低等優異性能。在國家對氣瓶安全性能要求日趨嚴格、容積不變氣瓶重量要求越來越輕的情況下，纖維纏繞塑料內膽復合材料氣瓶由于綜合了高性能纖維及特種塑料的特點，在保證氣瓶安全性能的前提下，其重量相比較金屬氣瓶減少60％以上，因此具有更高的容重比，而且氣瓶具有很好的耐腐蝕性能并且在發生火災時不爆炸，能給人們留下較長的逃生時間，因此成為替代傳統金屬鋼瓶并具有廣闊應用前景的新趨勢。

纖維纏繞塑料內膽復合材料氣瓶采用高分子塑料內膽外層纏繞纖維增強層，高分子塑料內膽有優良的氣密性、耐腐蝕性、耐高溫和高強度高韌性，沖擊韌性好，在使用壽命周期內不發生蠕變破壞，且有一定的剛度，能兼作纖維纏繞時的模具。

基于網絡理論的設計，按照鋪層設計工藝纏繞在塑料內膽上得到的復合材料層，為纖維增強層；主要作用是保證復合材料氣瓶在受力情況下，具有足夠的強度、剛度和穩定性，纖維增強層承擔絕大部分95％的壓力荷載。

高分子塑料內膽與纖維增強層的接觸面，稱之為界面。如果增強纖維與內膽粘接性能不好,則不但沒有一個良好的粘接界面來傳遞應力,反而會產生應力集中源,使復合材料力學性能變差。由于制作內膽的高分子材料HDPE的濕潤能力差、結晶度高、是非極性高分子，且表面存在弱的邊界層，導致其與其他材料難粘。申請公布號為CN106863863A的中國發明專利申請，公開了一種纖維全纏繞塑料內膽復合氣瓶的制備方法，采用將高分子塑料內膽進行高溫火焰處理，改善高分子材料的表面結構，處理后增加高分子塑料內膽外壁與纖維纏繞層的摩擦力和附著力，這種方法操作難度大，塑料內膽容易被熱解或燒蝕變形且處理后的效果并不理想，另一方法采用等離子電暈技術處理塑料內膽表面，等離子電暈主要應用于塑料薄膜印刷技術，由于其處理的表面只是在內膽外壁形成短時間極性，因此，沒有應用效果。授權公告號為CN203010193U的中國實用新型專利，公開了一種全復合材料液化石油氣瓶，采用在高分子材料內膽外壁涂刷聚氨酯基粘接劑，將內膽與纖維纏繞層粘接在一起。這種方法雖然使惰性塑料內膽與環保型玻璃纖維增強高性能樹脂承載層連接，但長期反復充氣和泄壓之后，兩者仍會產生脫離。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種高分子塑料內膽的表面處理方法，不但工藝簡單、成本低廉，而且能夠有效的解決塑料內膽與纖維纏繞層的結合問題，在循環充氣和泄壓后及溫度和其他環境狀況發生較大變化時，不會產生脫膠現象。

為了解決上述技術為問題，本發明的技術方案為：一種高分子塑料內膽的表面處理方法，包括以下步驟：

步驟一：用有機清洗劑對高分子塑料內膽進行表面清洗；

步驟二：將清洗后的高分子塑料內膽固定在工位上；

步驟三：用低溫射頻等離子處理機向高分子塑料內膽噴射低溫等離子體火焰，所述等離子體火焰的黃色火焰區域有效接觸內膽表面。