一种储气罐内胆和储气罐及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种储气罐内胆、一种储气罐内胆的制备方法、由该方法制备得到的 储气罐内胆、一种包括上述储气罐内胆的储气罐和一种储气罐的制备方法。
【背景技术】
[0002] 天然气是一种非常清洁的燃料，对环境十分友好，其作为汽车动力来源经济性也 非常高。目前压缩天然气（CNG)和液化天然气（LNG)汽车已在全国广泛使用，不少城市在 政府的政策支持下，公交车和出租车已大部分改用以CNG或LNG作为燃料，为降低城市大气 污染作出了重大贡献。目前，作为CNG或LNG的储罐大多为钢制储气罐。此外，也有采用钢 制内胆、外面使用纤维缠绕增强的储气罐。
[0003] 采用钢制储气罐或者采用钢制内胆外层纤维缠绕的储气罐具有诸多的缺陷。例 如，钢制储气罐重量大，其作为车用储气设备，不仅大大增加了汽车的负担，同时还增加了 车的能耗、降低单次储气行驶的里程。本来使用CNG作为燃料每次加装的量并不多，由于额 外增加的重量而使得加气更为频繁。再有，钢制储气罐为金属，很容易被腐蚀而产生泄漏。 一旦发生泄露，钢制储气罐具有很大杀伤力。而相对于钢制储罐来说，塑料内胆大大减轻了 重量、降低了汽车所需负载的重量，不仅提高了汽车的有效载荷，还提高了汽车燃料的利用 率，具有良好的环保性。此外，塑料内胆还具有良好的耐腐蚀性、抗酸碱性和隔热性，能够有 效防止外界的热量传导进入内部，避免内部的压力上升过快。
[0004] 但是，塑料内胆一般为高密度聚乙烯材料，塑料储气罐外壳一般为纤维材料，而高 密度聚乙烯为非极性聚合物，纤维材料通常为极性材料，虽然以高密度聚乙烯作为内胆、以 纤维材料作为外壳得到的储气罐具有较为优异的耐酸碱腐蚀性，但是由于两者的相容性不 好，导致外壳易脱落，当外壳脱落后，导致储气罐的耐压性无法得到保证，使得储气罐的寿 命极为短暂，不能满足使用的要求。
[0005] 针对现有塑料储气罐的上述缺陷，急需一种耐酸碱腐蚀、耐压性高且外壳与内胆 相容性好的储气罐及其制备方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了克服现有的储气罐不耐酸碱腐蚀、耐压性低且外壳与内胆相 容性不好的缺陷，提供一种储气罐内胆、一种储气罐内胆的制备方法、由该方法制备得到的 储气罐内胆、一种包括上述储气罐内胆的储气罐和一种储气罐的制备方法。
[0007] 本发明的发明人在研究中发现，储气罐内胆从内到外依次包括第一高密度聚乙烯 层、第二高密度聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层，即可实现在保证储气罐较高的耐酸碱腐 蚀基础上，提高储气罐的外壳与内胆的相容性并保证储气罐较高的耐压性。
[0008] 因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种储气罐内胆，该储气罐内胆从内到外 依次包括第一高密度聚乙烯层、第二高密度聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层。
[0009] 另一方面，本发明还提供了一种储气罐内胆的制备方法，该方法包括将高密度聚 乙烯、极性乙烯共聚物送入三层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，形成第一高密度聚乙 烯层、第二高密度聚乙烯层和极性聚乙烯外层紧密贴合的储气罐内胆。
[0010] 第三方面，本发明还提供了上述方法制备的储气罐内胆。
[0011] 第四方面，本发明还提供了一种储气罐，该储气罐包括内胆和外壳，所述内胆为如 上所述的储气罐内胆。
[0012] 第五方面，本发明还提供了一种储气罐的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0013] (1)将高密度聚乙烯、极性乙烯共聚物送入三层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成 型，形成第一高密度聚乙烯层、第二高密度聚乙烯层和极性聚乙烯外层紧密贴合的储气罐 内胆；
[0014] (2)将表面附着有液态树脂和固化剂的纤维均匀缠绕在所述储气罐内胆的表面并 固化，以在所述储气罐内胆的表面形成纤维层。
[0015] 本发明的储气罐内胆，由于从内到外依次包括第一高密度聚乙烯层、第二高密度 聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层，极性乙烯共聚物不仅能够与高密度聚乙烯进行很好地互 溶，还能够与纤维材料进行很好地粘结，因此，纤维层外壳不容易脱落，与内胆的相容性好， 由于纤维层外壳不易脱落，因此能够保证储气罐较高的耐压性，另外，由于高密度聚乙烯本 身耐腐蚀，因此能够保证储气罐较高的耐酸碱腐蚀性。
[0016] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0017] 图1是根据本发明的一种纤维缠绕方式的示意图；
[0018] 图2是根据本发明的另一种纤维缠绕方式的示意图。
【具体实施方式】
[0019] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0020] 本发明提供了一种储气罐内胆，该储气罐内胆从内到外依次包括第一高密度聚乙 烯层、第二高密度聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层。
[0021] 其中，所述高密度聚乙烯是以乙烯为原料生产的一种结晶度高、非极性的热塑 性树脂，具有良好的耐低温性能、化学稳定和耐腐蚀性。所述高密度聚乙烯可以商购得 到，例如可以购自茂名石化、埃克森美孚公司等。优选情况下，高密度聚乙烯的密度为 0· 946-0. 976g/cm3、熔融温度为 130-145°C。
[0022] 在本发明中，储气罐内胆从内到外依次包括第一高密度聚乙烯层、第二高密度聚 乙烯层和极性乙烯共聚物外层，是指从内到外依次包括第一高密度聚乙烯层、第二高密度 聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层形成储气罐内胆。
[0023] 根据本发明所述的储气罐内胆，该储气罐内胆只要从内到外依次包括第一高密度 聚乙烯层、第二高密度聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层，便能够在保证较高的耐酸碱腐蚀 的基础上，提高储气罐的外壳与内胆的相容性并保证储气罐较高的耐压性。但是，为了进一 步提高储气罐的外壳与内胆的相容性并保证储气罐较高的耐压性，优选地，所述极性乙烯 共聚物外层中的极性乙烯共聚物由乙烯与极性单体共聚形成，所述极性单体选自丙烯酸单 体、甲级丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体和醋酸乙烯酯单体中的至少一种，优选为丙烯酸单体 和/或醋酸乙烯酯单体。
[0024] 根据本发明所述的储气罐内胆，对极性乙烯共聚物的性能没有特别的限定，例如 其平均聚合度可以为250-300。其中，共聚的条件和方法可以为本领域常规的乙烯与极性单 体共聚所需的条件和方法，只要能够形成上述聚合度的极性乙烯共聚物即可。
[0025] 根据本发明所述的储气罐内胆，第一高密度聚乙烯层、第二高密度聚乙烯层和极 性乙烯共聚物外层的厚度可以为本领域常规的厚度，优选地，当第一高密度聚乙烯层的厚 度为3-5mm，第二高密度聚乙烯层的厚度为3-5mm，极性乙烯共聚物外层的厚度为l-3mm时， 能够在保证较高耐酸碱腐蚀的基础上，进一步提高储气罐的外壳与内胆的相容性并保证储 气罐较高的耐压性。其中，第一高密度聚乙烯层、第二高密度聚乙烯层和极性乙烯共聚物外 层的厚度可以相同也可以不相同。
[0026] 另一方面，本发明还提供了一种储气罐内胆的制备方法，该方法包括将高密度聚 乙烯、极性乙烯共聚物送入三层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，形成第一高密度聚乙 烯层、第二高密度聚乙烯层和极性聚乙烯外层紧密贴合的储气罐内胆。
[0027] 本领域的技术人员应该理解的是，三层挤出吹塑设备通常包括三个挤出机和一个 吹塑机。三个挤出机中可以分别对高密度聚乙烯和极性聚乙烯进行加热熔融，并将经过不 同的挤出机加热熔融后的物料通过同一个三层复合模头挤出，从而得到具有紧密贴合的三 层的管状坯材。之后，再将该管状坯材切割成两端封闭的小段，并采用吹塑机吹塑成型，得 到本发明的储气罐内胆。其中，挤出吹塑成型的条件为本领域技术人员公知，在此将不再赘 述。
[0028] 根据本发明所述的储气罐内胆的制备方法，其中，优选地，所述极性乙烯共聚物外 层中的极性乙烯共聚物由乙烯与极性单体共聚形成，所述极性单体丙烯酸单体、甲级丙烯 酸酯单体、丙烯酸酯单体和醋酸乙烯酯单体中的至少一种，优选为丙烯酸单体和/或醋酸 乙烯酯单体，能够进一步提高储气罐的外壳与内胆的相容性并保证储气罐较高的耐压性。
[0029] 根据本发明所述的储气罐内胆的制备方法，对极性乙烯共聚物的聚合度没有特别 的限定，例如平均聚合度可以为250-300。其中，共聚的条件和方法可以为本领域常规的乙 烯与极性单体共聚所需的条件和方法，只要能够形成极性乙烯共聚物即可。
[0030] 第一高密度聚乙烯层、第二高密度聚乙烯层和极性乙烯共聚物外层的厚度如前所 述，在此不再赘述。
[0031] 第三方面，本发明还提供了上述方法制备的储气罐内胆。
[0032] 第四方面，本发明还提供了一种储气罐，该储气罐包括内胆和外壳，所述内胆为如 上所述的储气罐内胆。
[0033] 根据本发明的所述储气罐，其中，外壳可以为本领域的常规选择，例如其可以为纤 维层，纤维层中纤维的种类为本领域技术公知，例如可以为玻璃纤维、碳纤维和复合纤维中 的至少一种。其中，复合纤维是指由两种或两种以上聚合物、或者具有不同性质的同一聚合 物，经复合纺丝法制成的化学纤维。复