一种纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆及其成型方法转让专利
申请号 : CN202010453630.X
文献号 : CN111645370B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 华林 , 刘兆义 , 王辉 , 陈一哲 , 付爽
申请人 : 武汉理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆,其特征在于,其包括由内至外依次布置的内层、中间层和外层;
其中,以质量百分比计,所述内层由80~90%的聚酰胺‑6及10~20%的内层母料组成;
所述内层母料由按质量百分比计的以下原料制成:88~94%的聚酰胺‑6、2.5~5%的阻隔剂、1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂及1.5~3%的分散剂;
所述中间层由乙烯‑乙烯醇共聚物制成;
以质量百分比计,所述外层由80~90%聚酰胺‑6及10~20%外层母料组成;所述外层母料由按质量百分比计的以下原料制成:79~89.5%的聚酰胺‑6、2.5~5%的阻隔剂、1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂、1.5~3%的分散剂、1.5~3%的光稳定剂及3~6%的偶联剂;所述阻隔剂为改性水滑石;所述抗静电剂为环氧乙烷胺类加成物的复合物;所述抗氧剂为四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸酯的混合物;所述分散剂为聚酰胺蜡;所述光稳定剂为N,N‑二(2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基)‑1,3‑苯二酰胺;
所述偶联剂为马来酸酐类高分子偶联剂。
2.根据权利要求1所述的纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆的成型方法,其特征在于,其包括以下步骤:
按质量百分比,将内层母料的原料和外层母料的原料分别加入到密炼机混炼并输送至双螺杆造粒装置,分别制得内层母料和外层母料;
按质量百分比,将内层母料和对应聚酰胺‑6、乙烯‑乙烯醇共聚物及外层母料和对应聚酰胺‑6分别加入混料机内进行混合,并对应共挤机机组结构的内层料斗、中间层料斗和外层料斗在机头内熔融塑化后复合、挤出、形成多层同心复合型坯,然后通过吹胀形成中空的塑料内胆结构。
3.根据权利要求2所述的纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆的成型方法,其特征在于,所述混料机内进行混合的时间为10~20min。
4.根据权利要求2所述的纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆的成型方法,其特征在于,所述吹胀形成中空的塑料内胆结构时,吹胀比为2.5~6,层比为3:5:5。
说明书 :
一种纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆及其成型方法
技术领域
背景技术
化非常重要。
合金材料相比,PA6材料具有良好的综合强度、耐腐蚀性更强、成本更低。但是单层的PA6防
渗透性能较差,不能具备高氢气阻隔性,需对其进行复合改性。
发明内容
1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂及1.5~3%的分散剂;
的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂、1.5~3%的分散剂、1.5~3%的光稳定剂及3~6%的偶联
剂。
和外层料斗在机头内熔融塑化后复合、挤出、形成多层同心复合型坯,然后通过吹胀形成中
空的塑料内胆结构。
的内层母料组成;内层母料由按质量百分比计的以下原料制成:88~94%的聚酰胺‑6、2.5
~5%的阻隔剂、1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂及1.5~3%的分散剂;中间层由
乙烯‑乙烯醇共聚物制成;以质量百分比计,外层由80~90%聚酰胺‑6及10~20%外层母料
组成;外层母料由按质量百分比计的以下原料制成:79~89.5%的聚酰胺‑6、2.5~5%的阻
隔剂、1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂、1.5~3%的分散剂、1.5~3%的光稳定剂
及3~6%的偶联剂。本实施例提供的纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆将聚酰胺‑6进行改性处理
后分别作为内层和外层制备成储氢瓶塑料内胆,内层主要用于确定制品的尺寸稳定性,同
时起到增强氢气阻隔性、抗静电性、抗老化性的作用;中间层采用乙烯‑乙烯醇共聚物起到
多层共挤结构高阻渗作用,不仅可以阻止氢气渗透至储氢瓶外,也可以阻止外界气体等向
储氢瓶内的渗透;外层起到增强氢气阻隔性、抗静电性、抗老化性的作用,同时提高制品的
光稳定性和表面粘接性。本申请还提供了上述纤维全缠绕储氢瓶塑料内胆的成型方法,该
方法具有操作简单,使用方便,适合大规模制备的优点。
具体实施方式
议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产
品。
层母料组成;内层母料由按质量百分比计的以下原料制成:88~94%的聚酰胺‑6、2.5~5%
的阻隔剂、1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂及1.5~3%的分散剂;中间层由乙烯‑
乙烯醇共聚物制成;以质量百分比计,外层由80~90%聚酰胺‑6及10~20%外层母料组成;
外层母料由按质量百分比计的以下原料制成:79~89.5%的聚酰胺‑6、2.5~5%的阻隔剂、
1.5~3%的抗静电剂、0.5~1%的抗氧剂、1.5~3%的分散剂、1.5~3%的光稳定剂及3~
6%的偶联剂。可选的,阻隔剂为改性水滑石。可选的,抗静电剂为环氧乙烷胺类加成物的复
合物。可选的,抗氧剂为四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸酯的
混合物。可选的,分散剂为聚酰胺蜡。可选的,光稳定剂为N,N‑二(2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶
基)‑1,3‑苯二酰胺。可选的,偶联剂为马来酸酐类高分子偶联剂。
和外层料斗在机头内熔融塑化后复合、挤出、形成多层同心复合型坯,然后通过吹胀形成中
空的塑料内胆结构。可选的,混料机内进行混合的时间为10~20min。可选的,吹胀形成中空
的塑料内胆结构时,吹胀比为2.5~6,层比为3:5:5。
成内层,能够确定制品的尺寸稳定性,同时起到增强氢气阻隔性、抗静电性、抗老化性的作
用,中间层采用乙烯‑乙烯醇共聚物形成具有高阻渗作用的多层共挤结构,不仅可以阻止氢
气渗透至储氢瓶外,也可以阻止外界气体等向储氢瓶内的渗透;利用聚酰胺‑6、阻隔剂、抗
静电剂、抗氧剂、分散剂、光稳定剂及偶联剂制得的外层母料与聚酰胺‑6混合制成外层,能
够起到增强氢气阻隔性、抗静电性、抗老化性的作用,同时提高制品的光稳定性和表面粘接
性;其中,选用聚酰胺蜡作为体系中的分散剂,能够使复合材料体系中的各种助剂在聚酰
胺‑6树脂中均匀分散,从而使复合材料获得均衡的性能;改性后的聚酰胺‑6材料经成型后
具有优良的尺寸稳定性、高气密性、高抗静电性和高抗氧化性能,且聚酰胺‑6复合材料加工
性能良好,材料成本低,用于生产储氢瓶塑料内胆,具有良好的市场应用前景。
混料机内进行混合,并对应共挤机机组结构的内层料斗、中间层料斗和外层料斗在机头内
熔融塑化后复合、挤出、形成多层同心复合型坯,然后通过吹胀形成中空的塑料内胆结构,
从而将复合材料体系中的各种助剂在聚酰胺‑6树脂中均匀分散形成具有优良的尺寸稳定
性、高气密性、高抗静电性和高抗氧化性能的储氢瓶塑料内胆。
成;内层母料由按质量百分比计的以下原料制成:88%的聚酰胺‑6、5%的阻隔剂、3%的抗
静电剂、1%的抗氧剂及3%的分散剂;中间层由乙烯‑乙烯醇共聚物制成;以质量百分比计,
外层由80%聚酰胺‑6及20%外层母料组成;外层母料由按质量百分比计的以下原料制成:
79%的聚酰胺‑6、5%的阻隔剂、3%的抗静电剂、1%的抗氧剂、3%的分散剂、3%的光稳定
剂及6%的偶联剂。其中,聚酰胺‑6的生产厂家为荷兰帝斯曼,型号为Fuel Lock FL‑LP;阻
隔剂的生产厂家为日本协和,型号为改性水滑石magceler‑1;抗静电剂的生产厂家为瑞士
科莱恩,型号为抗静电剂SAS93;抗氧剂的生产厂家为德国巴斯夫,型号为IRGANOXB215;分
散剂的生产厂家为瑞士科莱恩,型号为聚酰胺Licowax C蜡;光稳定剂的生产厂家为瑞士科
莱恩,型号为Nylostab S‑EEDpowder;偶联剂的生产厂家为德国巴斯夫,型号为马来酸酐类
高分子偶联剂;中间层的生产厂家为日本可乐丽,型号为F101。
母料;
机头内熔融塑化后复合、挤出、形成多层同心复合型坯,然后通过吹胀形成中空的塑料内胆
结构,吹胀形成中空的塑料内胆结构时,吹胀比为4,层比为3:5:5。
成;内层母料由按质量百分比计的以下原料制成:90%的聚酰胺‑6、4%的阻隔剂、2.5%的
抗静电剂、0.7%的抗氧剂及2.8%的分散剂;中间层由乙烯‑乙烯醇共聚物制成;以质量百
分比计,外层由85%聚酰胺‑6及15%外层母料组成;外层母料由按质量百分比计的以下原
料制成:82.4%的聚酰胺‑6、4%的阻隔剂、2.5%的抗静电剂、0.8%的抗氧剂、2.8%的分散
剂、2.5%的光稳定剂及5%的偶联剂。其中,聚酰胺‑6的生产厂家为荷兰帝斯曼,型号为
Fuel Lock FL‑LP;阻隔剂的生产厂家为日本协和,型号为改性水滑石magceler‑1;抗静电
剂的生产厂家为瑞士科莱恩,型号为抗静电剂SAS93;抗氧剂的生产厂家为德国巴斯夫,型
号为IRGANOXB215;分散剂的生产厂家为瑞士科莱恩,型号为聚酰胺Licowax C蜡;光稳定剂
的生产厂家为瑞士科莱恩,型号为Nylostab S‑EEDpowder;偶联剂的生产厂家为德国巴斯
夫,型号为马来酸酐类高分子偶联剂;中间层的生产厂家为日本可乐丽,型号为F101。
母料;
机头内熔融塑化后复合、挤出、形成多层同心复合型坯,然后通过吹胀形成中空的塑料内胆
结构,吹胀形成中空的塑料内胆结构时,吹胀比为5,层比为3:5:5。
例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。