CN101560356B - 一种复合气瓶内胆表面涂层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合气瓶内胆表面涂层，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：环氧树脂100份，固化剂30-60份，促进剂0.5-2.5份，填料1-3份。与现有技术相比，本发明具有较好的柔韧性，对各类金属及碳纤维复合材料均有良好的粘接性能，固化后具有优异的绝缘、柔韧性能，可以使复合气瓶内胆与碳纤维复合材料紧密地粘结在一起，解决了复合气瓶充放气时金属内胆与复合材料界面开裂的问题，有效地提高了复合气瓶充放气循环性能，用该树脂涂层的钢内胆缠绕后制造的40MPa的复合气瓶充放气循环次数可达50000次以上，气瓶不损坏。

Description

一种复合气瓶内胆表面涂层

技术领域

本发明涉及表面涂层，尤其是涉及一种复合气瓶内胆表面涂层。

背景技术

全缠绕复合气瓶主要有二种：1、纤维缠绕塑料内衬复合气瓶；2、纤维全缠绕金属内衬复合气瓶。塑料内胆复合气瓶生产工艺简单，但使用过程中充放气疲劳寿命较短，塑料内衬、金属接嘴处与纤维增强材料容易脱开，导致反复充放气后易泄漏，目前应用不多；金属内衬复合气瓶制造技术发展较快，专利200410017546.4公开了“50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶”，该专利介绍了一种用于储氢的复合气瓶的制造方法，该方法是在铝内胆与碳纤维缠绕层中涂刷了一层清漆；专利200420022812.2公开了“一种高压复合气瓶”，它直接在钢内胆上缠绕碳纤维复合材料；“纤维复合材料”(2003年6月)中的“复合材料高压氮气气瓶的结构设计与试验分析”一文结论中指出：对于复合气瓶，复合材料与金属内衬之间存在界面，在循环应力作用下，极易开裂，将影响气瓶承载能力和疲劳性能。

目前，复合气瓶内胆表面涂层在使用过程中存在柔韧性差、粘结性能低等问题，容易造成复合材料与金属内衬的开裂，降低复合气瓶使用效果和寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好的柔韧性和粘结性的复合气瓶内胆表面涂层。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种复合气瓶内胆表面涂层，其特征在于，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：环氧树脂100份，固化剂30-60份，促进剂0.5-2.5份，填料1-3份。

所述的环氧树脂包括脂肪族环氧树脂。

所述的脂肪族环氧树脂包括缩水甘油醚型柔韧性环氧树脂，该柔韧性环氧树脂包括美国DOW公司的DER-732、DER-736，常熟佳发化学公司的JEF212、JEF221等。

所述的固化剂为胺类固化剂，选自聚醚胺、低分子聚酰胺、芳香胺中的一种或二种。

所述的聚醚胺的分子式为H₂N-R-(OR’)_n-NH₂，包括BASF公司的D230、D400、D2000。

所述的低分子聚酰胺包括亚油酸二聚体与脂肪多胺的合成产物，国内主要牌号有650，651，3051等。

所述的芳香胺包括间苯二胺、4，4-二氨基二苯甲烷等。

所述的促进剂包括2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚(DMP-30)。

所述的填料包括气相SiO₂。

上述组成的树脂胶液在25℃时适用期≥1小时，可在室温条件下(25℃)经过2小时左右凝胶，24小时固化或60℃/4小时，固化物延伸率可达20％以上。

与现有技术相比，本发明具有较好的柔韧性，对各类金属及碳纤维复合材料均有良好的粘接性能，固化后具有优异的绝缘、柔韧性能，可以使复合气瓶内胆与碳纤维复合材料紧密地粘结在一起，解决了复合气瓶充放气时金属内胆与复合材料界面开裂的问题，有效地提高了复合气瓶充放气循环性能，用该树脂涂层的钢内胆缠绕后制造的40MPa的复合气瓶充放气循环次数可达50000次以上，气瓶不损坏。

具体实施方式

下面对照具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种复合气瓶内胆表面涂层，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：

脂肪族环氧树脂DER-736(美国DOW公司)    120份

固化剂：低分子聚酰胺651               45份

        芳香胺(混胺)                 20份

促进剂：2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚     1份

填料：气相SiO₂                              3份

所用的脂肪族环氧树脂、低分子聚酰胺(又称聚酰胺-多胺)均可由市场上购得(以下同)；芳香胺由间苯二胺和4，4-二氨基二苯甲烷(重量比3∶2)组成。

将上述原料按比例混和，充分搅拌后，在钢内胆上刷涂，刷涂完成后，在室温中旋转凝胶，树脂在金属内胆表面上形成一层坚韧的薄膜，然后再在金属内胆上进行缠绕，该涂层可使碳纤维复合材料与钢内胆很好的粘接在一起。

实施例2

一种复合气瓶内胆表面涂层，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：

脂肪族环氧树脂JEF212(常熟佳发化学公司)       100份

固化剂：低分子聚酰胺650                     30份

促进剂：2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚     0.5份

填料：气相SiO₂                              1份

将上述原料按比例混和，充分搅拌后，在钢内胆上刷涂，刷涂完成后，在室温中旋转凝胶，树脂在金属内胆表面上形成一层坚韧的薄膜，然后再在金属内胆上进行缠绕，该涂层可使碳纤维复合材料与钢内胆很好的粘接在一起。

实施例3

一种复合气瓶内胆表面涂层，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：

脂肪族环氧树脂DER-732(美国DOW公司)        100份

固化剂：聚醚胺D400(BASF公司)              60份

促进剂：2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚   2.5份

填料：气相SiO₂                            3份

将上述原料按比例混和，充分搅拌后，在钢内胆上刷涂，刷涂完成后，在室温中旋转凝胶，树脂在金属内胆表面上形成一层坚韧的薄膜，然后再在金属内胆上进行缠绕，该涂层可使碳纤维复合材料与钢内胆很好的粘接在一起。

实施例4

一种复合气瓶内胆表面涂层，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：

脂肪族环氧树脂JEF221(常熟佳发化学公司)    100份

固化剂：聚醚胺D2000(BASF公司)               15份

低分子聚酰胺3051                            30份

促进剂：2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚     1.5份

填料：气相SiO₂                              2份

将上述原料按比例混和，充分搅拌后，在钢内胆上刷涂，刷涂完成后，在室温中旋转凝胶，树脂在金属内胆表面上形成一层坚韧的薄膜，然后再在金属内胆上进行缠绕，该涂层可使碳纤维复合材料与钢内胆很好的粘接在一起。

实施例5

一种复合气瓶内胆表面涂层，该涂层包括以下组分及含量(重量份)：

脂肪族环氧树脂JEF221(常熟佳发化学公司)      100份

固化剂：聚醚胺D230(BASF公司)               18份

        芳香胺(混胺)                       20份

促进剂：2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚    2份

填料：气相SiO₂                             1.5份

芳香胺由间苯二胺和4，4-二氨基二苯甲烷(重量比3∶2)组成。

将上述原料按比例混和，充分搅拌后，在钢内胆上刷涂，刷涂完成后，在室温中旋转凝胶，树脂在金属内胆表面上形成一层坚韧的薄膜，然后再在金属内胆上进行缠绕，该涂层可使碳纤维复合材料与钢内胆很好的粘接在一起。

Claims (5)

1.一种复合气瓶内胆表面涂层，其特征在于，该涂层包括以下组分及重量份含量：环氧树脂100份，固化剂30-60份，促进剂0.5-2.5份，填料1-3份；

所述的环氧树脂为脂肪族环氧树脂；

所述的固化剂为胺类固化剂，选自聚醚胺、低分子聚酰胺、芳香胺中的一种或二种；

所述的促进剂为2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)-苯酚；

所述的填料为气相SiO₂。

2.根据权利要求1所述的一种复合气瓶内胆表面涂层，其特征在于，所述的脂肪族环氧树脂包括缩水甘油醚型柔韧性环氧树脂，该柔韧性环氧树脂为美国DOW公司的DER-732、DER-736或常熟佳发化学公司的JEF212和JEF221。

3.根据权利要求1所述的一种复合气瓶内胆表面涂层，其特征在于，所述的聚醚胺为BASF公司的D230、D400或D2000，聚醚胺的分子式为H₂N-R-(OR’)_n-NH₂。

4.根据权利要求1所述的一种复合气瓶内胆表面涂层，其特征在于，所述的低分子聚酰胺包括亚油酸二聚体与脂肪多胺的合成产物。

5.根据权利要求1所述的一种复合气瓶内胆表面涂层，其特征在于，所述的芳香胺包括间苯二胺和4，4-二氨基二苯甲烷。