CN103264564A - 新型软体复合材料及其制造方法和其制成的储油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯软体复合材料及其制造方法和其制成的储油装置。所述新型软体复合材料包括：增强织物内层、在所述增强内层的内外表面包裹有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层和至少一层阻隔层。所述储油装置包括本体，所述本体由新型软体复合材料制成。本发明新型软体复合材料轻便、具有超强的韧性和强度，对于汽油、柴油等油品具有超强阻隔油气挥发和永久导静电性特性，用本发明软体复合材料可以通过热焊接制成不同大小规格的软体储油装置，这些储油装置非常轻便，运输起来非常方便，也可以储运各种化学液体和食用液体。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种复合材料，具体涉及一种聚氨酯软体复合材料及其制造方法和其制成的储油装置。
【背景技术】
现有技术中用于制作储运油装置（储油罐）的材料均为金属，这种金属材料的储油罐不但生产制作成本高，关键是金属制成的储油罐往往非常笨重不方便运输、拆卸，只能通过特定的油罐车运输，维护清洗也非常麻烦，碰撞时易产生火花引发爆炸等。并且在进出油和运输过程中有大量的油气挥发到空气中。挥发的油气会：严重污染环境、对运输人员车辆造成安全威胁、也会让油品损失浪费。
现有技术中的软体油囊使用的技术并不完善，现有技术中的缺陷主要包括软体油囊基础材料的选取不同导致的性能的差异和现有技术中的软体油囊都不具有任何的阻隔和导静电功能。这样对环保和安全问题并没有解决。
现有技术中的软体油囊存在的缺陷包括：一、因为装卸和运输时油品的波动会产生的静电，静电积累到一定的数量就会打火，所以必须要安全的释放出去。二、 因为没有对油气阻隔，在储运中油气就会挥发到空气中，一方面油品损失了另一方面对环境造成严重污染，如果放在一个不开放的空间里，油气挥发也存在巨大的安全隐患。所以这也是现有技术中的软体油囊没有被大量应用的主要原因之一。而用我们的发明复合材料制成的油包连气味都没有，不但能永久导静电对油品也没有污染，经过多年的测试，证实了它对汽油的阻隔最高能达到99.95％，它的出现基本解决所有的油品用这种软体装置储运的问题。
现有技术中软体油囊不设置阻隔和静电消散层，究其原因，主要在于现有技术人员尚没有发现这种阻隔和这种静电消散层在优化软体油囊的使用和重要性，其次，在本发明人研制、生产新型软体复合材料时发现增加阻隔和静电消散层时仍有几个关键问题，第一就是阻隔和静电消散层材料的选取。这两种材料必须要能完美无缝地粘合，而且还要可以用高频热合焊接工艺制成囊体（许多阻隔性能很好的材料，但不能用高频热合焊接），第二就是要将阻隔层和静电消散层与构成的油囊其他层的材料也要很好的交联熔合能合为一体。第三就是静电消散层材料的选择，普通的导静电材料一般做法多是通过外添加碳黑或一些导静电剂来实现，这样的材料在和油品长时间接触和油品装卸时的冲刷后，那些添加剂就会析出，这样一方面外添加的导电物质的析出会导致其静电消散作用大大减弱，使用一段时间后就丧失了导静电效果，而另一方面析出的物质还会对油品造成污染。而本人目前选用的是一种自身带离子导电的材料，不是通过外加碳黑或导电剂来实现导静电的，所以非常清洁没有物质析出，所以才能是永久性的。 对于这三个问题本发明人曾经做过长期大量的试验。所以于本发明中所使用的胶料都是热塑性聚氨酯这同一类的材料，它们虽然各自性能完全不同但是都同属热塑性聚氨酯材料，这样它们相互之间的相容性和熔合性就会特别好。
现有技术中没有解决油气挥发和防静电所带来的各种问题。如：在做成便携手提式小备用油罐放在车后尾箱内，如果有油气挥发就会产生很大气味和安全隐患。
【发明内容】
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种新型软体复合材料。
本发明还提供了这种新型软体复合材料的制造方法。
本发明还提供了利用这种新型软体复合材料制成的储油装置。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种新型软体复合材料，所述新型软体复合材料包括：增强内层、在所述增强内层的内外表面包裹有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层和至少一层阻隔层。
根据本发明的优选技术方案：在所述增强内层的外表面覆盖有第一聚氨酯层，在所述增强内层的内表面覆盖有第二聚氨酯层，在所述第二聚氨酯层的内表面上覆盖有阻隔层，在所述阻隔层的内表面上覆盖有静电消散层。
根据本发明的优选技术方案：在所述增强内层的外表面涂覆有第一粘合胶层，在所述第一胶层的外表面设置有第一聚氨酯层，在所述增强内层的内表面涂覆有第二层粘合胶层，在所述第二胶层的内表面设置有第二聚氨酯层，在所述第二聚氨酯层的内表面上覆盖有阻隔层，在所述阻隔层的内表面上覆盖有静电消散层。
根据本发明的优选技术方案：所述增强内层为编织物构成的织物层。
根据本发明的优选技术方案：所述第一聚氨酯层和第二聚氨酯层为聚醚型聚氨酯。
根据本发明的优选技术方案：所述粘合胶层为热熔胶型聚氨酯。
根据本发明的优选技术方案：所述阻隔层为阻隔型的热塑性聚氨酯，具体为由芳香族二异氰酸酯与小分子二醇反应得到的热塑性聚氨酯，其硬度为邵氏80D至邵氏90D。经过本发明人试验测得，用该材料制成的厚度为45微米至50微米的薄膜在室温条件下，对93号及97号汽油的通过率，每昼夜每平方米在0.1克以下，要远远低于不设置阻隔层的储油装置。
根据本发明的优选技术方案：所述静电消散层为离子导电型聚氨酯材料。所述静电消散层的作用是让摩擦或者其它任何原因产生的静电荷被第一时间从油囊中被导出，以此消灭电火花产生的可能性。所述静电消散层的材料(离子导电型聚氨酯)经过发明人大量试验后确定选用美国路博润公司拥有专利技术的导电型聚氨酯与聚醚型聚氨酯按照30:70的比例混合制得，上述配比比例是经过发明人多年研究和大量试验后得到的，按照这个配方制得的薄膜，在常温下表面电阻率可以达到10的9次方以下，而且可以不受汽油和柴油的任何影响，达到永久消散静电的效果。
本发明还提供了这种新型软体复合材料的制造方法，所述生产方法包括步骤：
A: 在增强内层的内外两面涂覆上第一粘合胶层和第二粘合胶层；
B: 将已涂覆第一粘合胶层和第二粘合胶层的增强内层放卷在三层共挤的流延设备上，在三层共挤设备上同时挤出静电消散层、阻隔层和第二聚氨酯层，使得所述静电消散层、阻隔层和第二聚氨酯层与已涂覆第二粘合胶层和第一粘合胶层的增强内层热熔并贴合在一起，从而得到静电消散层、阻隔层、第二聚氨酯层、第二粘合胶层、增强内层和第一粘合胶层合为一体的复合膜。
C: 通过单层流延设备把步骤B中所述的复合膜放卷，将第一聚氨酯层（104）熔胶涂覆在所述步骤B中的复合膜上，通过与热熔胶熔合和挤压辊压合，把第一聚氨酯层（104）和所述复合膜熔贴在一起，合为一体，便制成了本发明的新型软体复合材料。
本发明还提供了利用这种新型软体复合材料制成的储油装置，所述储油装置包括本体，所述本体由新型软体复合材料制成，所述新型软体复合材料包括：增强内层、在所述增强内层的内外表面包裹有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层和至少一层阻隔层。
根据本发明的优选技术方案：用于制作储油装置的新型软体复合材料由外到内依次包括第一聚氨酯层、第一粘合胶层、增强内层、第二粘合胶层、第二聚氨酯层、阻隔层和静电消散层。
根据本发明的优选技术方案：所述储油装置采用高频热合高周波焊接的方式将新型软体复合材料制成所需要形状和/或体积的囊体，在使用时将从囊体内静电消散层引出的连接部分连通到囊体外面可以放电的物体上，便能将罐体内的静电安全的释放出来。
本发明新型软体复合材料具有超高的强度和韧性；具有对于油品超高阻隔性能，有效地防止油气挥发；并具有永久的导静电功能，有效地避免了油品在装卸运输过程中由静电累计产生的火花隐患等。用本发明软体复合材料可以灵活的制成不同大小规格的储油装置，这些储油装置非常轻便，储运和拆卸都非常方便，在没有装油时还可以折叠存放。除了能代替金属油罐本体，对运输工具也都没有限制，例如：可以放在平板车上，货柜车里，拖拉机上，水上交通工具上、在海上可以漂浮可用船拖曳运输、飞机空投等，更能做成便携式的备用油箱放在私家车尾箱方便旅行。在一些条件有限制的地方，比如：需要空投的、海上采油储运的、油罐车不能到达的、油罐车到达后要等很长时间的，可以把油卸载在软体油囊里，用完油可以把软体油囊折叠起来回收等等。而且本发明中所述的软体复合材料生产方法适合自动化批量生产，生产效率也很高。
【附图说明】
图1本发明新型软体复合材料剖面结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明：
请参阅图1本发明新型软体复合材料剖面结构示意图，在本发明中提供了一种新型软体复合材料，所述新型软体复合材料包括：增强内层101、在所述增强内层101的内外表面包裹有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层107和至少一层阻隔层106，各所述层的位置关系为所述增强内层101的外表面覆盖有第一聚氨酯层104，在所述增强内层101的内表面覆盖有第二聚氨酯层105，在所述第二聚氨酯层105的内表面上覆盖有阻隔层106，在所述阻隔层106的内表面上覆盖有静电消散层107。
具体的，在本发明的优选技术方案中，可以参阅图1，在所述增强内层101的外表面覆盖有第一胶层，在所述第一胶层的外表面设置有第一聚氨酯层104，在所述增强内层101的内表面覆盖有第二胶层，在所述第二胶层的内表面设置有第二聚氨酯层105，在所述第二聚氨酯层105的内表面上覆盖有阻隔层106，在所述阻隔层106的内表面上覆盖有静电消散层107，所述增强内层101为编织物构成的织物层，所述胶层为热熔胶型聚氨酯，添加所述热熔胶型聚氨酯的作用不仅仅是为了使得增强内层101与第一聚氨酯层104和第二聚氨酯层105的连接，更重要的作用是，经过发明人大量生产试验，发现添加热熔胶型聚氨酯应用在编织物构成的织物层与聚氨酯层之间后，材料的强度和抗破损性能会有非常显著的提高。
在本发明的技术方案中，所述第一聚氨酯层104和第二聚氨酯层105为聚醚型热塑性聚氨酯。
根据本发明的优选技术方案：所述阻隔层106为阻隔型的热塑性聚氨酯，具体为由芳香族二异氰酸酯与小分子二醇反应得到的热塑性聚氨酯，其硬度为邵氏80D至邵氏90D。经过本发明人试验测得，用该材料制成的厚度为45微米至50微米的薄膜在室温条件下，对93号及97号汽油的阻隔率，要远远低于不设置阻隔层106的储油装置。（发明人做过这样的试验：用本发明的复合材料做成一个油囊，把它装进一个普通的金属油罐内，油囊内装满93号汽油并密闭，同时在这个油罐的呼吸口“A”和另一个相同规格的普通金属油罐也装满93号汽油的呼吸口 “B” 连续测得两组油气浓度，取其平均值：A的油气浓度为0.556克／立方米，B的油气浓度为806克／立方米，而国家的排放标准为25克／立方米，这样得出来的结论是：本发明能阻隔约99.9％油气挥发，而比国家排放标准小了约45倍）。
根据本发明的优选技术方案：所述静电消散层107为离子导电型聚氨酯材料。所述静电消散层107的作用是让摩擦或者其它任何原因产生的静电荷被第一时间从油囊中被导出，以此消灭电火花产生的可能性。所述静电消散层107的材料(离子导电型聚氨酯)经过发明人大量试验后确定选用美国路博润公司拥有专利技术的导电型聚氨酯与聚醚型聚氨酯按照30:70的比例混合制得，上述配比比例是经过发明人多年研究和大量试验后得到的，按照这个配方制得的薄膜，在常温下50％相对湿度的条件下，表面电阻率可以达到10的9次方以下，而且可以不受汽油和柴油的任何影响，达到永久消散静电的效果。
在本发明中选用的阻隔层106材料和静电消散层107的材料也是经过发明人大量试验后，根据最终的结果选择的最优搭配，选用其他的阻隔材料，其与静电消散层107和第二聚氨酯层105的交联效果不好，在使用过程中很快就会与第二聚氨酯层105相脱离，会对软体复合材料的整体强度、韧性和使用寿命造成影响。
在本发明中选用发明人重新配置的离子导电型聚氨酯材料作为静电消散层107也是经过发明人大量试验后确定，普通的导静电材料用在储油装置中使用，有两个问题很难解决，普通的导静电材料一般做法多是通过外添加炭黑或一些导静电剂来实现，这样的材料在和油品长时间接触和油品装卸时的冲刷后，那些添加剂就会析出，这样一方面外添加的导电物质的析出导致其静电消散作用大大减弱，使用一段时间后就丧失了导静电效果，另一方面析出的物质渗到油品中还会对油品造成污染。二是，选用普通的导静电材料后其与油囊中其它材料的交联效果不好，在使用过程中很快就会与阻隔层106脱离，影响软体油囊的正常使用。
本发明还提供了这种新型软体复合材料的制造方法，所述生产方法包括步骤：
A: 在增强内层101的内外两面涂覆上第一粘合胶层102和第二粘合胶层103；
B: 将已涂覆第一粘合胶层102和第二粘合胶层103的增强内层101放卷在三层共挤的流延设备上，在多三层共挤设备上同时挤出静电消散层107、阻隔层106和第二聚氨酯层105，使得所述静电消散层107、阻隔层106和第二聚氨酯层105与已涂覆第二粘合胶层103和第一粘合胶层102的增强内层101热熔并贴合在一起，从而得到静电消散层107、阻隔层106、第二聚氨酯层105、第二粘合胶层103、增强内层101和第一粘合胶层102合为一体的复合膜；
C: 通过单层流延设备把步骤B中所述的复合膜放卷，将第一聚氨酯层104熔胶涂覆在所述步骤B中的复合膜上，通过与热熔胶熔合和挤压辊压合，把第一聚氨酯层104和所述复合膜熔贴在一起，便制成新型软体复合材料。
在本发明的优选技术方案中，所述步骤B的三层共挤的流延设备上共设置有三台挤出机，每台挤出机都有一个独立的喂料装置，共三个喂料装置，在三个喂料装置内分别存放有聚醚型聚氨酯（制作第二聚氨酯层105）、阻隔型聚氨酯，具体为由芳香族二异氰酸酯与小分子二醇反应得到的热塑性聚氨酯（制作阻隔层106）和离子导电型聚氨酯，具体由导电型聚氨酯与聚醚型聚氨酯按照30:70的比例混合制得的离子导电型聚氨酯（制作静电消散层107）。三台挤出机使用不同的加工条件分别把三种不同的材料熔成熔胶体挤到一个三合一的流延模腔内，根据三合一模内复合的模腔设计，三股不同的熔胶体就会有序地汇聚在一起，熔成三合一体的溶胶，它流到放卷的增强内层101（101）上，通过同步的牵引和挤压辊的压合，便制成了B中所述的复合膜。
本发明还提供了利用这种新型软体复合材料制成的储油装置，所述储油装置包括本体，所述本体由新型软体复合材料制成，所述新型软体复合材料包括：增强内层101、在所述增强内层101的内外表面包裹有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层107和至少一层阻隔层106。在本发明的技术方案中，用于制作储油装置的新型软体复合材料由外到内依次包括第一聚氨酯层104、第一粘合胶层102、增强内层101、第二粘合胶层103、第二聚氨酯层105、阻隔层106和静电消散层107。
本发明中， 所述储油装置采用热能或高周波焊接的方式将新型软体复合材料制成所需要形状和/或体积的囊体，在使用时将从囊体内静电消散层107引出的连接部分通过连通到囊体外面可以放电的物体上，便能将罐体内的静电安全的释放出来。
本发明新型软体复合材料具有超高的强度和韧性；具有对于油品超高阻隔性能，有效地防止油气挥发；并具有永久的导静电功能，有效地避免了油品在装卸运输过程中由静电累计产生的火花隐患等特性。用本发明软体复合材料可以灵活的制成不同大小规格的储油装置，这些储油装置非常轻便，储运和拆卸都非常方便，在没有装油时还可以折叠存放。除了能代替金属油罐本体，对运输工具也都没有限制，例如：可以放在平板车上，货柜车里，拖拉机上，水上交通工具上、在海上可以漂浮可用船拖曳运输、飞机空投等，更能做成便携式的备用油箱放在私家车尾箱方便旅行。在一些条件有限制的地方，比如：需要空投的、海上采油储运的、油罐车不能到达的、油罐车到达后要等很长时间的，可以把油卸载在软体油囊里，用完油可以把软体油囊折叠起来回收等等。而且本发明中所述的软体复合材料生产方法适合自动化批量生产，生产效率也很高。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型软体复合材料，其特征在于：所述新型软体复合材料包括：增强内层（101）、在所述增强内层（101）的内外表面包裹有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层（107）和至少一层阻隔层（106）。
2.根据权利要求1所述新型软体复合材料，其特征在于：在所述增强内层（101）的外表面覆盖有第一聚氨酯层（104），在所述增强内层（101）的内表面覆盖有第二聚氨酯层（105），在所述第二聚氨酯层（105）的内表面上覆盖有阻隔层（106），在所述阻隔层（106）的内表面上覆盖有静电消散层（107）。
3.根据权利要求2所述新型软体复合材料，其特征在于：在所述增强内层（101）的外表面涂覆有第一粘合胶层（102），在所述第一粘合胶层（102）的外表面设置有第一聚氨酯层（104），在所述增强内层（101）的内表面涂覆有第二层粘合胶层（103），在所述第二粘合胶层（103）的内表面设置有第二聚氨酯层（105），在所述第二聚氨酯层（105）的内表面上覆盖有阻隔层（106），在所述阻隔层（106）的内表面上覆盖有静电消散层（107）。
4.根据权利要求3所述新型软体复合材料，其特征在于：所述增强内层（101）为编织物构成的织物层。
5.根据权利要求4所述新型软体复合材料，其特征在于：所述第一聚氨酯层（104）和第二聚氨酯层（105）为聚醚型聚氨酯。
6.根据权利要求5所述新型软体复合材料，其特征在于：所述第一层粘合胶层（102）和第二层粘合胶层（103）为热熔胶型聚氨酯。
7.根据权利要求6所述新型软体复合材料，其特征在于：所述阻隔层（106）为阻隔型聚氨酯，所述静电消散层（107）为离子导电型聚氨酯。
8.一种生产如权利要求1所述新型软体复合材料的方法，其特征在于：所述生产方法包括步骤：
A: 在增强内层（101）的内外两面涂覆上第一粘合胶层（102）和第二粘合胶层（103）；
B: 将已涂覆第一粘合胶层（102）和第二粘合胶层（103）的增强内层（101）放卷在三层共挤的流延设备上，在三层共挤设备上挤出静电消散层（107）、阻隔层（106）和第二聚氨酯层（105），使得所述静电消散层（107）、阻隔层（106）和第二聚氨酯层（105）与已涂覆第二粘合胶层（103）和第一粘合胶层（102）的增强内层（101）热熔并贴合在一起，从而得到静电消散层（107）、阻隔层（106）、第二聚氨酯层（105）、第二粘合胶层（103）、增强内层（101）和第一粘合胶层（102）合为一体的复合膜；
C: 通过单层流延设备把步骤B中所述的复合膜放卷，将第一聚氨酯层熔胶涂覆在所述步骤B中的复合膜上，通过与热熔胶熔合和挤压辊压合，把第一聚氨酯层（104）和所述复合膜熔贴在一起，合为一体，便制成了本发明的新型软体复合材料。
9.一种采用如权利要求1所述新型软体复合材料制成的储油装置，其特征在于：所述储油装置包括本体，所述本体由新型软体复合材料制成，所述新型软体复合材料包括：增强内层（101）、在所述增强内层（101）的内外表面涂覆有聚氨酯层，所述新型软体复合材料还包括至少一层静电消散层（107）和至少一层阻隔层（106）。
10.根据权利要求9所述新型软体复合材料制成的储油装置，其特征在于：所述储油装置采用高频热合高周波焊接的方式将新型软体复合材料制成所需要形状和/或体积的囊体，对油气挥发具有超强的阻隔性并且通过将里面静电消散层（107）引出的部分连通到囊体外面的可放电物体上，将罐体内的静电安全释放消散出去。
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