CN103791226B - 一种储气罐内胆和储气罐及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储气罐内胆、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。本发明提供的储气罐内胆包括紧密贴合的内层和外层，所述内层为高密度聚乙烯层，所述外层为接枝聚乙烯层。本发明提供的储气罐具有较为优异的耐酸碱腐蚀性，从而能够延长其使用寿命，极具工业应用前景。

Description

一种储气罐内胆和储气罐及其制备方法
技术领域
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
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。
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，使内部的压力上升过快。
发明内容
本发明的目的是为了克服采用现有的钢制储气罐耐酸碱腐蚀性较差、使用寿命较短的缺陷，而提供一种耐酸碱腐蚀性较为优异、使用寿命较长的储气罐内胆、一种储气罐内胆的制备方法和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。
本发明提供了一种储气罐内胆，其中，所述储气罐内胆包括紧密贴合的内层和外层，所述内层为高密度聚乙烯层，所述外层为接枝聚乙烯层。
本发明还提供了一种储气罐内胆的制备方法，其中，该方法包括将高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入双层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，使得到具有紧密贴合的内层和外层、且所述内层为高密度聚乙烯层、所述外层为接枝聚乙烯层的储气罐内胆。
本发明还提供了由上述方法制备得到的储气罐内胆。
本发明还提供了一种储气罐，其中，所述储气罐包括内胆和外壳，所述内胆为上述储气罐内胆。
此外，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：
（1）将高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入双层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，使得到具有紧密贴合的内层和外层、且所述内层为高密度聚乙烯层、所述外层为接枝聚乙烯层的储气罐内胆；
（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。
本发明的发明人发现，高密聚乙烯为非极性聚合物，而纤维材料通常为极性材料，两者之间的粘合性不好，容易出现分层现象。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使得其寿命极为短暂，不能满足使用的要求。而本发明的发明人意外地发现，接枝聚乙烯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，其不仅能够进一步增加储气罐的耐酸碱腐蚀性，还能够起到一个过渡层的作用，使得从里到外依次包括高密度聚乙烯层、接枝聚乙烯层和纤维层的储气罐形成一个有机整体。此外，与钢制储气罐相比，本发明提供的储气罐由塑料和纤维组成，重量明显降低，从而增加了车辆的有效载荷、提高了汽车燃料的利用率，极具工业应用前景。
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
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的一种具体实施方式的纤维缠绕方式；
图2为根据本发明的另一种具体实施方式的纤维缠绕方式。
具体实施方式
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。
本发明提供的储气罐内胆包括紧密贴合的内层和外层，所述内层为高密度聚乙烯层，所述外层为接枝聚乙烯层。
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℃。
根据本发明，所述接枝聚乙烯层中的接枝聚乙烯的种类为本领域技术人员公知，可以为现有的各种在聚乙烯分子链上接枝上其他结构单元，从而使得其极性得以改变的接枝聚乙烯。例如，所述接枝聚乙烯可以选自马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯和丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯中的一种或多种。所述甲基丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯的具体实例可以包括但不限于：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。所述丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯的具体实例可以包括但不限于：丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量例如可以为0.5-5重量%、优选为1.5-4重量%。所述接枝聚乙烯可以通过商购得到，也可以按照本领域常规的各种方法制备得到，例如，可以采用溶液聚合的方法制备接枝聚乙烯。
具体地，所述接枝聚乙烯可以通过以下方法制备得到：将聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出。其中，将所述聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出的方法为本领域技术人员公知。例如，可以将这三种原料混合均匀后，再送入反应型双螺杆挤出机中熔融挤出；也可以先将聚乙烯送入反应型双螺杆挤出机中熔融后，再加入接枝单体与引发剂的混合物，混合均匀后熔融挤出。具体地，所述熔融接触的条件例如可以包括温度可以为160-200℃、时间可以为0.5-1.2分钟。其中，所述熔融接触的时间即为从开始挤出到挤出完成所需的时间。
此外，通常来说，在常温常压下，所述聚乙烯为固体，而所述接枝单体和引发剂可能为固体、也可能为液体。当所述接枝单体和引发剂均为液体时，聚乙烯与接枝单体和引发剂的混合过程很容易出现打滑现象，因此，为了使得这三种原料能够实现分子级的混合并更有利于聚合的进行，所述混合均匀并熔融聚合的方法包括先将聚乙烯送入反应型双螺杆挤出机中熔融后，再将接枝单体与引发剂的混合物通过连续实时计量加料与熔融的聚乙烯混合，混合均匀后熔融挤出。其中，以100重量份的聚乙烯为基准，所述接枝单体与引发剂的混合物的加料速率例如可以为2-5重量份/分钟。
根据本发明，在制备所述接枝聚乙烯的过程中，所述聚乙烯、接枝单体和引发剂的用量可以在较宽的范围内进行选择和变动，并可以根据预期得到的接枝聚乙烯进行调整。例如，以100重量份的聚乙烯为基准，所述接枝单体的用量可以为0.5-5.5重量份，所述引发剂的用量可以为0.05-0.3重量份。优选地，以100重量份的聚乙烯为基准，所述接枝单体的用量可以为1.5-4重量份，所述引发剂的用量可以为0.05-0.2重量份。
根据本发明，所述聚乙烯可以本领域公知的各种能够进行接枝反应的聚乙烯，并没有特别地限定，例如，可以为燕山石化生产的牌号为LD100AC的聚乙烯。所述接枝单体也可以为现有的各种能够接枝到聚乙烯分子链上并改变聚乙烯极性的单体，例如，所述接枝单体可以选自马来酸酐、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酸酯类单体中的一种或多种。所述甲基丙烯酸酯类单体的具体实例可以包括但不限于：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。所述丙烯酸酯类单体的具体实例可以包括但不限于：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。
根据本发明，所述引发剂可以为本领域公知的各种自由基引发剂。所述自由基引发剂可以选自偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的一种或多种。
其中，所述偶氮类引发剂的具体实例可以包括但不限于：偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的一种或多种。
所述过氧化物类引发剂的具体实例可以包括但不限于：过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯和过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或多种。
所述氧化还原类引发剂的具体实例可以包括但不限于：硫酸盐-亚硫酸盐、过硫酸盐-硫脲、过硫酸盐-有机盐和过硫酸铵-脂肪胺中的一种或多种。其中，所述硫酸盐-亚硫酸盐可以选自硫酸钠-亚硫酸钠、硫酸钾-亚硫酸钾、硫酸铵-亚硫酸铵中的一种或多种；过硫酸盐-硫脲可以选自过硫酸钠-硫脲、过硫酸钾-硫脲、过硫酸铵-硫脲中的一种或多种；过硫酸盐-有机盐可以选自过硫酸钠-醋酸钾、过硫酸钾-醋酸钾、过硫酸铵-醋酸铵中的一种或多种；过硫酸铵-脂肪胺可以选自过硫酸铵-N,N-四甲基乙二胺和过硫酸铵-二乙胺中的一种或多种。
根据本发明，所述储气罐内胆的内层和外层的厚度可以为本领域的常规选择，通常来说，当所述内层的厚度为4-8mm、所述外层的厚度为1-3mm时，便能够满足使用的要求。
本发明提供的储气罐内胆的制备方法包括将高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入双层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，使得到具有紧密贴合的内层和外层、且所述内层为高密度聚乙烯层、所述外层为接枝聚乙烯层的储气罐内胆。
需要说明的是，双层挤出吹塑设备通常包括两个挤出机和一个吹塑机。两个挤出机中可以分别对高密度聚乙烯和接枝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两层复合模头挤出，从而得到具有紧密贴合的内外两层的管状坯材。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。
根据本发明，如上所述，所述接枝聚乙烯可以选自马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯和丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯中的一种或多种。所述甲基丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯的具体实例可以包括但不限于：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。所述丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯的具体实例可以包括但不限于：丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量例如可以为0.5-5重量%、优选为1.5-4重量%。所述接枝聚乙烯可以通过商购得到，也可以按照本领域常规的各种方法制备得到。优选地，所述接枝聚乙烯通过以下方法制备得到：将聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出。其中，所述接枝单体与引发剂的种类和用量、混合均匀的方法、熔融聚合的条件等均在上文中已经有所描述，在此将不再赘述。
本发明还提供了由上述方法制备得到的储气罐内胆。
本发明提供的储气罐包括内胆和外壳，其中，所述内胆为上述储气罐内胆。
根据本发明，所述外壳可以为本领域的常规选择，例如其可以为纤维层。所述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一种或多种。所述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。所述复合纤维例如可以为玻璃纤维和碳纤维的复合纤维。
此外，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：
（1）将高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入双层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，使得到具有紧密贴合的内层和外层、且所述内层为高密度聚乙烯层、所述外层为接枝聚乙烯层的储气罐内胆；
（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。
根据本发明，如上所述，所述接枝聚乙烯可以选自马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯和丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯中的一种或多种。所述甲基丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯的具体实例可以包括但不限于：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。所述丙烯酸酯类单体接枝聚乙烯的具体实例可以包括但不限于：丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯。以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量例如可以为0.5-5重量%、优选为1.5-4重量%。所述接枝聚乙烯可以通过商购得到，也可以按照本领域常规的各种方法制备得到。优选地，所述接枝聚乙烯通过以下方法制备得到：将聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出。其中，所述接枝单体与引发剂的种类和用量、混合均匀的方法、熔融聚合的条件等均在上文中已经有所描述，在此将不再赘述。
根据本发明，所述液态树脂和固化剂的用量可以在较大的范围内进行选择和变动，只要能够使得固化之后可以将纤维与内胆、纤维与纤维牢固结合在一起即可，例如，所述液态树脂和固化剂的重量比例如可以为2-2.5：1。
根据本发明，所述液态树脂的种类为本领域技术人员公知。例如，所述液态树脂可以选自环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和聚偏氟乙烯树脂中的一种或多种，优选为环氧树脂和/或酚醛树脂。所述环氧树脂和酚醛树脂可以在常规的环氧树脂和酚醛树脂中适当地选择。具体地，所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂。所述环氧树脂的环氧值可以为0.3-0.55mol/100g，其重均分子量可以为500-10000、优选为800-5000。所述酚醛树脂可以为酸催化酚醛树脂和/或碱催化酚醛树脂，优选为酸催化酚醛树脂。所述酸催化酚醛树脂的重均分子量可以为300-12000、优选为500-5000。
根据本发明，所述固化剂的种类为本领域技术人员公知，并可以根据所用的液体树脂进行合理地选择。例如，当所述树脂为环氧树脂时，所述固化剂可以为胺类固化剂和/或酸酐类固化剂。所述胺类固化剂的具体实例可以包括但不限于：乙二胺、三甲基六亚甲基二胺、六次甲基四胺、二乙基三胺、羟甲基乙二胺、羟乙基乙二胺、二羟乙基乙二胺、羟乙基二乙烯三胺、二羟乙基乙二胺、羟乙基二乙烯三胺、二羟乙基二乙烯三胺、羟乙基己二胺、一氰乙基乙二胺、二氰乙基乙二胺、二氰乙基己二胺、双氰胺、环己二胺、孟烷二胺、胺乙基呱嗪、异佛尔酮二胺和二氨基环己烷中的至少一种。所述酸酐类固化剂的具体实例可以包括但不限于：甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢苯酐、丁二酸酐和己二酸酐中的至少一种。当所述粘结剂为酚醛树脂时，所述固化剂可以为多聚甲醛和/或六次甲基四胺，优选为六次甲基四胺。
本发明对将纤维均匀缠绕在所述储气罐内胆表面的方式没有特别地限定，例如，可以沿平行于径向的方向缠绕，也可以与径向成一定的角度缠绕。优选情况下，可以按如下方式对纤维进行缠绕：第一层，沿平行于径向的方向缠绕，即与径向方向呈0°；第二层，与径向呈约25°缠绕在第一层上面（如图1所示）；第三层，与径向呈约25°缠绕在第二层上面，但是与第二层呈130°（如图2所示）；之后的缠绕层均如前述的方式交替进行缠绕。所述缠绕可以手动进行，也可以采用现有的缠绕设备进行，对此本领域技术人员均能知悉，在此将不再赘述。
所述缠绕的层数可以根据实际情况进行合理选择，例如，可以为20-40层。相应地，得到的外壳的厚度可以为7-12mm。
根据本发明，将纤维缠绕在所述储气罐内胆的表面后固化的条件可以为本领域的常规选择，例如，所述固化的温度可以为20-150℃、固化的时间可以为30分钟-24小时；优选地，所述固化的温度为100-150℃、固化的时间为30-60分钟。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，所述接枝聚乙烯中接枝结构单元的含量通过投料比进行计算。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的储气罐内胆及储气罐的制备方法。
（1）甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯的制备：
将过氧化二异丙苯（DCP，引发剂，北京笃信精细制剂厂）与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA，接枝单体，工业级，洛阳恒光化工股份有限公司）按1：12的重量比混合均匀，得到混合液，待用；
在温度为180℃的条件下，将100重量份的聚乙烯（LD100AC，燕山石化）送入德国WP公司的反应型双螺杆挤出机中熔融，并将2重量份过氧化二异丙苯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合液通过液体加料装置进行实时计量加料（加料速率为2重量份/分钟）并与熔融的聚乙烯混合均匀，得到混合物，并将该混合物在180℃下熔融挤出，控制挤出时间为0.6分钟，得到甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯。其中，以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量为1.8重量%；
（2）双层内胆制备：
在双层挤出吹塑设备上，分别将高密度聚乙烯（购自茂名石化，密度为0.96g/cm3、熔融温度为130-145℃）和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯加入内层和外层挤出机料斗，调整内层厚度为4mm、外层厚度为3mm、挤出温度为160℃，挤出吹塑形成储气罐内胆；
（3）纤维缠绕：
将液态环氧树脂（PLIOGRIP 5000A，ASHLAND公司）与固化剂（PLIOGRIP 5020B，ASHLAND公司）按2.13：1的重量比混合均匀，并将玻璃纤维（1000号，北京兴旺玻璃纤维有限公司）浸泡在上述环氧树脂和固化剂的混合液中，得到表面附着有液态环氧树脂和固化剂的玻璃纤维。并将该玻璃纤维缠绕在步骤（2）得到的双层内胆表面：第一层，沿平行于径向的方向缠绕，即与径向方向呈0°；第二层，与径向呈约25°缠绕在第一层上面；第三层，与径向呈约25°缠绕在第二层上面，但是与第二层呈130°；之后的缠绕层均如前述的方式交替进行缠绕，共缠绕28层，然后放于室温（25℃）下固化130min后进行打磨处理，得到外壳厚度为8.5mm的储气罐。
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的储气罐内胆及储气罐的制备方法。
（1）马来酸酐接枝聚乙烯的制备：
将100重量份聚乙烯（LD100AC，燕山石化）、4重量份马来酸酐（MAH，单体北京益利精细化学品有限公司）、0.1重量份过氧化二异丙苯（DCP，引发剂，北京笃信精细制剂厂）混合均匀，得到混合物。然后将该混合物送入德国WP公司的反应型双螺杆挤出机中，并在180℃的温度下熔融挤出，控制挤出时间为0.6分钟，得到马来酸酐接枝聚乙烯。其中，以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量为3.8重量%；
（2）双层内胆制备：
在双层挤出吹塑设备上，分别将高密度聚乙烯（购自茂名石化，密度为0.96g/cm3、熔融温度为130-145℃）和马来酸酐接枝聚乙烯加入内层和外层挤出机料斗，调整内层厚度为8mm、外层厚度为1mm、挤出温度为185℃，挤出吹塑形成储气罐内胆；
（3）纤维缠绕：
将液态环氧树脂（PLIOGRIP 5000A，ASHLAND公司）与固化剂（PLIOGRIP 5020B，ASHLAND公司）按2.13：1的重量比混合均匀，并将玻璃纤维（1000号，北京兴旺玻璃纤维有限公司）浸泡在上述环氧树脂和固化剂的混合液中，得到表面附着有液态环氧树脂和固化剂的玻璃纤维。并将该玻璃纤维缠绕在步骤（2）得到的双层内胆表面：第一层，沿平行于径向的方向缠绕，即与径向方向呈0°；第二层，与径向呈约25°缠绕在第一层上面；第三层，与径向呈约25°缠绕在第二层上面，但是与第二层呈130°；之后的缠绕层均如前述的方式交替进行缠绕，共缠绕28层，然后放于室温（25℃）下固化130min后进行打磨处理，得到外壳厚度为8.5mm的储气罐。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的储气罐内胆及储气罐的制备方法。
（1）马来酸酐接枝聚乙烯的制备：
将100重量份聚乙烯（LD100AC，燕山石化）、4重量份马来酸酐（MAH，单体北京益利精细化学品有限公司）、0.1重量份过氧化二异丙苯（DCP，引发剂，北京笃信精细制剂厂）混合均匀，得到混合物。然后将该混合物送入德国WP公司的反应型双螺杆挤出机中，并在180℃的温度下熔融挤出，控制挤出时间为0.6分钟，得到马来酸酐接枝聚乙烯。其中，以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量可以为3.8重量%；
（2）双层内胆制备：
在双层挤出吹塑设备上，分别将高密度聚乙烯（购自茂名石化，密度为0.96g/cm3、熔融温度为130-145℃）和马来酸酐接枝聚乙烯加入内层和外层挤出机料斗，调整内层厚度为6mm、外层厚度为2mm、挤出温度为170℃，挤出吹塑形成储气罐内胆；
（3）纤维缠绕：
将液态的酸催化酚醛树脂（无锡光明化工厂，牌号为2130）与六次甲基四胺按2.13：1的重量比混合均匀，并将碳纤维浸泡在上述酸催化酚醛树脂和六次甲基四胺的混合液中，得到表面附着有酸催化酚醛树脂和六次甲基四胺的碳纤维。并将该碳纤维缠绕在步骤（2）得到的双层内胆表面：第一层，沿平行于径向的方向缠绕，即与径向方向呈0°；第二层，与径向呈约25°缠绕在第一层上面；第三层，与径向呈约25°缠绕在第二层上面，但是与第二层呈130°；之后的缠绕层均如前述的方式交替进行缠绕，共缠绕28层，然后放于室温（25℃）下固化130min后进行打磨处理，得到外壳厚度为9mm的储气罐。
对比例1
该对比例用于说明参比储气罐内胆及储气罐的制备方法。
将钢水熔融后浇注进入模具中、并自然冷却成型，形成厚度为17mm的钢制储气罐DC1。
测试例1-3
测试例1-3用于说明本发明提供的储气罐性能的测试。
将由实施例1-3制备得到的储气罐C1-C3分别在浓度为0.5mol/L的硫酸水溶液中浸泡28天，取出后冲洗干净，储气罐C1-C3的表面均未出现腐蚀；
将由实施例1-3制备得到的储气罐C1-C3分别在浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液中浸泡28天，取出后冲洗干净，储气罐C1-C3的表面均未出现腐蚀。
对比测试例1
该对比测试例用于说明参比储气罐性能的测试。
按照测试例1-3对钢制储气罐DC1的耐酸碱腐蚀性进行测试，结果发现，用浓度为0.5mol/L的硫酸水溶液中浸泡28天后，钢制储气罐DC1表面出现了许多不规则的小坑，腐蚀较为严重；用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液中浸泡28天后，钢制储气罐DC1表面也出现了许多不规则的小坑，腐蚀较为严重。
从以上结果可以看出，本发明提供的储气罐具有较为优异的耐酸碱腐蚀性，从而能够延长其使用寿命。此外，本领域技术人员公知，与钢制储气罐相比，本发明提供的储气罐由塑料和纤维组成，重量明显降低，从而增加了车辆的有效载荷、提高了汽车燃料的利用率，极具工业应用前景。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种储气罐内胆，其特征在于，所述储气罐内胆包括紧密贴合的内层和外层，所述内层为高密度聚乙烯层，所述外层为接枝聚乙烯层；
其中，所述高密度聚乙烯的密度为0.946-0.976g/cm3、熔融温度为130-145℃；
所述接枝聚乙烯层中的接枝聚乙烯选自马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯、丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯中的一种或多种；
以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量为0.5-5重量％；
所述内层的厚度为4-8mm，所述外层的厚度为1-3mm。
2.根据权利要求1所述的储气罐内胆，其中，所述接枝聚乙烯层中的所述接枝聚乙烯通过以下方法制备得到：将聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出。
3.根据权利要求2所述的储气罐内胆，其中，所述熔融挤出的温度为160-200℃、时间为0.5-1.2分钟。
4.一种储气罐内胆的制备方法，其中，该方法包括将高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入双层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，使得到具有紧密贴合的内层和外层、且所述内层为高密度聚乙烯层、所述外层为接枝聚乙烯层的储气罐内胆；
其中，所述高密度聚乙烯的密度为0.946-0.976g/cm3、熔融温度为130-145℃；
所述接枝聚乙烯层中的接枝聚乙烯选自马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯、丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯中的一种或多种；
以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量为0.5-5重量％；
所述挤出吹塑成型的条件使得所述内层的厚度为4-8mm，所述外层的厚度为1-3mm。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述接枝聚乙烯通过以下方法制备得到：将聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述熔融挤出的温度为160-200℃、时间为0.5-1.2分钟。
7.由权利要求4-6中任意一项所述的方法制备得到的储气罐内胆。
8.一种储气罐，其特征在于，所述储气罐包括内胆和外壳，所述内胆为权利要求1-3和7中任意一项所述的储气罐内胆。
9.根据权利要求8所述的储气罐，其中，所述外壳为纤维层。
10.根据权利要求9所述的储气罐，其中，所述纤维层中的纤维选自玻璃纤维、碳纤维和复合纤维中的一种或多种。
11.一种储气罐的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯和接枝聚乙烯送入双层挤出吹塑设备中进行挤出吹塑成型，使得到具有紧密贴合的内层和外层、且所述内层为高密度聚乙烯层、所述外层为接枝聚乙烯层的储气罐内胆；
(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；
其中，所述高密度聚乙烯的密度为0.946-0.976g/cm3、熔融温度为130-145℃；
所述接枝聚乙烯层中的接枝聚乙烯选自马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸乙酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸丁酯接枝聚乙烯、丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、丙烯酸乙酯接枝聚乙烯和丙烯酸丁酯接枝聚乙烯中的一种或多种；
以所述接枝聚乙烯的总重量为基准，接枝结构单元的含量为0.5-5重量％；
所述内层的厚度为4-8mm，所述外层的厚度为1-3mm；
所述液态树脂和固化剂的重量比为2-2.5：1。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述接枝聚乙烯通过以下方法制备得到：将聚乙烯与接枝单体和引发剂混合均匀后在反应型双螺杆挤出机中熔融挤出。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述熔融挤出的温度为160-200℃、时间为0.5-1.2分钟。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述液态树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和聚偏氟乙烯树脂中的一种或多种。
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