[发明专利]一种用于车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的环氧树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，特别涉及一种用于车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的环氧树脂组合物及其制备方法。 

背景技术

众所周知，压缩天然气气瓶是用以贮运压缩天然气（CNG）的压力容器。其中，车用压缩天然气气瓶包括金属内胆环向缠绕气瓶和塑料内胆全缠绕气瓶（全塑复合材料气瓶）等。全塑复合材料CNG气瓶存在三维缠绕工艺复杂、瓶口与非金属内衬的结合及气密性较差、对金属瓶口的材料及形状设计要求较高、低温下内衬与复合材料出现剥离或老化现象、非金属内衬树脂体系耐温性差、水爆压力及疲劳寿命的稳定性差等缺陷。相比于全塑复合材料CNG气瓶，金属内胆环向缠绕CNG气瓶无论从成型工艺还是从价格上都具有非常明显的优势。因此，其中的钢质内胆环向缠绕CNG气瓶在国内得到广泛的应用。 

在车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶中，缠绕层复合材料所用基体树脂为热固性或热塑性树脂，如环氧树脂、改性环氧树脂、聚酰胺树脂和乙烯类树脂等，其作为主粘结材料，起到连接纤维、传递应力的作用。其中，环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，能通过加入固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物，从而表现出优异的物理机械性能和化学性能。因此，环氧树脂被广泛地用作缠绕层复合材料的基体树脂。授权公告号为CN1239608C的中国专利文献公开了一种压缩天然气瓶环氧树脂专用料。该压缩天然气瓶环氧树脂专用料由100重量份的环氧树脂、5~20重量份的稀释剂、75~85重量份的固化剂、0.4~4重量份的促进剂组成，其中，环氧树脂采用双酚A、环氧氯丙烷为原料，通过在制备过程中加大环氧氯丙烷的用量，控制环氧氯丙烷/双酚A的摩尔比在8以上，产品粘度为7000mPa.s~11000mPa.s；稀释剂采用单、双环氧化合物共混，单环氧化合物与双环氧化合物的重量比为1:3~1:5，单环氧化合物选自丁醇缩水甘油醚，双环氧化合物选自己二醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、丙二醇缩水甘油醚 中的一种或两种以上的混合物；固化剂由甲基四氢苯酐和丙二醇按重量比100:4，在80℃~100℃温度下反应1小时~3小时制得；促进剂选自2,4,6-三（甲氨基甲基）苯酚的三-2-乙基己酸盐、苄基二甲胺、2-（二甲氨基甲基）苯酚中的一种。 

上述压缩天然气环氧树脂专用料具有在常温下可使时间长、粘度低、浸透性好，中温下可使时间短等特点，但是，以其浸渍玻璃纤维制得的复合材料的拉伸强度仅在1150MPa左右，层间剪切强度约为73.3MPa，力学性能有待进一步提高。 

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的环氧树脂组合物及其制备方法，采用所述用于车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维制得复合材料，其具有较好的力学性能。 

本发明提供一种用于车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的环氧树脂组合物，包含重量比为100:50~100:0.1~5.0的环氧树脂混合物、固化剂和固化促进剂； 

所述环氧树脂混合物包含重量比为100:5~30:5~50的环氧树脂、稀释剂和增韧剂；

所述增韧剂为脂肪醇缩水甘油醚和聚氨酯或丁腈橡胶的混合物，所述脂肪醇缩水甘油醚与所述聚氨酯或丁腈橡胶的重量比为10:1~5。 

优选的，所述脂肪醇缩水甘油醚与所述聚氨酯或丁腈橡胶的重量比为10:1~3。 

优选的，所述脂肪醇缩水甘油醚为碳链为12~14的烷基缩水甘油醚。 

优选的，所述丁腈橡胶为端羧基丁腈橡胶或端羟基丁腈橡胶。 

优选的，所述环氧树脂混合物包含重量比为100:10~20:10~30的环氧树脂、稀释剂和增韧剂。

优选的，所述稀释剂为正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚或苄基缩水甘油醚。 

优选的，包含重量比为100:75~80:0.5~3.0的环氧树脂混合物、固化剂和 固化促进剂。 

优选的，所述固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐。 

优选的，所述固化促进剂为三（二甲胺基甲基）苯酚、苄基二甲胺或三乙醇胺。 

本发明提供一种用于车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤： 

将重量比为100:5~30:5~50的环氧树脂、稀释剂和增韧剂混合，得到环氧树脂混合物，所述增韧剂为脂肪醇缩水甘油醚和聚氨酯或丁腈橡胶的混合物，所述脂肪醇缩水甘油醚与所述聚氨酯或丁腈橡胶的重量比为10:1~5；