[发明专利]一种轻金属内衬玄武岩纤维全缠绕复合气瓶及其制造工艺

权利要求书

1.一种轻金属内衬玄武岩纤维全缠绕复合气瓶，其特征在于包括：

一轻金属内衬； 

复合有环氧树脂材料的玄武岩纤维缠绕层，该玄武岩纤维缠绕层形成于所述轻金属内衬外表面上，且通过该玄武岩纤维缠绕层中的环氧树脂材料使其与所述轻金属内衬紧密地粘结成一体；以及

保护胶层，涂覆于所述玄武岩纤维缠绕层外表面。

2.如权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于：所述轻金属内衬是由椭圆曲面尾部、筒体部分、椭圆曲面颈部以及瓶口依次光滑无缝连接而成。

3.如权利要求2所述的复合气瓶，其特征在于：位于所述轻金属内衬的筒体部分上的玄武岩纤维缠绕层部分是由环向缠绕层和螺旋缠绕层按网格理论计算所得厚度交替缠绕而成，位于所述椭圆曲面尾端上的玄武岩纤维缠绕层部分和位于所述椭圆曲面颈部上的玄武岩纤维缠绕层部分均为螺旋缠绕纤维结构。

4.如权利要求1或2所述的复合气瓶，其特征在于：所述轻金属内衬是铝合金、镁合金或钛合金内衬。

5.如权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于：所述玄武岩纤维缠绕层中的环氧树脂材料包括环氧树脂100重量份，固化剂60-90重量份，促进剂0.2-2重量份以及增韧剂10-30重量份；

其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述固化剂为脂肪族酸酐，所述促进剂为叔胺类促进剂，所述增韧剂为脂肪族聚酐。

6.如权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于：在所述复合有环氧树脂材料的玄武岩纤维缠绕层中，玄武岩纤维的体积含量V_f为0.63±0.04。

7.如权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于：所述复合有环氧树脂材料的玄武岩纤维缠绕层中的玄武岩纤维为用有机硅处理剂处理过的玄武岩纤维。

8.如权利要求1所述的复合气瓶，其特征在于：所述保护胶层为紫外线固化胶层。

9.一种轻金属内衬玄武岩纤维全缠绕复合气瓶制造工艺，包括以下步骤：

S1.以轻金属内衬作为芯模，将玄武岩纤维束合股，直接经环氧树脂胶液浸胶，由纤维缠绕机按网格理论设计的层数、铺层次序将浸胶后的玄武岩纤维全缠绕在该轻金属内衬外表面上形成坯体；

其中，在该轻金属内衬的筒体部分上采用环向和螺旋交替缠绕方式，在该轻金属内衬椭圆曲面尾部、椭圆曲面颈部上采用螺旋缠绕方式；

S2.将该坯体放入固化炉固化成型，水压测试残余变形率，在30-60MPa压力下对成型后的复合气瓶进行“自紧”处理；

S3.在外层刷涂紫外线固化胶，流平，用紫外线光照射5-150分钟。

10.如权利要求9所述的工艺，其特征在于：缠绕时单股纤维的平均张力T=10-15(N/股)；在玄武岩纤维缠绕过程中控制环氧树脂胶液含量，使纤维层中纤维体积含量V_f为0.63±0.04。