[发明专利]用玄武岩纤维作为增强材料的金属内衬压力容器及其制备

权利要求书

1.一种用玄武岩纤维作为增强材料制作的纤维缠绕金属内衬压力容器，其特征在于：所述纤维缠绕金属内衬压力容器由经过偶联剂表面处理过的连续玄武岩纤维增强材料、热固性树脂类基体以及辅助材料制成，其中辅助材料为固化剂、消泡剂、促进剂、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂之一种或多种。

2.按照权利要求1所述用玄武岩纤维作为增强材料制作的纤维缠绕金属内衬压力容器，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂。

3.按照权利要求1或2所述用玄武岩纤维作为增强材料制作的纤维缠绕金属内衬压力容器，其特征在于：所述热固性树脂类基体为酚醛类环氧树脂或双酚A类环氧树脂。

4.按照权利要求1或2所述用玄武岩纤维作为增强材料制作的纤维缠绕金属内衬压力容器，其特征在于：所述固化剂选自脂肪胺、脂环胺、芳香胺、酸酐类固化剂之一种或多种，促进剂选自过酸酐、胺类促进剂之一种或多种，消泡剂选自改性有机硅酮复合物、不含硅酮的复合物之一种或多种，抗氧化剂选自硫醚，亚磷酸酯之一种或多种，阻燃剂选自溴化环氧树脂、红磷系阻燃剂之一种或多种。

5.按照权利要求1或2所述用玄武岩纤维作为增强材料制作的纤维缠绕金属内衬压力容器，其特征在于：所述辅助材料为固化剂、消泡剂、促进剂、抗氧化剂、阻燃剂，其中热固性树脂类基体与辅助材料的质量比为热固性树脂类基体：固化剂：消泡剂：促进剂：抗氧化剂：阻燃剂=100：10-100：0.1-5：0.1-5：0.1-5：0.1-5。

6.一种按照权利要求1所述用玄武岩纤维作为增强材料制作的纤维缠绕金属内衬压力容器的制备方法，其特征在于，所述制备方法由制作内衬、缠绕、打磨修整、自紧工艺四个工序组成，其中：

A.制作内衬

根据压力容器的用途选择内衬材料，制造金属内衬；

B.缠绕结构和外保护层

根据压力容器的用途和使用环境，选用不同耐温程度的环氧树脂胶液，根据压力容器尺寸的大小，选用玄武岩纤维单股直接无捻纱或原丝集数无捻粗纱，经过干燥和浸胶处理，采取环向缠绕和/或螺旋缠绕两种线型进行往复缠绕，缠绕张力值控制在0-100N之间；待缠绕完毕后，将压力容器放置在烘箱中固化；

C.打磨修整

压力容器固化完成后，采用修整设备对其进行加工修整，之后进行表面涂覆，待膜干燥固化即可；

D.自紧工艺

根据压力容器的使用压力和缠绕层强度不同，选择不同自紧压力，使金属内衬产生永久塑性变形。

7.按照权利要求6所述金属内衬压力容器的制备方法，其特征在于：所述金属内衬经过拉伸、旋压碾薄、热旋收口、热处理和机械加工，保证内衬外表面平整，完成金属内衬制作。

8.按照权利要求6所述金属内衬压力容器的制备方法，其特征在于：缠绕工艺采用湿法连续缠绕，牵引玄武岩纤维粗纱通过树脂胶槽浸润树脂胶液以环向或螺旋布纱方式进行连续缠绕成型。

9.按照权利要求6所述金属内衬压力容器的制备方法，其特征在于：缠绕工艺采用干法连续缠绕，用预浸树脂玄武岩纤维带缠绕成型，采用环向和螺旋缠绕相结合的模式全缠绕金属内衬，完成压力容器的制作。

10.按照权利要求6、8或9所述金属内衬压力容器的制备方法，其特征在于：缠绕过程中张力波动范围控制在±5N内。