[发明专利]具有气体阻隔内衬的复合材料容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料容器；并且更具体地说，本发明涉及具有烃阻隔层的复合材料容器。

背景技术

通常，复合材料容器(例如圆柱体、球或其他形状和构造的这类容器)被设计成携带各种流体，包括例如液化石油气(LPG)；压缩天然气(CNG)；或轻质烃例如甲烷、丙烷和丁烷。

已知的复合材料容器通常被构造成包括复合材料壳和高密度聚乙烯(HDPE)内衬的组合。例如，已知的LPG容器通常通过利用长丝缠绕法在HDPE内衬上形成复合材料壳来制造，因此所述HDPE内衬在之前通过例如吹塑法制造。

因为HDPE可渗透LPG，所以已知的复合材料容器设计表现出高的LPG渗漏率，以致所述复合材料容器的渗漏率可在0.5克/天(g/d)至1g/d之间(24-升LPG圆筒在20巴压力和50℃温度下)。从设计、管理和消费者观点来看，这样高的渗漏率是不可接受的。具有与当前HDPE内衬不同的、提供LPG渗漏率低于当前HDPE内衬的内衬材料的LPG复合材料容器结构对于包含HDPE内衬的复合材料容器制造商将是有利的。

Y.Lin和H.Yasuda，“Hydrocarbon Barrier Performance of Plasma-Surface-Modified Polyethylene”，Journal of Applied Polymer Science，第60卷，第2227-2238页(1996)公开了通过丙烯酸和乙炔的氩等离子体聚合，在HDPE中提供增强的己烷阻隔。然而，该参考文献教导了极性低于复合材料容器制造中所期望的涂层。

发明内容

本发明的一种实施方式涉及复合材料容器结构，所述结构包括：(I)包含具有内壁表面和外壁表面的壳壁的壳；和(II)具有内壁表面和外壁表面的阻隔内衬；其中所述阻隔内衬的外壁表面与所述壳壁的内壁表面并置；并且其中所述阻隔内衬包括(A)至少一个具有第一和第二表面的聚合基材与(B)附着于所述聚合基材的至少一个表面的至少一部分的至少一个气体阻隔涂层的多层组合。

本发明的另一种实施方式涉及上述可用于复合材料容器的阻隔内衬，其中所述阻隔内衬包括(A)至少一个具有第一和第二表面的聚合基材层；和(B)附着于所述聚合基材的至少所述第一表面的至少一部分的至少一个气体阻隔涂层。

在本发明的又一种实施方式中，上述可用于复合材料容器的阻隔内衬包括(A)至少一个具有第一和第二表面的聚合基材层；(B)附着于所述聚合基材的所述第一表面的至少一部分的至少一个气体阻隔涂层；和(C)附着于所述聚合基材的所述第二表面的至少一部分的至少一个气体阻隔涂层。

本发明的再一种实施方式涉及复合材料容器结构，所述结构包括：(I)包含具有内壁表面和外壁表面的壳壁的壳；(II)具有内壁表面和外壁表面的阻隔层；和(III)具有内壁表面和外壁表面的阻隔内衬；其中所述阻隔层的内壁表面与所述阻隔内衬的外壁表面并置；并且其中所述阻隔层的外壁表面与所述壳壁的内壁表面并置。

本发明的别的又一种实施方式涉及复合材料容器结构，所述结构包括：(I)包含具有内壁表面和外壁表面的壳壁的壳；(II)具有内壁表面和外壁表面的第一阻隔层；(III)具有内壁表面和外壁表面的阻隔内衬；其中所述第一阻隔层的内壁表面与所述阻隔内衬的外壁表面并置；并且其中所述第一阻隔层的外壁表面与所述壳壁的内壁表面并置；和(IV)具有内壁表面和外壁表面的第二阻隔层；其中所述第二阻隔层的外壁表面与所述阻隔内衬的内壁表面并置；并且其中所述第二阻隔层的内壁表面与所述壳壁的内容积中的内容物接触。

本发明的别的再一种实施方式涉及可用于上述阻隔内衬的上述气体阻隔涂层，其中所述气体阻隔涂层包含(a)气体阻隔活性化合物与(b)至少一种光引发剂的反应产物。

本发明的另一种实施方式涉及用于产生上述气体阻隔涂层的紫外光(UV)可固化组合物，其中所述UV可固化组合物包含(a)气体阻隔活性化合物、和(b)至少一种光引发剂。可添加于所述UV可固化组合物的任选的化合物可以包括例如(c)至少一种含硅氧烷的表面添加剂；和(d)至少一种光敏剂。

本发明的又一种实施方式涉及制造上述复合材料容器的方法，所述方法包括以下步骤：(i)形成阻隔内衬；(ii)形成包含具有内和外壁表面的壳壁的壳；和(iii)将所述阻隔内衬粘附于所述容器的所述壳壁的内壁表面。