申请/专利权人：沈阳欧施盾新材料科技有限公司

申请日：2023-12-11

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN117382226B

主分类号：B29C70/68

分类号：B29C70/68;F17C1/06;B29C70/30;C08J5/24;C08L63/00;C08L33/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2024.01.30#实质审查的生效;2024.01.12#公开

摘要：本申请公开了一种PBO纤维复合材料高压气瓶及其制备方法，属于压力容器技术领域。该PBO纤维复合材料高压气瓶的制备方法包括以下步骤：对成形铝合金内衬的外表面进行打磨处理，直至布满划痕，然后将其置于乙醇溶液中超声清洗；将PBO纤维浸渍于环氧树脂复合材料中得到预浸料A，然后在预处理后的铝合金内衬外表面螺旋缠绕预浸料A；将改性PBO纤维浸渍于环氧树脂中得到预浸料B，然后在螺旋缠绕成形的内层外表面环向缠绕预浸料B；将上述叠加缠绕成形后的瓶体放入固化炉中进行微波加热，固化完成后随炉自然冷却至室温出炉，即得高压气瓶。该制备方法能够使树脂基体致密而均匀地负载在PBO纤维表面，增强铝合金内衬和复合材料之间的界面粘结强度。

主权项：1.一种PBO纤维复合材料高压气瓶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过碳化硅砂纸对成形铝合金内衬的外表面进行打磨处理，直至布满划痕，然后将打磨处理后的铝合金内衬置于乙醇溶液中，超声清洗5-15min，即得预处理后的铝合金内衬；步骤二、将PBO纤维浸渍于环氧树脂复合材料中，得到预浸料A，然后在预处理后的铝合金内衬外表面螺旋缠绕预浸料A，螺旋缠绕角为12-16°，螺旋缠绕层数为6-8层，单层厚度为0.2-0.5mm；步骤三、将改性PBO纤维浸渍于环氧树脂中，得到预浸料B，然后在经步骤二螺旋缠绕成形的内层外表面环向缠绕预浸料B，环向缠绕角为85-90°，环向缠绕层数为15-18层，单层厚度为0.1-0.3mm；步骤四、将叠加缠绕成形后的瓶体放入固化炉中进行固化，首先在100-120℃下微波加热5-15min，然后在130-150℃下微波加热20-40min，随炉自然冷却至室温出炉，即得PBO纤维复合材料高压气瓶；改性PBO纤维的制备方法包括如下步骤：S1、将PBO纤维置于索氏抽提器内，通过加热使烧瓶内丙酮沸腾，在索提腔内冷凝的丙酮对PBO纤维进行淋洗，索氏抽提器虹吸次数控制在每小时5-6次，72h之后抽提结束，将PBO纤维置于80-100℃下干燥5-7h，得到预处理后的PBO纤维；S2、将预处理后的PBO纤维在0.01-0.1mbar和100-150W下进行氧气等离子体处理，处理时间为5-15min，结束之后停止通入氧气，并在0.2-0.4mbar和8-15W下通入丙烯酸气体反应10-20min，然后将丙烯酸气体转换为1,7-辛二烯气体，于0.3-0.5mbar和1-5W下继续反应10-20min，得到改性PBO纤维；环氧树脂复合材料的制备方法包括如下步骤：（1）按质量份数计，将50-70份甲基丙烯酸甲酯、30-60份丙烯酸丁酯、10-40份丙烯酸、2-5份十二烷基硫酸钠、0.5-1份偶氮二异丁腈和80-100份水搅拌预乳化20-40min，通入高纯氮气以除去乳液中的氧气，再将乳液于70-85℃下搅拌反应1-3h，然后加入7-12份有机硅氧烷继续反应2-4h，结束之后调节pH值为7-8，得到改性丙烯酸酯；（2）向环氧树脂中加入步骤（1）中改性丙烯酸酯，加热搅拌至90-110℃后，再加入苄基二甲胺反应0.5-1.5h，即得改性环氧树脂；（3）将聚酰胺类固化剂、无机填料和步骤（2）中改性环氧树脂按照（0.2-0.3）：（0.05-0.2）：1质量比混合均匀，即得环氧树脂复合材料。

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