專利名稱：用于制造成型件的方法和這樣制造的成型件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法用于制造成型件和一種這樣制造的成型件，用于容納、輸送或貯藏流體，它具有一個空心體和至少一個用于向空心體供給流體或從其中排出流體的裝置，所述空心體由一個壁界定。最后本發(fā)明涉及一種流體供應(yīng)系統(tǒng)，包括至少一個這樣的成型件。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知一些用于容納、輸送或貯藏氣態(tài)的或液態(tài)的介質(zhì)的成型件，它們都具有一個空心體，空心體具有一個壁。這樣的成型件例如以容器的形式用于在汽車中供應(yīng)流體，其中容器包含和提供氣態(tài)的或液態(tài)的有時也可燃的材料。由現(xiàn)有技術(shù)還已知，成型件的壁由聚合物材料構(gòu)成。在該已知的現(xiàn)有技術(shù)中不利的是，在成型件在具有提高的溫度的環(huán)境中例如在汽車的發(fā)動機艙中運行時，在那里主控的熱量可能明顯降低成型件的強度和形狀穩(wěn)定性。這可能導(dǎo)致成型件的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制造成型件的方法和一種這樣制造的成型件，它可運行而不會受到作用的熱的損壞。最后本發(fā)明的目的還在于，列舉一種流體供應(yīng)系統(tǒng)，它包括至少一個這樣的成型件。該目的這樣達(dá)到，即用于制造成型件的方法包括以下步驟按吹塑法在使用聚乙烯制造成型件的壁。為此按本身已知的方法擠出一個軟管，然后將其借助模具將其包圍并通過吹進(jìn)流體進(jìn)行成形。緊接著，壁的聚乙烯用過氧化物或用硅烷或通過輻射能的作用進(jìn)行交聯(lián)。交聯(lián)在此可以直接在成型過程以后發(fā)生或只在一個較長的時間間隔以后才發(fā)生。 后者可以這樣實現(xiàn)，以致首先制造一定數(shù)量的成型件并且然后使它們按照中間儲存和適合的條件，也就是在數(shù)周的時段上進(jìn)行交聯(lián)。在此特別優(yōu)選的是聚乙烯的用過氧化物的交聯(lián)，在其中形成所謂的PE-Xa，其中聚乙烯在提高的溫度下通過形成自由基的過氧化物發(fā)生交聯(lián)。在聚乙烯的交聯(lián)時，在鄰接的聚合物鏈之間產(chǎn)生化學(xué)鍵接，從而產(chǎn)生高韌性和特別高溫穩(wěn)定性的聚合物材料，它突出地適用于上述的使用目的。可以通過選擇過氧化物的使用量的和另外通過交聯(lián)過程的參數(shù)控制聚乙烯的交聯(lián)度。按照本發(fā)明，聚乙烯的交聯(lián)度可以為5至95%，優(yōu)選15至90%和特別優(yōu)選50%至 85%。
這一數(shù)量級的交聯(lián)度導(dǎo)致壁相對提高的溫度的高的穩(wěn)定性。如由熱塑性塑料已知的材料的“蠕變”在此補阻止。作為聚合物材料用于按吹塑法制造空心體的聚乙烯是所謂的可吹塑的聚乙烯。為此選擇相應(yīng)低粘性的聚乙烯，其MFI在190 °C、負(fù)荷2. 16kg時為0. 1至 2g/10mino這樣的可吹塑的聚乙烯的密度為0. 93至0. 965g/cm3，優(yōu)選0. 948至0. 960g/cm3。為了吹塑成型和緊接著的交聯(lián)，在這方面特別是所謂的“Phillips”型是優(yōu)選的。這類的Phillips型借助負(fù)載在硅酸鹽載體上的鉻催化劑在聚合方法中產(chǎn)生。除聚乙烯外，也可以將聚乙烯共聚物用于吹塑，在此優(yōu)選的是基于C3至C8結(jié)構(gòu)單元的聚烯烴的共聚單體。為了可以交聯(lián)聚乙烯，給聚乙烯添加交聯(lián)劑，在當(dāng)前情況下添加有機過氧化物。有機過氧化物特別適合交聯(lián)聚乙烯。為此按照本發(fā)明，使用典型的交聯(lián)溫度大于/等于170°C的有機過氧化物。十分特別的是，交聯(lián)溫度大于/等于175°C的有機過氧化物是優(yōu)選的。按這種方式達(dá)到聚乙烯的特別均勻的和高等級的交聯(lián)。還可以給聚乙烯添加其他的組分。這些可以例如包括穩(wěn)定劑如例如酚類抗氧化劑，或加工助劑如例如潤滑劑，或交聯(lián)加強劑如例如TAC (氰脲酸三烯丙基酯)或TAIC (異氰脲酸三烯丙基酯)或三羥甲基丙烷-三甲基丙烯酸酯或二乙烯苯或?qū)Ρ蕉姿岫┍セ蚱饺崛┍セ蛄姿崛┍ィ瑵舛葹?. 2至2. 0重量百分比。為了交聯(lián)，按吹塑法在使用聚乙烯情況下制成的空心體在一定的時段上遭受較高的溫度。這可以例如在180°C至280°C溫度時包括IOmin的延續(xù)時間。為了避免在使用聚乙烯情況下按吹塑法制成的空心體在交聯(lián)過程中萎陷或變形， 可以設(shè)定，在交聯(lián)時借助吹氣(支持空氣)的持續(xù)的超壓使空心體置于壓力下，吹氣將空心體壓到一個確定外形的形狀。在將聚乙烯交聯(lián)成用硅烷交聯(lián)形成的PE-Xb時，首先考慮所謂的兩級過程。這也被稱為Sioplas過程。為此聚乙烯首先用硅烷借助過氧化物進(jìn)行接枝，然后接枝的聚乙烯與催化劑批料混合并且可以這樣用于按吹塑法制造空心體。有機錫化合物例如DOTL (月桂酸二辛基錫)適合用作催化劑批料的組分，此外還可以包含選自熱穩(wěn)定劑、UV穩(wěn)定劑和加工助劑的其他添加劑。在這種包括接枝的聚乙烯和催化劑批料的組合物中還可以附加地包括其他的添加劑。同樣有可能，在所謂的單級方法中實施將硅烷接枝到聚乙烯上。為此將由聚乙烯、硅烷、過氧化物和催化劑構(gòu)成的混合物供給一臺擠塑機。硅烷、 過氧化物和催化劑形成液態(tài)相，它們被計量添加給聚乙烯。在這種情況下，通過所謂的反應(yīng)性擠出，首先實現(xiàn)將硅烷接枝到聚乙烯上，其中同時與催化劑的進(jìn)行均質(zhì)的混合。
聚乙烯的交聯(lián)在濕氣參與的情況下在較高的溫度時實現(xiàn)，按照待吹塑的空心體的壁厚，這通常在水蒸汽氣氛中或在90°C至105°C的水浴中在6至15小時的時段上實現(xiàn)。也有可能，通過輻射能的作用交聯(lián)聚乙烯，人們則將這稱作PE-Xc。為此基本上全部的聚乙烯及其共聚物都是適合的。通過電子射線或Y射線的作用達(dá)到聚乙烯的交聯(lián)。在這種情況下，TAC或TAIC在交聯(lián)時也可以提供支持。最后也有可能，通過UV光交聯(lián)聚乙烯，通過將所謂的光引發(fā)劑，例如取代的二苯甲酮和類似材料附加給聚乙烯，它們在UV光的作用下開始交聯(lián)反應(yīng)。按照本發(fā)明提供的用于容納、輸送或貯藏流體的成型件具有一個空心體，它由一個壁界定。壁可以具有一個多層的結(jié)構(gòu)。在其中設(shè)置至少一個用于向空心體供給流體或從其中排出流體的裝置。按照本發(fā)明，用于容納、輸送或貯藏流體的成型件的特征在于，壁包含交聯(lián)的聚乙火布。利用按照本發(fā)明選擇交聯(lián)的聚乙烯用于所述壁，提供一種成型件，它允許在較高的環(huán)境溫度時運行。特別是在此不發(fā)生成型件的熱變形，壁的材料可以不在熱作用下“流走”。按照本發(fā)明的成型件可以在150°C的持續(xù)使用溫度時運行。按照本發(fā)明，在一種進(jìn)一步構(gòu)成中，成型件除由交聯(lián)的聚乙烯構(gòu)成的壁外在壁上還可以具有一個外層。在壁上的外層包括例如由碳或由芳族聚酰胺或由金屬或由硼或由玻璃或由硅酸鹽材料或由氧化鋁或由高韌性和耐高溫的聚合物材料或由上述材料的混合物構(gòu)成的長絲或紗線。后者也稱為混合線。在壁上的外層的纖維增強還包括聚合物材料，優(yōu)選環(huán)氧樹脂。纏繞和/或編織包含在壁上的外層中的長絲或紗線。在纏繞時可以特別設(shè)定，它在成型件的特別選擇的部位上構(gòu)成為較厚的，以便在那里達(dá)到一種特別高的穩(wěn)定性。還可以有利地設(shè)定，纏繞在用于供給或排出流體的裝置的區(qū)域內(nèi)或在其他的部位構(gòu)成特別厚的，以便在這些部位加強成型件。同樣有利可以的是，在成型件的選擇的部位上和/或在用于供給或排出流體的裝置的區(qū)域內(nèi)或在其他的部位上使用特別的編織技術(shù)，它不同于在成型件的其他部位上使用的編織技術(shù)。這樣的特別的編織技術(shù)可以給予在壁上的外層特別高的強度。按照本發(fā)明可以設(shè)定，外層不與壁連接。這在成型件的長期穩(wěn)定性方面可以帶來優(yōu)點。在本發(fā)明的另一種實施形式中，壁也可以與外層連接。借此可以構(gòu)成特別牢固的成型件。成型件還具有至少一個用于向空心體供給流體或從其中排出流體的裝置。這個所謂“凸頭”是一個在成型件的壁中的開口，它用于用待容納的流體注滿成型件或?qū)⑵渑趴?。可以有利地設(shè)定，在成型件的表面的一個大致對置于“凸頭”的位置，設(shè)置一個裝置，它便于通過纏繞和/或編織加裝外層。該裝置在此可以是表面的突出部或包括一個設(shè)置在其中的凹槽，在其中例如可裝
5入一個軸，或一種類似的實施形式。然后簡單地為了纏繞或編織工作過程，借助該裝置可以操縱成型件。該裝置在此可以例如用于成型件在纏繞和/或編織工作過程中的定心。它也可以有利地用作為纏繞座，以便使成型件運動。最后該裝置也可以用于在以后的使用中固定成型件。這樣產(chǎn)生待加裝的外層的一種改善的質(zhì)量。這樣結(jié)實地制造成型件。在本發(fā)明的一種進(jìn)一步構(gòu)成中可以設(shè)定，成型件具有一個外保護層，它涂覆到壁的外層上。外保護層可以包含熱塑性塑料或共擠出物或收縮軟管或編結(jié)物或針織物或編織物或上述的組合。成型件的這樣的外保護層在成型件遭受機械負(fù)荷例如撞擊等力作用時是有利的。這樣的外保護層特別阻止，例如可能產(chǎn)生的可能導(dǎo)致該壁破裂的外壁損壞。外保護層也可以這樣構(gòu)成，以致它構(gòu)成一個很有成效地保護成型件免受火作用的防火層。為此可以有利地設(shè)定，防火層包含所謂的膨脹材料，它們在提高的溫度作用時分離出氣體或水并且因此冷卻成型件或與熱氣體的作用隔離，和/或通過構(gòu)成具有低熱導(dǎo)率的熱防護層，在一定的時間內(nèi)保護成型件免受熱作用。這樣的膨脹材料是例如包括“碳”供體(例如多元醇)、酸供體(例如聚磷酸銨) 和發(fā)泡劑(三聚氰胺)的組合物。它們?nèi)缓笸ㄟ^碳化和同時發(fā)泡形成一個體積大的、絕緣的保護層。其他的膨脹材料包括例如在熱作用下通過發(fā)出冷卻蒸汽發(fā)揮吸熱作用的水合物。 對此的實例是水合的堿金屬硅酸鹽。還已知分解出氣體的膨脹材料，例如包括三聚氰胺、羥甲基化的三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、三聚氰胺單磷酸酯、三聚氰胺二磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、尿素、二甲基脲、雙氰胺、脒基脲磷酸酯、甘氨酸或氨基磷酸酯。上述材料當(dāng)它們在熱作用下分解時釋放氣態(tài)的氮。也可以采用在熱作用時釋放二氧化碳或水蒸汽的化合物。外保護層也可以用于，通過信息的接收或成像識別成型件，信息以包括文字和數(shù)字的形式或作為條碼或作為條形碼或作為顏色碼顯示出來。最后外保護層也可以設(shè)定用于促成成型件能吸引人的外觀。在本發(fā)明的一種進(jìn)一步構(gòu)成中也可以設(shè)定，存在一個金屬層。金屬層可以設(shè)置在內(nèi)層上。金屬層在此優(yōu)選這樣構(gòu)成，以致它阻礙流體通過成型件的壁無阻力的擴散。金屬層為此可以例如構(gòu)成為穿孔的或只部分地設(shè)置。由此實現(xiàn)制造一種特別結(jié)實的成型件。金屬層在另一種實施形式中也可以設(shè)置在加固層上。由此得到一種成型件，它具有特別堅固的壁。最后金屬層也可以設(shè)置在成型件的外層上。于是特別保護成型件以防外部影響如撞擊或力作用。在本發(fā)明的一種進(jìn)一步構(gòu)成中可以設(shè)定，成型件具有用于固定的裝置，這些裝置固定在外壁上。這些裝置可以包括由金屬或聚合物材料構(gòu)成的連接板或帶。特別是成型件可以具有用于固定的裝置，它們構(gòu)成在壁的在外設(shè)置的層上。也可以有利地設(shè)定，將用于固定的裝置構(gòu)成在外保護層上。借此成型件可以有利地在安裝情況下固定在一輛汽車中。在本發(fā)明的一種進(jìn)一步構(gòu)成中可以設(shè)定，成型件在壁的至少一層中或上具有一個傳感器元件。傳感器元件可以例如是一個電阻應(yīng)變片，它在長度變化時經(jīng)由一個信號連接線發(fā)出一條信息。借此在損壞情況下，當(dāng)例如因發(fā)生故障或錯誤操作而過度拉伸或機械損壞成型件時，可以觸發(fā)一個指示，它阻止成型件的繼續(xù)運行繼而防止危險。在本發(fā)明的一種進(jìn)一步構(gòu)成中，成型件也可以包括一個識別元件，它明確地表明成型件的特征并且提供數(shù)據(jù)。這可以包括用于其形成歷史(在制造和使用過程中的經(jīng)歷)、用于其運行和用于其他的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。識別元件為此可以例如是一個條碼、一個包括文字和數(shù)字的編碼、一個構(gòu)成為凸出的或凹進(jìn)的元件、一個全息照片、一個彩色元件或一個RFID元件(無線電頻率識別裝置， 借助電磁波的標(biāo)識)或一個可對比的元件。借此有可能，能夠?qū)崿F(xiàn)或確保成型件的質(zhì)量保證與遵循其運行一樣。一種按照本發(fā)明的流體供應(yīng)系統(tǒng)包括至少一個上述類型的成型件，優(yōu)選以一個容器或一個保持元件或一個空氣供給件的形式應(yīng)用在一輛汽車中或應(yīng)用在一個固定的或可移動的特別是分散的能量產(chǎn)生裝置中。


借助附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖1按照本發(fā)明的成型件的一部分的示意剖視圖；圖2第二種按照本發(fā)明的成型件的一部分的示意剖視圖。
具體實施例方式圖1示意示出按照本發(fā)明以一個容器形式存在的成型件的一部分的剖視圖。容器1基本上具有一個以圓筒形中心部分11形式存在的伸長結(jié)構(gòu)，它在兩個圓筒端部上具有成型的絕緣罩蓋12 (在圖中只示出一個)。用于供給或排出流體的裝置4構(gòu)成在一個絕緣罩蓋12上。容器1的空心體2由一個壁3包圍，它具有一個包含交聯(lián)的聚乙烯的層31。層31在使用聚乙烯情況下一件式地按吹塑法進(jìn)行制造并且緊接著進(jìn)行交聯(lián)。層31基本上到處具有相同的壁厚。壁3的在外加裝的層32是一個加固層。該加固層通過纏繞和/或編織紗線或纖維的產(chǎn)生，它通過熱固性塑料在當(dāng)前的情況下通過環(huán)氧樹脂加強。層32按照穩(wěn)定性需要在不同的部分上具有不同的厚度。在圖中示出的是，層32在用于供給或排出流體的裝置4的區(qū)域內(nèi)是變厚的，因為在那里產(chǎn)生力，這些力要由層32承受。層32不與層31連接。
在圖2中示意示出第二種按照本發(fā)明以一個容器形式存在的成型件的一部分的剖視圖。一個用于供給或排出流體的裝置4構(gòu)成在一個絕緣罩蓋12上。在層32上設(shè)置一個保護層6，它構(gòu)成為一種收縮軟管的形式，它盡可能地包封容器。實施例將在190°C、負(fù)荷2. 16kg時MFI為0. 3g/10min的可吹塑的聚乙烯按吹塑法加工成一個以容器形式存在的成型件?？纱邓艿木垡蚁┑拿芏葹?.95g/cm3?？纱邓艿木垡蚁┌袡C過氧化物，它具有一個175°C的交聯(lián)溫度。在成型之后，為了進(jìn)行交聯(lián)，使吹塑的空心體在5min的時段上遭受240°C的溫度。 為此空心體通過支持空氣保持形狀以免意外的變形。在空心體冷卻以后，用碳纖維纏繞空心體直到達(dá)到一個15至45mm的層厚度，所述碳纖維用環(huán)氧樹脂浸濕。容器在150°C的持續(xù)溫度情況下是持久穩(wěn)定的。附圖標(biāo)記清單1 容器11中心部分12絕緣罩蓋2空心體3 壁31 層32 層4用于供給或排出流體的裝置6保護層
權(quán)利要求
1.用于制造一種用于容納、輸送或貯藏流體的成型件的方法，所述成型件具有一個空心體和至少一個用于向空心體供給流體或從其中排出流體的裝置，所述空心體由一個壁界定，其特征在于，按吹塑法在使用聚乙烯情況下制造空心體并且交聯(lián)聚乙烯。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用過氧化物或用硅烷或通過輻射能的作用交聯(lián)聚乙烯。
3.按照權(quán)利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，將聚乙烯的交聯(lián)度選擇為5至 95%，優(yōu)選15至90%，和特別優(yōu)選50至85%。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在壁上構(gòu)成一個外層作為加固層。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將由碳或由芳族聚酰胺或由金屬或由硼或由玻璃或由硅酸鹽材料或由氧化鋁或由高韌性和耐高溫的聚合物材料或由上述材料的混合構(gòu)成的長絲或紗線用于加固層。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，加固層由長絲或紗線纏繞和/或編織而成。
7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的方法，其特征在于，將聚合物材料優(yōu)選環(huán)氧樹脂用于外層。
8.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在壁的外層上涂覆一個外保護層。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將熱塑性塑料或共擠出物或收縮軟管或編結(jié)物或針織物或編織物或上述的組合設(shè)置為外保護層。
10.用于容納、輸送或貯藏流體的成型件，該成型件按照上述權(quán)利要求之一進(jìn)行制造， 成型件具有一個空心體和至少一個用于向空心體供給流體或從其中排出流體的裝置，所述空心體由一個壁界定，其特征在于，包含聚乙烯的壁按吹塑法進(jìn)行制造并且在成型之后進(jìn)行交聯(lián)。
11.按照權(quán)利要求10所述的成型件，其特征在于，在壁上構(gòu)成一個外層作為加固層。
12.流體供應(yīng)系統(tǒng)，包括至少一個按照權(quán)利要求10或11所述的成型件，優(yōu)選應(yīng)用在一輛汽車或一個固定的或可移動的特別是分散的能量產(chǎn)生裝置中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于容納、輸送和貯藏流體的成型件，它具有一個空心體和至少一個用于向空心體供給流體或從其中排出流體的裝置，所述空心體由一個壁界定，其特征在于，所述壁包含交聯(lián)的聚乙烯。
文檔編號B29C35/02GK102458808SQ201080027094
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者A·厄爾施勒格爾, A·賽弗特, D·格里貝爾, K·溫特, N·洪海澤, V·伯姆 申請人:雷奧兩合股份公司