CN115785508A - 一种储氢瓶复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种储氢瓶复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115785508A CN115785508A CN202211519158.0A CN202211519158A CN115785508A CN 115785508 A CN115785508 A CN 115785508A CN 202211519158 A CN202211519158 A CN 202211519158A CN 115785508 A CN115785508 A CN 115785508A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen storage
- resin
- storage bottle
- cpvc
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
本发明提供了一种储氢瓶复合材料，所述储氢瓶复合材料由CPVC树脂与PVDC树脂组成；所述储氢瓶复合材料作为储氢瓶内胆的任何一层的材料使用；所述储氢瓶复合材料通过以下方法制备：将CPVC树脂通过注塑成型的方法形成瓶体结构，随后将PVDC树脂涂布在CPVC树脂形成的瓶体结构的内表面或外表面，干燥、熟化，即得。本发明申请将PVDC树脂涂布在CPVC树脂形成的瓶体结构的内表面或外表面，密封性虽然达不到铝制材料，但明显优于尼龙、HDPE；进一步地，本发明申请通过加入硅烷偶联剂，提高PVDC树脂与CPVC树脂的相容性，使其密封性大幅度提升，密封性能接近铝制材料。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种储氢瓶复合材料及其制备方法及其制备方法。
背景技术
高压储氢气瓶主要用于存储高压气态氢气，随着当前石油资源的短缺以及碳排放导致的全球气候问题，储氢气瓶相较于低温液态储氢和利用储氢材料而言具有成本低、安全性高等许多优势，尤其在新能源氢燃料电池汽车领域得到了广泛应用。
储氢气瓶的储氢密度是制约氢燃料汽车行驶里程的关键因素，以常用的70Mpa储氢气瓶为例，应用储氢瓶复合材料内衬可以比金属内衬的储氢密度提高一半以上，是车载储氢气瓶的主要发展方向。但是储氢瓶复合材料内衬的模量和强度较低，当在储氢瓶复合材料内衬的外表面缠绕有纤维时，在使用过程中储氢瓶复合材料内衬很容易出现低压***，而且，纤维的缠绕层数也会影响复合材料高压储氢气瓶的力学性能。
从气体透过量来看，铝箔制备的瓶体的气体透过率最小，阻隔性最好。CPVC与PVC一致，目前市面上的Ⅵ型储氢瓶瓶胆一般采用HDPE的，尼龙的较多。从密封性来看，选用铝制的材料是最好的，但是金属与储氢瓶复合材料的导热系数相差很大，在氢气充/放过程中需要考虑温度变化对材料的影响。
基于上述情况，本发明提出了一种储氢瓶复合材料及其制备方法及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储氢瓶复合材料及其制备方法及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种储氢瓶复合材料，所述储氢瓶复合材料由CPVC树脂与PVDC树脂组成；所述储氢瓶复合材料作为储氢瓶内胆的任何一层的材料使用；所述储氢瓶复合材料通过以下方法制备：将CPVC树脂通过注塑成型的方法形成瓶体结构，随后将PVDC树脂涂布在CPVC树脂形成的瓶体结构的内表面或外表面，干燥、熟化，即得。
优选地，所述CPVC树脂的氯含量为65％以上。
在其中一个实施例中，所述CPVC树脂为诺威达CIN-0202，氯含量为66.0～67.0％。
本发明之所以需要使用高氯含量的CPVC树脂，一方面可提高CPVC树脂的维卡软化温度能达到100℃以上，有利于提高热稳定性；另一方面可确保后续的干燥、熟化的温度不会造成CPVC树脂的软化，从而使得瓶体变形。
优选地，所述PVDC树脂为PVDC树脂乳液；
在其中一个实施例中，所述PVDC树脂乳液为美国苏威A 586。
优选地，所述PVDC树脂的涂布量为60～70g/m2。
优选地，所述储氢瓶复合材料的厚度为3-5mm。
优选地，所述储氢瓶复合材料还包含硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂的用量为PVDC树脂重量份的0.05～0.1倍。
优选地，所述硅烷偶联剂为氯基硅烷偶联剂，包括氯甲基三甲基硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷的其中一种。
在其中一个实施例中，所述氯基硅烷为氯甲基三甲基硅烷，CAS号为2344-80-1，产品型号为SCA-C01H。
本发明还提供一种储氢瓶复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将硅烷偶联剂和液体型PVDC树脂以150～200rpm混合10～15min，备用；
(2)向模具中加入CPVC树脂，在温度170～175℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)混合后的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，随后在90～95℃干燥1～2min，将干燥后的复合材料在35-40℃熟化3～4d，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明申请将PVDC树脂涂布在CPVC树脂形成的瓶体结构的内表面或外表面，密封性虽然达不到铝制材料，但明显优于尼龙、HDPE；进一步地，本发明申请通过加入硅烷偶联剂，提高PVDC树脂与CPVC树脂的相容性，使其密封性大幅度提升，密封性能接近铝制材料。
2.本发明原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
实施例1
制备步骤如下：
(1)将氯甲基三甲基硅烷和液体型PVDC树脂以150rpm混合15min，备用；所述硅烷偶联剂的用量为PVDC树脂重量份的0.05倍；
(2)向模具中加入CPVC树脂200g，在温度170℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)混合后的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，涂布量为60g/m2，随后在90℃干燥2min，将干燥后的复合材料在35℃熟化4d，即得。
经检测，所得瓶体的厚度为3mm。
实施例2
制备步骤如下：
(1)将氯甲基三甲基硅烷和液体型PVDC树脂以200rpm混合10min，备用；所述硅烷偶联剂的用量为PVDC树脂重量份的0.1倍；
(2)向模具中加入CPVC树脂250g，在温度175℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)混合后的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，涂布量为65g/m2，随后在95℃干燥1min，将干燥后的复合材料在40℃熟化3d，即得。
经检测，所得瓶体的厚度为3mm。
实施例3
制备步骤如下：
(1)将氯甲基三甲基硅烷和液体型PVDC树脂以200rpm混合15min，备用；所述硅烷偶联剂的用量为PVDC树脂重量份的0.1倍；
(2)向模具中加入CPVC树脂300g，在温度175℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)混合后的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，涂布量为70g/m2，随后在95℃干燥2min，将干燥后的复合材料在40℃熟化4d，即得。
经检测，所得瓶体的厚度为0.3mm。
对比例1
与实施例1不同的是，未使用硅烷偶联剂，其余步骤同实施例1，制备步骤如下：
(1)将液体型PVDC树脂以150rpm搅拌15min，备用；
(2)向模具中加入CPVC树脂200g，在温度170℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，涂布量为60g/m2，随后在90℃干燥2min，将干燥后的复合材料在35℃熟化4d，即得。
经检测，所得瓶体的厚度为3mm。
对比例2～6
对比例2～6分别以尼龙66、HDPE、CPVC、PVC、铝箔为材质，制备成3mm厚的瓶体；其中以铝箔为材料制备成0.4mm的瓶体。
对比例7～9
分别以KH560、KH570、KH580为硅烷偶联剂，其余制备方法同实施例1，制备步骤如下：
(1)将硅烷偶联剂和液体型PVDC树脂以150rpm混合15min，备用；所述硅烷偶联剂的用量为PVDC树脂重量份的0.05倍；
(2)向模具中加入CPVC树脂200g，在温度170℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)混合后的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，涂布量为60g/m2，随后在90℃干燥2min，将干燥后的复合材料在35℃熟化4d，即得。
经检测，所得瓶体的厚度为3mm。
实施例4性能测试
取实施例1以及对比例1制备的瓶体，测试其密封性，用与氢气动力学直径接近的氦气和氧气做透气性试验，气体动力学直径：氦气(0.26nm)＜氢气(0.289nm)＜氧气(0.346nm)。气体透过量以cm3/(m2·24h·0.1MPa)为单位。测试结果见表1。
表1性能测试结果
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种储氢瓶复合材料，其特征在于，所述储氢瓶复合材料由CPVC树脂与PVDC树脂组成；所述储氢瓶复合材料作为储氢瓶内胆的任何一层的材料使用；所述储氢瓶复合材料通过以下方法制备：将CPVC树脂通过注塑成型的方法形成瓶体结构，随后将PVDC树脂涂布在CPVC树脂形成的瓶体结构的内表面或外表面，干燥、熟化，即得。
2.根据权利要求1所述的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述CPVC树脂的氯含量为65％以上。
3.根据权利要求1所述的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述PVDC树脂为液体型PVDC树脂。
4.根据权利要求1的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述PVDC树脂的涂布量为60～70g/m2。
5.根据权利要求1所述的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述储氢瓶复合材料的厚度为0.3～0.5mm。
6.根据权利要求1所述的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述储氢瓶复合材料还包含硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂的用量为PVDC树脂重量份的0.05～0.1倍。
7.根据权利要求6所述的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为氯基硅烷偶联剂。
8.根据权利要求7所述的储氢瓶复合材料，其特征在于，所述氯基硅烷偶联剂包括氯甲基三甲基硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷的其中一种。
9.根据权利要求8所述的储氢瓶复合材料，所述氯基硅烷为氯甲基三甲基硅烷。
10.一种制备权利要求1所述的储氢瓶复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤组成：
(1)将硅烷偶联剂和液体型PVDC树脂以150～200rpm混合10～15min，备用；
(2)向模具中加入CPVC树脂，在温度170～175℃下注塑成型，风冷冷却室温，脱模；
(3)将步骤(1)混合后的液体型PVDC树脂涂布在CPVC树脂内表面，随后在90～95℃干燥1～2min，将干燥后的复合材料在35-40℃熟化3～4d，即得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211519158.0A CN115785508A (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种储氢瓶复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211519158.0A CN115785508A (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种储氢瓶复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115785508A true CN115785508A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85443670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211519158.0A Pending CN115785508A (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种储氢瓶复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115785508A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978241A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-05-07 | ノ−ドソン・コ−ポレ−シヨン | プラスチツク基体，基体を高分子被膜で被覆する方法及び装置 |
| JPH08238667A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Toppan Printing Co Ltd | 容器及び容器の製造方法並びにプリフォーム |
| CN1176173A (zh) * | 1996-09-03 | 1998-03-18 | 大赛璐化学工业株式会社 | 阻气复合薄膜及其制造方法 |
| JP2001200159A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-07-24 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 水素吸蔵複合成形体及びその製造方法 |
| CN103934942A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-23 | 淄博中南塑胶有限公司 | Pvc/pvdc复合片的生产工艺 |
| CN113881163A (zh) * | 2021-10-31 | 2022-01-04 | 江苏金材科技有限公司 | 一种储氢压力容器用塑料及其制备方法 |
| CN113881150A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-01-04 | 江苏金材科技有限公司 | 一种高分子材料内胆储氢瓶材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-30 CN CN202211519158.0A patent/CN115785508A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978241A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-05-07 | ノ−ドソン・コ−ポレ−シヨン | プラスチツク基体，基体を高分子被膜で被覆する方法及び装置 |
| JPH08238667A (ja) * | 1995-03-03 | 1996-09-17 | Toppan Printing Co Ltd | 容器及び容器の製造方法並びにプリフォーム |
| CN1176173A (zh) * | 1996-09-03 | 1998-03-18 | 大赛璐化学工业株式会社 | 阻气复合薄膜及其制造方法 |
| JP2001200159A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-07-24 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 水素吸蔵複合成形体及びその製造方法 |
| CN103934942A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-23 | 淄博中南塑胶有限公司 | Pvc/pvdc复合片的生产工艺 |
| CN113881163A (zh) * | 2021-10-31 | 2022-01-04 | 江苏金材科技有限公司 | 一种储氢压力容器用塑料及其制备方法 |
| CN113881150A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-01-04 | 江苏金材科技有限公司 | 一种高分子材料内胆储氢瓶材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1960842B (zh) | 制造ⅳ型贮罐的密封气囊的方法和ⅳ型贮罐 | |
| CN101472722B (zh) | 用于制造由热固性聚合物制成的用于包含加压流体的如复合罐的罐的密封软外壳的方法、以及罐 | |
| CN113124309B (zh) | 一种高压储氢瓶塑料内胆及其制备方法 | |
| JP2004507387A (ja) | ガスタンク用の多層熱可塑性樹脂構造体 | |
| US20110250371A1 (en) | Multi-layer rotationally molded low permeation vessels and method for manufacture thereof | |
| WO2010142593A1 (en) | Fuel tank or filler pipe for this tank | |
| CN108692180B (zh) | 具有阻隔涂层的压缩气体封闭制品 | |
| JP5544087B2 (ja) | カプロラクタム系組成物、不浸透性要素の製造プロセスおよびタンク | |
| JP2022542263A (ja) | 水素の輸送または貯蔵のための多層構造体 | |
| CN111486277B (zh) | 一种压缩天然气用耐高压防静电加气软管及其制备方法 | |
| CN107464926A (zh) | 一种纳米硅储能材料的核壳结构及包含其的锂离子电池 | |
| CN115785508A (zh) | 一种储氢瓶复合材料及其制备方法 | |
| CN116547134A (zh) | 用于输送或储存氢的多层结构体 | |
| CN113881163A (zh) | 一种储氢压力容器用塑料及其制备方法 | |
| JP7198022B2 (ja) | 燃料電池車搭載用高圧水素貯蔵用タンクおよびその製造方法 | |
| CN111647178B (zh) | 改性石墨烯增强聚合物阻隔材料的制备方法 | |
| Shafigullin et al. | Development of a polymeric fuel tank with high barrier properties | |
| WO2020248830A1 (zh) | 一种块体气凝胶、块体气凝胶相变复合材料、其制备方法及应用 | |
| JP6776972B2 (ja) | 高圧タンクの製造方法 | |
| CN113121993A (zh) | 一种具有高阻隔性的真空袋薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN206040718U (zh) | 锂电池包装用耐水防胀气铝塑膜 | |
| CN111900273B (zh) | 一种散热防水复合锂离子电池外壳材料及其制备方法 | |
| TWI729913B (zh) | 耐衝擊環氧樹脂組成物、耐衝擊膜、及包含其的壓力瓶 | |
| CN112321972B (zh) | 一种用于展示架的易加工防潮防静电复合材料及其制备方法 | |
| LU502664B1 (en) | Hydrogen storage cylinder and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |