[发明专利]制备包含密封层和基部的氢罐的方法

说明书

制备氢罐(1)的方法，所述氢罐(1)包含由包含至少一种聚酰胺P1的组合物组成的至少一个密封层(2)，以及至少一个基部(3)以向所述罐(1)提供至少一个开口(1)，其特征在于所述方法包括：提供至少一个基部(3)，所述至少一个基部(3)被由包含至少一种附着底漆的组合物组成的至少一个层(a)覆盖；制备所述至少一个密封层(2)；将所述至少一个基部(3)固定至所述至少一个密封层(2)。

本发明涉及一种制备包含密封层和基部(base)的氢(hydrogen，氢气)罐的方法。

氢罐目前吸引了来自众多制造商的广泛关注，尤其是在汽车领域中。寻求的目标之一是提出污染越来越低的车辆。因此，包含电池的电动或混动车辆旨在逐步替代内燃机车辆例如气体(gas，汽油)或柴油车辆。事实证明，电池是一种相对复杂的车辆组件。取决于电池在车辆中的位置，可能需要保护其免受冲击和外部环境的影响，所述外部环境可具有极端温度和可变湿度。还必须避免任何火灾风险。

另外，重要的是其运行温度不超过55℃，以便不破坏电池的单元电池和保持其寿命。相反，例如在冬天，可能需要提高电池温度以优化其运行。

此外，电动车辆今天仍然存在几个问题，即电池续航里程，稀土金属在这些电池中的使用，稀土金属的资源不是无限的，充电时间比加满油箱所用的时间长得多，以及各个国家的电力生产的问题以便能够为电池充电。

因此，氢是电池的替代品，因为氢可通过燃料单元电池转化成电，从而为电动车辆提供动力。

氢罐通常由必须防止氢渗出的金属衬里(或密封层)组成。所设想的罐的类型之一(称为IV型)基于热塑性衬里，复合材料围绕该衬里缠绕。

衬里的渗透性是限制罐中氢损失的关键因素。另一个区域在该渗透性/泄漏中具有重要作用；衬里和罐的金属出口(或基部或凸台)之间的连接。

第一代的IV型罐使用基于高密度聚乙烯(HDPE)的衬里。基于聚酰胺PA6的衬里已经开发许多年。

金属/塑料连接总是难以实现，特别是当连接的区域的任一侧上存在压力差时。氢罐就是这种情况。罐内部的压力可达到1000bar。罐内的压力在几bar和几百bar之间有规律地且频繁地变化，这导致罐的显著变形。因此，非常显著和高度可变的应力被施加至衬里和基部，其确保了密封的连续性。这2个部分之间的界面因此经受高应力。

为了解决这个问题，已知设计具有圆形突起的塑料衬里，该圆形突起位于基部的轴向方向上并且在基部内向上延伸至内部螺纹附近以紧固阀。该阀配备有环形凹槽，容纳密封O型环。

申请EP0300931公开了用于任何流体的罐，该罐包含由热塑性材料制成的旨在实现密封的内部壳和由丝缠绕制成的旨在确保机械强度的外部壳，其中在两个壳之间插入罩状物(cup，杯状物)。

然而，随着时间的推移，O形环周围存在渗透性和泄漏的风险。

申请US2019/0170300公开了一种罐，其包含：非金属衬里，尤其是由聚酰胺制成；由围绕衬里的复合材料组成的增强层；和偶联至衬里和增强层的金属基部，基部通过共模塑的聚合物-金属环形连接区域连接至衬里，而不存在弹性体密封件。

罐制造商大量致力于该区域的设计，并且因此必须显著改进该位置的附着性，同时保持目前使用的设计，尤其是通过增加衬里和凸台之间的附着性。

本发明的目的之一是提供一种制备方法，其使得可增加衬里和凸台之间的附着性，从而限制衬里和基部或凸台之间的连接处的气体损失或泄漏。

因此，本发明涉及一种制备氢罐(1)的方法，所述氢罐(1)包含由包含至少一种聚酰胺P1的组合物组成的至少一个密封层(2)，以及至少一个基部(3)以在所述罐(1)中提供至少一个开口(5)，其特征在于所述方法包括：

提供至少一个基部(3)，所述至少一个基部(3)被由包含至少一种附着底漆的组合物组成的至少一个层(a)覆盖，