[发明专利]一种储氢瓶复合材料及其制备方法

说明书

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。

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爆破，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。