储氢瓶的制备方法及其制得的储氢瓶与流程

本发明涉及储氢罐制备，尤其是涉及一种储氢瓶的制备方法及其制得的储氢瓶。

背景技术：

1、储氢气瓶发展已有50多年的历史，共分为四种类型：全金属气瓶(i型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(ii型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(iii型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(iv型)。i型和ii型气瓶重量比较大，难以满足单位质量储氢密度要求。相对于iii型气瓶来说，iv型气瓶一般采用塑料等非金属内胆外加碳纤维缠绕的制造方法，使得气瓶具有质量更轻、成本更低、质量储氢密度更高的优点，更适合用于燃料电池车载储氢。

2、iv型气瓶气瓶主要由内胆和复合层两部分组成，复合层成型主要有湿法缠绕成型和干法缠绕成型两种方法。湿法缠绕是指纤维在线浸胶后在气瓶表面进行缠绕，该方法存在树脂浪费大、操作环境差及树脂含量不易控制等缺点；干法缠绕时是指采用预浸纱直接在气瓶表面缠绕成型，不涉及浸胶过程，具有树脂含量可控、生产效率高、环境友好等优点，适合大批量生产，具有更广阔的市场空间。

3、干法缠绕气瓶采用预浸纱缠绕成型，预浸纱在缠绕过程存在搭接、缝隙，导致气瓶复合层在缠绕完成后存在较多空隙，空隙在气瓶固化后形成缺陷，降低气瓶性能。同时，干法缠绕预浸纱树脂粘度较大，树脂在固化过程流动性较小，纤维层间容易分层，复合材料气瓶强度降低。

4、因此，研究开发出一种新型的储氢瓶的制备方法，进行缓解现有干法缠绕制备的储氢气瓶复合层空隙较多，同时预浸纱树脂粘度大，导致纤维复合层间容易分层的问题，变得十分必要和迫切。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种储氢瓶的制备方法，该方法通过在预浸纱缠绕储氢瓶内胆制备储氢瓶复合层的过程中滴加少量的低粘度树脂，填补了现有干法缠绕储氢瓶制备过程产生的复合层空隙，又能提高纤维层间结合强度，同时也不影响储氢气瓶生产效率。

2、本发明的第二目的在于提供一种储氢瓶，该储氢瓶由上述储氢瓶制备方法制得，由上述制备方法所决定，该储氢瓶具有储氢瓶复合层空隙少，复合层中纤维间的结合强度高的优势。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、本发明提供的一种储氢瓶的制备方法，所述方法包括以下步骤：

5、提供储氢瓶内胆，然后将预浸纱缠绕到储氢瓶内胆表面形成复合层，随后依次进行气瓶固化、表面处理，得到储氢瓶；

6、其中，在所述预浸纱缠绕的过程中将低粘度树脂滴加到预浸纱上。

7、进一步的，所述低粘度树脂的粘度为100～700mpa·s。

8、更进一步的，按质量份数计，所述低粘度树脂包括：

9、双酚a二缩水甘油醚100份，孟烷二胺50～80份，邻苯二甲酸二丁酯10～20份，硅烷偶联剂1～5份；

10、优选地，按质量份数计，所述低粘度树脂包括：

11、双酚a二缩水甘油醚100份，孟烷二胺65份，邻苯二甲酸二丁酯15份，硅烷偶联剂3份。

12、进一步的，所述储氢瓶内胆为非金属内胆；

13、优选地，所述储氢瓶内胆主要由高密度聚乙烯或尼龙-6中的任意一种制得。

14、进一步的，所述预浸纱包括所述预浸纱由碳纤维预浸环氧树脂组成。

15、进一步的，所述低粘度树脂滴加的滴胶速度为5～30滴/min。

16、进一步的，所述预浸纱缠绕的缠绕张力为10～80n；

17、优选地，缠绕过程中所述缠绕张力逐级递减，缠绕初始张力为70～80n，然后每缠绕4层后缠绕张力减小1n。

18、进一步的，所述预浸纱缠绕的缠绕过程中对内胆进行加压，所述加压的压力为7～25bar；

19、优选地，所述缠绕过程中对内胆进行加压为逐级加压，每缠绕5层充气压力增大1bar。

20、进一步的，所述预浸纱缠绕的缠绕速度为50～200m/min。

21、本发明提供的一种由上述储氢瓶制备方法制得的储氢瓶。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、本发明提供的储氢瓶的制备方法，该方法首先提供储氢瓶内胆，然后将预浸纱缠绕到储氢瓶内胆表面形成复合层，随后依次进行气瓶固化、表面处理，得到储氢瓶；其中，在所述预浸纱缠绕的过程中将低粘度树脂滴加到预浸纱上。本申请通过在预浸纱缠绕储氢瓶内胆制备储氢瓶复合层的过程中滴加少量的低粘度树脂的方法，填补了现有干法缠绕储氢瓶制备过程产生的复合层空隙，又能提高纤维层间结合强度，同时也不影响储氢气瓶生产效率，进而有效缓解现有干法缠绕制备的储氢气瓶复合层空隙较多，同时预浸纱树脂粘度大，导致纤维复合层间容易分层的问题。

24、本发明提供的储氢瓶，该储氢瓶由上述储氢瓶制备方法制得，由上述制备方法所决定，该储氢瓶具有储氢瓶复合层空隙少，复合层中纤维间的结合强度高的优势。

技术特征：

1.一种储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述低粘度树脂的粘度为100～700mpa·s。

3.根据权利要求2所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述低粘度树脂包括：

4.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述储氢瓶内胆为非金属内胆；

5.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述预浸纱由碳纤维预浸环氧树脂组成。

6.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述低粘度树脂滴加的滴胶速度为5～30滴/min。

7.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述预浸纱缠绕的缠绕张力为10～80n；

8.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述预浸纱缠绕的缠绕过程中对内胆进行加压，所述加压的压力为7～25bar；

9.根据权利要求1所述的储氢瓶的制备方法，其特征在于，所述预浸纱缠绕的缠绕速度为50～200m/min。

10.一种根据权利要求1～9任一项所述的储氢瓶制备方法制得的储氢瓶。

技术总结
本发明提供了一种储氢瓶的制备方法及其制得的储氢瓶，涉及储氢罐制备技术领域。所述储氢瓶的制备方法首先提供储氢瓶内胆，然后将预浸纱缠绕到储氢瓶内胆表面形成复合层，随后依次进行气瓶固化、表面处理，得到储氢瓶；其中，在所述预浸纱缠绕的过程中将低粘度树脂滴加到预浸纱上。本申请通过在预浸纱缠绕储氢瓶内胆制备储氢瓶复合层的过程中滴加少量的低粘度树脂的方法，有效缓解现有干法缠绕制备的储氢气瓶复合层空隙较多，同时预浸纱树脂粘度大，导致储氢瓶的纤维复合层间容易分层开裂的问题。

技术研发人员：陈长胜,薛海龙,郭淑芬
受保护的技术使用者：未势能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29