高压氢设备用气体密封构件及高压氢设备制造技术

本发明专利技术提供一种高压氢设备用气体密封构件，能够充分抑制突出破损的发生和起泡破损的发生这二者。本发明专利技术的高压氢设备用气体密封构件包含弹性体组合物的交联物，上述弹性体组合物含有弹性体和纤维状碳纳米结构体，含有上述弹性体的弹性体组分的交联物的氢扩散系数D1和上述弹性体组合物的交联物的氢扩散系数D2满足关系式0.7

Gas Sealing Components for High Pressure Hydrogen Equipment and High Pressure Hydrogen Equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压氢设备用气体密封构件及高压氢设备
本专利技术涉及高压氢设备用气体密封构件及高压氢设备。
技术介绍
一直以来，使用填充物(packing)或垫圈等气体密封构件作为防止气体泄漏的构件。并且，这样的气体密封构件在例如燃料电池车用的氢站等中被使用(例如，参照专利文献1，2)。在这样的用途中，由于气体密封构件暴露在高温环境等严酷条件下，因此要求气体密封构件在高温环境下具有更高的耐久性。例如在专利文献3中，通过将弹性体组合物进行交联而形成气体密封构件，从而提供即使在高温环境等严酷的条件下也能长时间耐用的气体密封构件，所述弹性体组合物是对3元系含氟弹性体以规定的比例配合了具有规定的平均直径的多层碳纳米管而成的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-090050号公报；专利文献2：日本特开2015-206002号公报；专利文献3：日本特开2014-109020号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，对于在燃料电池车用的氢站等高压氢设备中使用的气体密封构件，要求在例如35MPa以上且105MPa以下的高压氢气环境下具有耐久性。由于在与这样的高压氢相接触的气体密封构件中可能引起突出破损及起泡破损，因此要求抑制这些破损的发生。在此，“突出破损”是指，由于与高压的氢的接触，气体密封构件从规定的设置位置(例如，设置用的槽等)突出，通过向设置位置周围的间隙等咬入而产生的破损。另外，“起泡破损”是指，由于与高压的氢的接触，渗透到气体密封构件内部的氢在快速减压等时滞留于气体密封构件的内部的状态下膨胀而使气体密封构件破裂从而产生的破损。但是，专利文献3所记载的气体密封构件虽然在高温环境下的耐久性优异，但是不能说在应用于高压氢设备时的高压氢条件下的耐久性是充分的，不能说能够充分抑制突出破损及起泡破损的发生。因此，本专利技术的目的在于提供能够充分抑制突出破损的发生和起泡破损的发生这二者的高压氢设备用气体密封构件。另外，本专利技术的目的在于提供充分抑制了气体密封构件的突出破损和起泡破损的发生的高压氢设备。用于解决课题的方案本专利技术者为了达成上述目的进行了深入研究。然后，本专利技术者发现一种包含弹性体组合物的交联物的高压氢设备用气体密封构件，上述弹性体组合物含有弹性体和纤维状碳纳米结构体，如果含有上述弹性体的弹性体组分的交联物的氢扩散系数D1和上述弹性体组合物的交联物的氢扩散系数D2满足关系式0.7<D2/D1<1.0，则能够充分地抑制突出破损的发生和起泡破损的发生这二者，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的目的是有利地解决上述课题，本专利技术的高压氢设备用气体密封构件的特征在于，包含弹性体组合物的交联物，上述弹性体组合物含有弹性体和纤维状碳纳米结构体，含有上述弹性体的弹性体组分的交联物的氢扩散系数D1和上述弹性体组合物的交联物的氢扩散系数D2满足关系式0.7<D2/D1<1.0。这样，包含弹性体的弹性体组分的交联物的氢扩散系数D1和弹性体组合物的交联物的氢扩散系数D2满足关系式0.7<D2/D1<1.0的气体密封构件能充分抑制突出破损的发生和起泡破损的发生。在此，在本专利技术的高压氢设备用气体密封构件中，上述弹性体可以是腈橡胶、氢化腈橡胶或氟橡胶。在此，例如，如果将氟橡胶作为弹性体来使用，则能使耐热性等提高。并且，优选上述纤维状碳纳米结构体的平均直径为1nm以上且60nm以下。这是因为，如果使用平均直径为1nm以上且60nm以下的纤维状碳纳米结构体，则能进一步抑制突出破损的发生和起泡破损的发生。另外，“纤维状碳纳米结构体的平均直径(Av)”能够通过使用透射型电子显微镜对随机选择的100根纤维状碳纳米结构体的直径(外径)进行测量从而求出。此外，优选上述纤维状碳纳米结构体包含单层碳纳米管。这是因为，通过纤维状碳纳米结构体包含单层碳纳米管，从而能够进一步抑制突出破损的发生和起泡破损的发生。进而，优选在上述弹性体组合物中，相对于每100质量份上述弹性体，以3质量份且15质量份以下的比例含有纤维状碳纳米结构体，所述纤维状碳纳米结构体包含上述单层碳纳米管。这是因为，只要在上述弹性体组合物中，相对于每100质量份上述弹性体，以3质量份且15质量份以下的比例含有包含上述单层碳纳米管的纤维状碳纳米结构体，则能够可靠地抑制突出破损的发生和起泡破损的发生。而且，上述本专利技术的高压氢设备用气体密封构件也可以在与35MPa以上且105MPa以下的高压氢接触的状态下被使用。此外，本专利技术的高压氢设备能够设为具有以下元件的设备：容器，其填充有35MPa以上105MPa以下的高压氢；和高压氢设备用气体密封构件，其与填充于上述容器内的上述高压氢接触。通过使用上述的高压氢设备用气体密封构件，从而即使与35MPa以上且105MPa以下的高压氢接触，也能获得充分的耐久性。另外，高压氢的压力能够设为例如60MPa以上或70MPa以上。此外，高压氢的压力能够设为例如100MPa以下或95MPa以下。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种高压氢设备用气体密封构件，能够充分抑制突出破损的发生和起泡破损的发生这二者。此外，根据本专利技术，能够提供一种高压氢设备，能够充分抑制了气体密封构件的突出破损和起泡破损的发生。附图说明图1是表示氢站的结构的示意图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。在此，本专利技术的高压氢设备用气体密封构件能够在燃料电池车用的氢站等中作为防止气体泄漏的构件来使用。特别是本专利技术的高压氢设备用气体密封构件能够适合使用于高压氢设备用气体密封构件与高压氢相接触的高压氢设备中。作为这样的高压氢设备，可举出例如具有填充了高压氢的容器和与填充在容器内的高压氢接触并防止高压氢的泄露的高压氢设备用气体密封构件的高压氢设备。在此，“高压氢设备”是指处理高压氢(例如35MPa以上且105MPa以下)的设备，具体来说可举出在氢站使用的氢制造装置(例如，后述的图1中的氢制造装置111)、氢气压缩机(例如，后述的图1中的氢气压缩机(升压机)112)、储气机(例如，后述的图1中的储气机(蓄压器)113)、分配器(例如，后述的图1中的分配器114)、搭载于车辆(例如，后述的图1中的车辆(燃料电池车)120)的燃料电池等。(高压氢设备用气体密封构件)本专利技术的高压氢设备用气体密封构件能够通过将弹性体组合物成型为所希望的形状而得到。具体来说，高压氢设备用气体密封构件是例如将弹性体组合物投入到金属模具从而能够使其交联而形成。并且，使用弹性体组合物形成的高压氢设备用气体密封构件以与弹性体组合物同样的比率含有来自弹性体组合物所含有的组分的组分。即，在例如弹性体组合物含有交联剂的情况下，高压氢设备用气体密封构件含有交联了的弹性体组分和纤维状碳纳米结构体，任意地还包含增强材料等添加剂。另外，高压氢设备用气体密封构件的形状能够设为与用途对应的任意形状，高压氢设备用气体密封构件例如可以是环状的气体密封构件(O型环)，也可以是中空圆盘状的气体密封构件。并且，上述高压氢设备用气体密封构件能够充分抑制突出破损的发生和起泡破损的发生这二者。另外，高压氢设备用气体密封构件包含后述的将弹性体组合物交联而成的交联物，而交联物的“拉伸强度”及“断裂时伸长率”能够按照JISK6251进行测量。此外，交联物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压氢设备用气体密封构件，其包含弹性体组合物的交联物，所述弹性体组合物含有弹性体和纤维状碳纳米结构体，含有所述弹性体的弹性体组分的交联物的氢扩散系数D1和所述弹性体组合物的交联物的氢扩散系数D2满足关系式0.7<D2/D1<1.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.14 JP 2017-0254621.一种高压氢设备用气体密封构件，其包含弹性体组合物的交联物，所述弹性体组合物含有弹性体和纤维状碳纳米结构体，含有所述弹性体的弹性体组分的交联物的氢扩散系数D1和所述弹性体组合物的交联物的氢扩散系数D2满足关系式0.7<D2/D1<1.0。2.根据权利要求1所述的高压氢设备用气体密封构件，其中，所述弹性体是腈橡胶、氢化腈橡胶或氟橡胶。3.根据权利要求1或2所述的高压氢设备用气体密封构件，其中，所述纤维状碳纳米结构体的平均直径为1nm以上且60nm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的高压氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村伸，武山庆久，
申请(专利权)人：国立大学法人九州大学，日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP