一种电解槽用密封垫片及电解槽制造技术

本申请提供了一种电解槽用密封垫片及电解槽，其中电解槽用密封垫片包括：垫片主体，所述垫片主体内设有开口，所述垫片主体上设置有流道孔；外圈，固定设置在所述垫片主体的外侧壁；其中，所述垫片主体由氟塑料制成，所述外圈由遇水膨胀橡胶制成。本申请提供的电解槽用密封垫片利用氟塑料耐高温、耐热氧老化、耐强碱等特性隔绝遇水膨胀橡胶材料与电解槽内部碱液和氧气，提高垫片使用寿命；并且利用遇水膨胀橡胶材料回弹性高、应力补偿性好、蠕变低等优异特性补偿PTFE回弹缺陷，同时，遇水膨胀橡胶具备以水止水功能，与少量电解液接触即能够迅速体积膨胀，膨胀后可填补密封界面缝隙，提高接触应力，进一步提高密封效果，降低密封失效风险。效风险。效风险。

【技术实现步骤摘要】
一种电解槽用密封垫片及电解槽


[0001]本申请属于碱性电解水制氢领域，具体涉及一种电解槽用密封垫片及电解槽。

技术介绍

[0002]电解水制氢电解槽，通常由数个乃至数百个电解小室构成，其中小室与小室间及隔膜与极框间的密封垫片起核心作用，垫片受到电解槽两端紧固螺栓及碟簧传递的压缩力引起形变，依靠回弹作用在接触面产生接触应力，实现弹性补偿来密封。
[0003]现有制氢电解槽极板密封一般采用PTFE(聚四氟乙烯)垫片来密封，尤其是在大电解槽领域。PTFE属于工程塑料，分子链为线型螺旋构象，分子链间相互作用力小，结晶度高，有易蠕变松弛、回弹率低、弹性补偿差等缺点。应用在电解槽密封领域，PTFE蠕变后，尺寸难以恢复，需定期锁紧螺栓，锁紧周期难以确定，在锁紧螺栓过程中又会进一步加速PTFE蠕变，影响垫片使用寿命；在设备启停或高低温环境转换工况中，PTFE回弹率低、回弹速率慢，垫片不能够及时回弹，有密封失效风险。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的问题，本申请提供了一种电解槽用密封垫片。本申请技术方案如下：
[0005]一种电解槽用密封垫片，包括：
[0006]垫片主体，所述垫片主体内设有开口，所述垫片主体上设置有流道孔；
[0007]外圈，固定设置在所述垫片主体的外侧壁；
[0008]其中，所述外圈由遇水膨胀橡胶制成。
[0009]进一步地，所述垫片主体由氟塑料或乙丙橡胶制成。
[0010]进一步地，所述外圈通过黏结固定设置在所述垫片主体的外侧壁。<br/>[0011]进一步地，沿所述电解槽用密封垫片的厚度方向，所述垫片主体与所述外圈设置有相互配合的齿槽。
[0012]进一步地，所述遇水膨胀橡胶包含乙丙橡胶、EVA橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、乙烯
‑
醋酸乙烯酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶中的一种或两种以上的组合。
[0013]进一步地，所述遇水膨胀橡胶的遇水最大膨胀率大于等于1000％。
[0014]进一步地，所述氟塑料包含聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯
‑
全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)、四氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物(FEP)、聚乙烯氟化物(PVDF)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、或三氟氯乙烯
‑
乙烯共聚物中的一种或两种以上的组合。
[0015]进一步地，所述氟塑料中含有无机添加剂，所述无机添加剂选自SiO2、无机纤维、二硫化钼中的一种或两种以上的组合。
[0016]进一步地，所述乙丙橡胶选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或两种的组合。
[0017]进一步地，所述电解槽用密封垫片的宽度为1mm～500mm，优选为5mm
‑
150mm；和/或，所述电解槽用密封垫片的厚度为0.1mm～300mm；和/或，所述电解槽用密封垫片的等效内径为0.1mm～5000mm；和/或，所述外圈的宽度占所述电解槽用密封垫片的宽度的5％～80％。
[0018]进一步地，所述电解槽用密封垫片为多边形框体或环形。
[0019]进一步地，所述流道孔为圆孔或腰形孔；和/或，所述流道孔横截面积为1mm2～100000mm2。
[0020]另外，本申请还提供了一种电解槽，其设置有上述电解槽用密封垫片。
[0021]进一步地，所述电解槽还包含阴极室和阳极室，在所述阴极室和阳极室之间设置所述电解槽用密封垫片。
[0022]本申请提供一种电解槽用密封垫片，由垫片主体和遇水膨胀橡胶制成的外圈形成。从而利用垫片主体隔绝遇水膨胀橡胶材料与电解槽内部碱液和氧气，提高垫片使用寿命；并且利用遇水膨胀橡胶材料回弹性高、应力补偿性好、蠕变低等优异特性补偿PTFE回弹缺陷，在设备启停或高低温转换过程，遇水膨胀橡胶能够迅速回弹，起到密封作用，同时，遇水膨胀橡胶具备以水止水功能，与少量电解液接触即能够迅速体积膨胀，膨胀后可填补密封界面缝隙，提高接触应力，进一步提高密封效果，降低密封失效风险。
[0023]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够使得本申请的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本申请的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
[0024]图1：一个实施例中电解槽用密封垫片的结构示意图；
[0025]图2：图1中A
‑
A
’
截面示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1、垫片主体；2、开口；3、流道孔；4、外圈。
具体实施方式
[0028]本申请的以下实施方式仅用来说明实现本申请的具体实施方式，这些实施方式不能理解为是对本申请的限制。其他的任何在未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均视为等效的置换方式，落在本申请的保护范围之内。
[0029]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电解槽用密封垫片，包括：
[0030]垫片主体1，所述垫片主体1内设有开口2，所述垫片主体1上设置有流道孔3；
[0031]外圈4，固定设置在所述垫片主体1的外侧壁侧。
[0032]其中，所述外圈4由遇水膨胀橡胶制成。
[0033]本实施方式对现有技术进行改进，提供了一种电解槽用密封垫片，主要用于电解水制氢领域所用的小室间极框之间密封。在垫片主体1的外侧壁设置外圈4，外圈4的材料为遇水膨胀橡胶，利用遇水膨胀橡胶材料回弹性高、应力补偿性好、蠕变低等优异特性补偿PTFE回弹缺陷，在设备启停或高低温转换过程，遇水膨胀橡胶能够迅速回弹，起到密封作
用，同时，遇水膨胀橡胶具备以水止水功能，与少量电解液接触即能够迅速体积膨胀，膨胀后可填补密封界面缝隙，提高接触应力，提高密封效果，降低密封失效风险。
[0034]在一个实施方式中，所述垫片主体由氟塑料或乙丙橡胶制成。
[0035]氟塑料指用氟树脂制成的塑料。由于氟塑料分子结构中含有氟原子，所以具有许多优异的性能，如优良的高度的耐高温、突出的耐油性、耐溶剂和耐磨性能，良好的耐湿性和耐低温性、耐热氧老化、耐强碱。
[0036]乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶。乙丙橡胶因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，故其耐碱、耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，具有良好的耐化学品、电绝缘性能、冲击弹性、低温性能、低密度和高填充性及耐热水性和耐水蒸气性、良好的回弹性等。
[0037]本实施方式对垫片主体1进行了进一步限定，当垫片主体1采用氟塑料(如PTFE等)或者乙丙橡胶材料时，利用氟塑料耐高温、耐热氧老化、耐强碱等特性或者利用乙丙橡胶具备良好耐碱、耐天候、回弹性好、耐低温等特性隔绝遇水膨胀橡胶材料与电解槽内部碱液和氧气，进一步提高垫片使用寿命。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解槽用密封垫片，其特征在于，包括：垫片主体，所述垫片主体内设有开口，所述垫片主体上设置有流道孔；外圈，固定设置在所述垫片主体的外侧壁；其中，所述外圈由遇水膨胀橡胶制成。2.如权利要求1所述的电解槽用密封垫片，其特征在于，所述垫片主体由氟塑料或乙丙橡胶制成。3.如权利要求1所述的电解槽用密封垫片，其特征在于，所述外圈通过黏结固定设置在所述垫片主体的外侧壁。4.如权利要求1所述的电解槽用密封垫片，其特征在于，沿所述电解槽用密封垫片的厚度方向，所述垫片主体与所述外圈设置有相互配合的齿槽。5.如权利要求1所述的电解槽用密封垫片，其特征在于，所述遇水膨胀橡胶包含乙丙橡胶、EVA橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、乙烯
‑
醋酸乙烯酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶或氟橡胶。6.如权利要求1所述的电解槽用密封垫片，其特征在于，所述遇水膨胀橡胶的遇水最大膨胀率大于等于1000％。7.如权利要求2所述的电解槽用密封垫片，其特征在于，所述氟塑料包含聚四氟乙烯、四氟乙烯
‑
全氟烷基乙烯醚共聚物、四氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琛，郭鲁宁，
申请(专利权)人：无锡隆基氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：