【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种基于低渗漏树脂的储气瓶及其制备方法，属于储氢气瓶。
技术介绍
1、随着石油资源的不断减少，汽车行业越来越偏向于发展绿色节能能源，氢气燃烧能够有效减少污染物的排出，因此采用氢气作为燃料制备得到的新能源汽车逐渐成为研究热点。
2、车载储氢技术的好坏直接关系到燃料电池汽车的续航、成本和安全性，目前车载储氢技术主要使用储氢气瓶进行高压气态储氢，现有的储氢气瓶主要分为四种类型：全金属气瓶、金属内胆纤维环向缠绕气瓶、金属内胆纤维全缠绕气瓶和塑料内胆纤维全缠绕气瓶。
3、塑料内胆纤维全缠绕气瓶是由塑料内胆、瓶嘴接头和纤维缠绕层组成的，具有轻量化、大容量、耐高压等优点。然而塑料内胆的成型过程中会不可避免的出现气泡，导致氢气渗漏，降低储气瓶的致密性和机械强度，进而影响储气瓶的安全性。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供了一种基于低渗漏树脂的储气瓶及其制备方法，该储气瓶的塑料内胆由内胆内层和内胆外层组成，通过对内胆内层和内胆外层中的基材进行合理配比，能够避免塑料内胆在成型中出现气泡，提高储气瓶的致密性和机械强度，从而降低氢气的泄露。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种基于低渗漏树脂的储气瓶，其包括：
3、内胆内层：按重量份数计，所述内胆内层包括60-70份pa11、10-20份evoh、15-25份环氧树脂、3-5份多异氰酸酯、2-3份固化剂和2-5份增塑剂；
4、内胆外层：所述内胆外层设置于所述内胆内层的外侧，所述内胆
5、纤维缠绕层：所述纤维缠绕层设置于所述内胆外层的外侧。
6、本申请的塑料内胆由内胆外层和内胆内层组成，采用pa1 1为基材，与环氧树脂、evoh复配的加工性能好，evoh自身能够提高内胆内层的抗氢气渗透性，环氧树脂与多异氰酸酯通过固化剂形成的交联网络能够与evoh紧密结合，从而进一步提高内胆内层的致密性，降低氢气泄漏率。
7、内胆外层中采用的是pa11和环氧树脂为基材，上述两种物质与内胆内层中的基材一致，可提高内胆外层和内胆内层的结合性，避免塑料内胆出现分层，塑料内胆中添加的磺胺二甲嘧啶，能够与环氧树脂形成交联网络，可显著增加内胆外层的致密性，进一步阻止氢气的渗漏，引入的苯环结构能够提高塑料内胆的机械强度，提高储气瓶的安全性和抗变性，并且与内胆内层中的环氧树脂网络连接，增加内胆内层和内胆外层的连接强度，提高塑料内胆的抗疲劳性，长期使用中仍能够保持较低的变形率，提高储气瓶的安全性，另外，磺胺二甲嘧啶中的硫氧双键与环氧树脂亲和力强，促进环氧树脂的固化，故其加入能够在内胆外层的加工成型中起到润滑剂的作用，制备得到的内胆外层的光滑度提高，避免塑料内胆在成型中出现气泡，从而进一步阻止氢气的渗漏。
8、可选地，所述内胆内层还包括4-8份低渗漏助剂，所述低渗漏助剂结构式如下：
9、其中，r1选自包含直链或支链的c3-c6烷基中的一种，r2和r3独立的选自包含直链或支链的c1-c3烷基中的一种，r4选自包含直链或支链的c1-c3烷基中的一种。
10、该低渗漏助剂的加入能够明显降低内胆内层的氢气渗漏率，提高塑料内胆的抗变形性和抗疲劳性，多次重复使用后仍能维持储气瓶的储氢性能，低渗漏助剂的磺酸根与磺胺二甲嘧啶中的硫氧双键均含有硫元素，能够提高内胆内层与内胆外层的相容性，从而进一步提高内胆内层和内胆外层的结合强度，进一步降低塑料内胆整体的氢气渗漏率；低渗漏助剂中的羰基能够增加与环氧树脂网络的结合性，便于该低渗漏助剂沿环氧树脂交联网络分散，从而与环氧树脂、evoh共同形成致密的保护层，降低氢气的渗漏。
11、低渗漏助剂中r1和r4的烷基能够增加低渗漏助剂的链长，提高低渗漏助剂的自由度，从而使得低渗漏助剂能够在内胆内层的基材中均匀分散，形成致密的防渗网，r2和r3的烷基作为侧链基团，不易过长，过长会使得低渗漏助剂的位阻增加，不利于其均匀分散，且降低低渗漏助剂与内胆外层的结合性。
12、可选地，所述r1选自直链的c3-c6烷基中的一种，r2和r3选自乙基，r4选自直链的c1-c3烷基中的一种。
13、直链的r1和r4能够提高低渗漏助剂在基材中的分散性，r2和r3为乙基，既能够降低低渗漏助剂的位阻，提高分散性，又能够提高低渗漏助剂与基材的结合性，使得氢气渗漏率明显降低。
14、可选地，所述低渗漏助剂由第一单体和第二单体反应制备得到，所述第一单体选自
15、(二甲氨基)丙酮、(7ci,8ci,9ci)-3-(二甲基氨基)-2-丁酮、二乙胺基丙酮、5-二乙氨基-2-戊酮、1-二丙氨基-2-丙酮中的至少一种；
16、所述第二单体选自丙磺酸内酯、丁磺酸内酯、戊磺酸内酯、己磺酸内酯中的至少一种。
17、可选地，所述低渗漏助剂的制备方法为：
18、将摩尔比为1：(1-1.1)的所述第一单体和第二单体溶于溶液中，在100-110℃下搅拌反应2-5h后得到。
19、第一单体和第二单体在上述反应条件下进行反应，能够提高第一单体和第二单体的转化率，从而提高低渗漏助剂的纯度。
20、可选地，所述内胆外层还包括10-15份纳米填料。
21、添加纳米填料能够缩短与纤维缠绕层的热膨胀差异性，增加与内胆内层及纤维缠绕层的结合强度，从而避免脱层，且降低微裂纹的产生，即使在出现微裂纹时，也能够阻止微裂纹的进一步扩展，提高气瓶的密封性。
22、可选地，所述纳米填料由重量比为(2-4)：1的改性蒙脱土和改性二氧化锆组成。
23、经过验证，上述两种改性纳米填料能够互补，在提高塑料内胆密封性的同时还能够提高塑料内胆的机械强度和抗变形性，该两种物质的加入也提高了与纤维缠绕层的结合力，便于浸渍纤维的紧密缠绕，协同提高气瓶的密封性，尤其是低温密封性。
24、可选地，所述改性蒙脱土为经过单宁酸和磺胺脒改性后得到的。
25、可选地，所述改性蒙脱土的制备方法为：将蒙脱土置于含有单宁酸的溶液中，30-50℃下超声1-2h，过滤、干燥后得到中间体，之后将所述中间体置于含有磺胺脒的溶液中，50-60℃下搅拌反应4-5h，过滤、干燥后即得。
26、采用单宁酸对蒙脱土进行酸化改性，可减少蒙脱土的层间结合力，提高蒙脱土自身的比表面积，得到的中间体再置于含有磺胺脒的溶液中时，能够使得磺胺脒接枝在蒙脱土的表面，上述改性后得到的改性蒙脱土一是能够参与环氧树脂的开环反应，提高纳米填料与环氧树脂的结合性，便于纳米填料的分散，提高气瓶的尺寸均匀性，避免出现应力集中点，进而提高气瓶的抗变形性；二是纳米填料中含有多个氨基，可以作为环氧树脂网络的交联点，提高环氧树脂交联网络的致密本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于低渗漏树脂的储气瓶，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储气瓶，其特征在于，所述内胆内层还包括4-8份低渗漏助剂，所述低渗漏助剂结构式如下：
3.根据权利要求2所述的储气瓶，其特征在于，所述R1选自直链的C3-C6烷基中的一种，R2和R3选自乙基，R4选自直链的C1-C3烷基中的一种。
4.根据权利要求2所述的储气瓶，其特征在于，所述低渗漏助剂由第一单体和第二单体反应制备得到，所述第一单体选自(二甲氨基)丙酮、
5.根据权利要求4所述的储气瓶，其特征在于，所述低渗漏助剂的制备方法为：
6.根据权利要求1所述的储气瓶，其特征在于，所述内胆外层还包括10-15份纳米填料。
7.根据权利要求6所述的储气瓶，其特征在于，所述纳米填料由重量比为(2-4)：1的改性蒙脱土和改性二氧化锆组成。
8.根据权利要求7所述的储气瓶，其特征在于，所述改性蒙脱土的粒径为400-500nm，所述改性二氧化锆的粒径为50-200nm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的储气瓶的制备方法，其特征
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中滚塑工艺的温度为200-230℃。
...【技术特征摘要】
1.一种基于低渗漏树脂的储气瓶，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储气瓶，其特征在于，所述内胆内层还包括4-8份低渗漏助剂，所述低渗漏助剂结构式如下：
3.根据权利要求2所述的储气瓶，其特征在于，所述r1选自直链的c3-c6烷基中的一种，r2和r3选自乙基，r4选自直链的c1-c3烷基中的一种。
4.根据权利要求2所述的储气瓶，其特征在于，所述低渗漏助剂由第一单体和第二单体反应制备得到，所述第一单体选自(二甲氨基)丙酮、
5.根据权利要求4所述的储气瓶，其特征在于，所述低渗漏助剂的制备方法为：
【专利技术属性】
技术研发人员：屠硕，蔡立柱，裴金迪，杨波，
申请(专利权)人：沈阳欧施盾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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