多层管道

相关申请

本公开内容是要求于2021年4月21日提交的欧洲申请21169635.6的权益的PCT申请，该欧洲申请中的每一者的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及具有至少一个阻隔层以及布置在阻隔层的外侧的外层的多层机动车辆管道。在本公开内容的特别优选的实施例中，根据本公开内容的多层机动车辆管道是氢气输送线路或用于输送氢气的机动车辆管道。

背景技术

氢气在汽车行业中对于机动车辆中燃料电池的供应来说变得越来越重要。就此而言，用于输送氢气的机动车辆管道或机动车辆管也已经是已知的。就此而论，氢气的特征在于氢气相对于这种管道的管壁表现出相对高的渗透倾向的缺点。因此，正在努力将机动车辆管道设计成使得它们对于氢气的渗透具有高阻隔效果。为此，具有高结晶度的聚酰胺已经被用作用于管壁或管道壁的材料。为了提高机械阻力和抗渗透性，还进一步使用相对厚壁的管道。然而，考虑到所需的材料成本和管道的相应重量，这些都是不利的。在这方面需要改进。

发明内容

本公开内容基于指出了在开端所述类型的多层机动车辆管道的技术问题，该多层机动车辆管道对待穿过的流体介质具有高阻隔效果，并且该多层机动车辆管道的特征特别地在于氢气穿过管道壁的轻微渗透，并且该多层机动车辆管道还以相对低的成本进行构造，并构造为具有相对小的壁厚。

为了解决这个技术问题，本公开内容教导了多层机动车辆管道或多层机动车辆管，其中，设置了至少一个阻隔层，该阻隔层包括来自“丁烯二醇-乙烯醇共聚物(butenedial-vinyl alcohol copolymer，BVOH)、聚乙烯醇(PVOH)、与BVOH混合的聚合物、与PVOH混合的聚合物”组的至少一种材料，并且其中，由塑料制成的至少一个外层被布置在阻隔层的外侧。在本公开内容的框架内，该机动车辆管道是用于机动车辆的氢气输送管道。丁烯二醇乙烯醇(BVOH)和/或与BVOH混合的聚合物特别优选地用于根据本公开内容的阻隔层。特别地，就这种材料对氢气的阻隔效果而言，这种材料已经证实了其自身的优越性。在本公开内容的框架内，由塑料制成的至少一个内层被布置在阻隔层的内侧。

本公开内容基于以下发现：根据本公开内容的机动车辆管道或机动车辆管的设计相对于穿过管道的流体介质具有高阻隔效果，并且最重要的是，根据本公开内容的机动车辆管道或机动车辆管的设计的特征在于相对于已经穿过的氢气具有非常轻微的渗透。然而，根据本公开内容的机动车辆管道可以具有相对低成本的设计，并且与迄今为止已知的管道相比，根据本公开内容的机动车辆管道可以特别地被形成为具有相对小的管壁厚度。此外，机动车辆管道的特征在于高机械阻力，并且特别地在于优异的耐高压能力。此外，必须强调的是，根据本公开内容的管道的温度稳定性是非常有利的。在本公开内容的框架内，有用于具体地设计根据本公开内容的管道的各种选择。

在本公开内容的框架内，设置根据本公开内容的包括BVOH和/或PVOH的阻隔层意味着，该阻隔层包括至少85wt％的BVOH和/或PVOH，优选地包括至少90wt％的BVOH和/或PVOH，并且优先地包括至少95wt％的BVOH和/或PVOH，并且特别优选地由BVOH组成。本公开内容的非常特别优选的实施例的特征在于：阻隔层包括至少98wt％的BVOH和/或PVOH，并且非常特别优选地由BVOH组成。

在本公开内容的框架内，当根据本公开内容的阻隔层包括与BVOH混合的聚合物或与PVOH混合的聚合物时，这特别地意味着该聚合物混合物包括至少50wt％的BVOH或PVOH，并且优选地包括至少55wt％的BVOH或PVOH。在本公开内容的框架内，使用BVOH与EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)的聚合物混合物或PVOH与EVOH的聚合物混合物。EVOH基本上也可以用作用于根据本公开内容的阻隔层的材料。

根据本公开内容，至少一个塑料外层被设置在阻隔层的外侧。建议的是，该外层包括来自“聚酰胺、聚烯烃”组的塑料或主要包括来自“聚酰胺、聚烯烃”组的塑料。最佳的是，外层包括至少95wt％的来自“聚酰胺、聚烯烃”组的塑料。本公开内容的非常优选的实施例的特征在于，外层包括聚酰胺或主要包括聚酰胺。在这方面，非常可靠的实施例的特征在于，外层包括聚酰胺12和/或聚酰胺612或主要包括聚酰胺12和/或聚酰胺612。

如果在这里以及在下面说明了层包括聚烯烃或主要包括聚烯烃，那么这特别地意味着，该层包括聚丙烯和/或聚乙烯，并且优选地包括HDPE，或该层主要包括聚丙烯和/或聚乙烯，并且优选地主要包括HDPE。在本公开内容的框架内，如果层包括聚酰胺或主要包括聚酰胺，那么也可以涉及半芳香族聚酰胺。

在本公开内容的框架内，由塑料制成的至少一个——优选地一个——第一结合层被布置在阻隔层和外层之间。根据本公开内容的建议的实施例，该第一结合层被直接地连接到由塑料制成的外层的内侧部，而没有插置的附加层。由塑料制成的第一结合层最佳地被直接连接到阻隔层的外侧部，而没有插置的附加层。然而，至少一个附加层——特别地由塑料制成的至少一个附加层——也可以被插置在第一结合层与外层之间和/或在第一结合层与阻隔层之间。本公开内容的特别可靠的实施例的特征在于，第一结合层包括聚酰胺或主要包括聚酰胺。第一结合层优选地包括至少90wt％的聚酰胺。例如，聚酰胺6可以用作用于第一结合层的聚酰胺。

在本公开内容的框架内，由塑料制成的至少一个内层被布置在阻隔层的内侧。本公开内容的特别优选的实施例的特征在于，内层包括来自“聚酰胺、聚烯烃、含氟聚合物”组的塑料或主要包括来自“聚酰胺、聚烯烃、含氟聚合物”组的塑料。内层最佳地包括至少95wt％的上述塑料中的至少一种。在本公开内容的框架内，已经被证实有效的是，内层的至少部分区域具有导电的设计。根据本公开内容的特别建议的实施例，内层包括聚酰胺或主要包括聚酰胺。建议的是，内层包括来自“聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺612”组的至少一种聚酰胺或主要包括来自“聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺612”组的至少一种聚酰胺。

本公开内容的优选的实施例的特征在于，由塑料制成的至少一个——优选地一个——第二结合层被布置在阻隔层和内层之间。优选地，该第二结合层包括聚酰胺或主要包括聚酰胺。例如，第二结合层可以包括聚酰胺6或主要包括聚酰胺6。在本公开内容的框架内，已经被证实有效的是，第二结合层被直接地连接到阻隔层的内侧部，而没有插置的附加层。第二结合层最佳地被直接连接到内层的外侧部，而没有插置的附加层。然而，附加层——特别地由塑料制成的附加层——也可以大体上布置在内层和第二结合层之间，或者在第二结合层和阻隔层之间。

在本公开内容的框架内，设置了由塑料制成的、与内层的内侧部邻接的至少一个——特别地一个——最内层。根据本公开内容的非常可靠的实施例，最内层包括含氟聚合物或主要包括含氟聚合物。在本公开内容的框架内，特别优选的实施例是设置了包括ETFE或主要包括ETFE的最内层。ETFE是乙烯-四氟乙烯共聚物。还在本公开内容的框架内的是，最内层的至少部分区域具有导电的设计。

根据本公开内容的建议的实施例，最内层被直接地连接到内层的内侧部，而没有插置的附加层。然而，在这里也可以插置至少一个附加层——特别地由塑料制成的至少一个附加层。

本公开内容的建议的实施例的特征在于，阻隔层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少5％，优选地至少10％。外层的厚度最佳地测量为是管道的总壁厚的至少10％，特别地至少15％。内层的厚度优选地测量为是管道的总壁厚的至少5％，优选地至少10％。在本公开内容的实施例中，阻隔层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少15％，外层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少20％，并且内层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少15％。本公开内容的另一实施例的特征在于，外层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少25％，阻隔层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少20％，并且内层的厚度测量为是管道的总壁厚的至少20％。管道的总壁厚特别地测量为0.7mm至2.5mm，优选地为0.8mm至2mm，并且特别优选地为0.8mm至1.8mm。

根据本公开内容的多层机动车辆管道的特征在于相对于穿过管道的流体介质的非常高的阻隔效果。最重要的是，机动车辆管道的特征在于相对于穿过管道的氢气的高阻隔效果。特别地，根据本公开内容设计的阻隔层有助于实现这一点。然而，还必须强调的是，根据本公开内容的机动车辆管道具有有利的高机械阻力，并且最重要的是，根据本公开内容的机动车辆管道具有高的耐内部高压能力。此外，根据本公开内容的机动车辆管道的特征在于高抗温性。尽管如此，根据本公开内容的管道的制造成本也是相对便宜的。

附图说明

下面将基于仅表示了示例性实施例的附图对本公开内容进行更详细的描述。示意性地示出：

图1是根据本公开内容的管道的透视图；

图2是穿过根据图1的物体的截面图；以及

图3是根据图2的物体的另一实施例。

具体实施方式

附图示出了根据本公开内容的具有阻隔层1的多层机动车辆管或多层机动车辆管道R。该机动车辆管道R是用于使氢气穿过的氢气输送管道。在示例性实施例中，阻隔层1包括丁烯二醇-乙烯醇共聚物(BVOH)或主要包括BVOH。在根据附图的示例性实施例中，由聚酰胺12制成的外层2被布置在阻隔层1的外侧。此外，在示例性实施例中，管道R具有内层3，例如，该内层3包括聚酰胺6或主要包括聚酰胺6。内层3可以设置有导电添加剂，使得内层3在设计上至少在内层3的内侧部是导电的。

在根据附图的示例性实施例中，第一结合层4被布置在外层2和阻隔层1之间，例如，该第一结合层4可以包括聚酰胺6或主要包括聚酰胺6。在根据本公开内容的示例性实施例中，第二结合层5被插置在内层3和阻隔层1之间，例如，该第二结合层5可以包括聚酰胺6或者主要包括聚酰胺6。

在图2的实施例中，根据本公开内容的机动车辆管道R总共有五层，具体地，根据本公开内容的机动车辆管道R从外到内具有外层2、第一结合层4、由BVOH制成的阻隔层1、第二结合层5和内层3。

在图3的示例性实施例中，总共设置了六层管道。相比于根据图2的实施例，在此存在附加的最内层6。该最内层6优选地包括含氟聚合物或主要包括含氟聚合物，并且在根据图3的示例性实施例中，最内层6最佳地包括ETFE或主要包括ETFE。最内层6在此可以具有导电添加剂，使得最内层6在设计上至少在最内层6的内侧部是导电的。