一种氢能设备设施防爆毯结构设计及制备方法技术

本发明专利技术提供一种氢能设备设施防爆毯结构设计及制备方法，属于安全防护装备应用领域

【技术实现步骤摘要】
一种氢能设备设施防爆毯结构设计及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种氢能设备设施防爆毯结构设计及制备方法，属于安全防护装备应用领域
。

技术介绍

[0002]化石能源的过度使用促使全球气候的不断发生恶化，全球能源正在快速向高效
、
清洁
、
低碳的方向加速转型
。
氢能作为资源丰富
、
热值高的清洁能源一直受到广泛关注，并被认为是
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世纪最具发展前景的清洁能源，将有助于解决全球化石能源的过度消耗和生态环境日益恶化的严重问题，在军
、
民等各个领域均有极好的应用前景
。
但是氢能在工程化应用过程中面临着严峻的安全性问题，特别是在氢加注
、
灌装与储运等典型氢能应用场景中，隐藏着氢泄露
、
氢燃爆等诸多不安全因素，事故产生的高温高压气流
、
冲击波以及高速容器破片等危险因素具有对周围设备设施造成二次损坏或者殉爆的极大可能，同时严重威胁着工作人员的生命健康安全，因此必须针对氢能工程化应用的安全性问题采取有效解决措施
。
[0003]目前，氢加注
、
灌装与储运过程中的安全防护措施较为薄弱，常见手段主要有三类，第一类是加强罐体
、
管体
、
阀门以及其他各类结构件的强度
。
但是原材料本身的强度是有限的，并且在低温高压的环境中更容易发生裂纹扩展以及氢脆等损伤，安全防护作用的提升极为有限
。
第二类则是在设备设施外围修建加固防爆墙体，将所有设备设施包含其中，这种方法不仅消耗巨额投入，而且成效不显著
。
第三类则是当下较为行之有效的方法，即在氢能设备设施周围增设防爆毯防护装置，将设备设施与工作人员
、
其他设备设施独立分离开来
。
中国专利
CN 114636361 A
公开了一种软质围栏式一体化防爆毯，其中防火防爆围栏为两端开口的筒形结构，盖体盖装在防火防爆围栏的顶部开口处，防弹围栏同轴设置在防火防爆围栏外部，与防火防爆围栏贴合相连，阻挡作用较为显著
。
中国专利
CN 109059699 A
公开了一种芳纶复合结构的防爆毯，结构包括围栏和盖毯两部分，其中围栏包括内栏和外栏，盖毯中心位置对正围栏的圆心位置
。
但是防爆毯在防护过程中仍然存在着结构复杂
、
使用繁琐等问题，并且现有防爆毯的防护性能与储氢罐防护需求不匹配，抗爆
、
抑爆性能不足，安装可靠性差，难以满足实际需求
。
[0004]因此，针对上述缺陷与不足，本专利技术提供一种氢能设备设施防爆毯结构设计及制备方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决防爆毯结构复杂，抗爆
、
抑爆性能不足，防护装置搭建不方便
、
固定繁琐，难以满足实际氢能设备设施安全防护应用需求的问题，而提供的一种氢能设备设施防爆毯结构设计及制备方法，该结构为多层复合结构，制备工艺简单，具有优异的防护性能
。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种氢能设备设施防爆毯结构包括：加强防护涂层
、
复合防护结构层
。
所述加强防护涂层为增强聚脲涂层，涂层厚度为1～
3mm
，采用喷涂工艺实现；所述复合防护结构层包括套装防水布
、
复合防护层；所述复合防护层包括防护芯片层1，支撑层1，防护芯片层2，支撑层2以及防护芯片层3；所述防护芯片层1为5～
10
层强化芳纶机织布层
A
；所述防护芯片层2为
20
～
40
层强化芳纶机织布层
B
；所述防护芯片层3为8～
15
层强化芳纶机织布层
A
；所述支撑层
1、
支撑层2均为3～5层增强碳纤维机织布层
C
；所述防护芯片层
1、
支撑层
1、
防护芯片层
2、
支撑层
2、
防护芯片层3按照防护芯片层1→
支撑层1→
防护芯片层2→
支撑层2→
防护芯片层3的顺序叠加放置，并使用套装防水布进行密闭封装；所述加强防护涂层喷涂在紧贴防护芯片层1的套装防水布表面，作为迎爆面；所述防爆毯在左上
、
左下
、
右上
、
右下四个位置处设置有固定孔，并安装铝合金保护圈层，进行防爆毯的固定
。
[0008]一种氢能设备设施防爆毯制备方法，具体步骤如下：
[0009]步骤一
、
按照甲基丙烯酸甲酯溶液
1、
炭黑粉末与硅酸钾粉末的质量比为
200∶2
～
3∶2
～4称取甲基丙烯酸甲酯溶液
1、
炭黑与硅酸钾粉末，继而将甲基丙烯酸甲酯溶液
1、
炭黑与硅酸钾粉末混合，并采用机械搅拌，搅拌转速为
500
～
700r/min
，
20
～
40min
后得到强化胶黏剂
A
；
[0010]所述甲基丙烯酸甲酯溶液1固含量为
50
％；
[0011]所述炭黑粉末粒径分布为
20
～
50
μ
m
；
[0012]所述硅酸钾粉末粒径分布为
10
～
30
μ
m。
[0013]步骤二
、
将步骤一所得强化胶黏剂
A
均匀涂刷在芳纶机织布表面，并将涂刷强化胶黏剂
A
的芳纶机织布置于干燥台，温度为
40
～
50℃
，2～
3h
后即得到强化芳纶机织布
A
，继而按照应用尺寸需求进行裁切
、
叠层，即得到强化芳纶机织布层
A
；
[0014]步骤三
、
按照甲基丙烯酸甲酯溶液
2、
甲基丙烯酸缩水甘油酯与蒙脱土粉末的质量比为
600
～
800∶200
～
300∶7
～
10
称取甲基丙烯酸甲酯溶液
2、
甲基丙烯酸缩水甘油酯与蒙脱土粉末，继而将甲基丙烯酸甲酯溶液
2、
甲基丙烯酸缩水甘油酯与蒙脱土粉末混合，并采用机械搅拌，搅拌转速为
500
～
700r/min
，
30
～...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氢能设备设施防爆毯，其中，所述氢能设备设施防爆毯包括加强防护涂层
、
复合防护结构层；所述复合防护结构层包括套装防水布
、
复合防护层；所述复合防护层包括防护芯片层1，支撑层1，防护芯片层2，支撑层2以及防护芯片层
3。
其特征在于：所述加强防护涂层为空心碳化硅陶瓷微球与氧化石墨烯增强聚脲涂层；所述防护芯片层1为5～
10
层强化芳纶机织布层
A
；所述防护芯片层3为8～
15
层强化芳纶机织布层
A
；所述强化芳纶机织布
A
由芳纶机织布和强化胶黏剂
A
制备得到，所述强化胶黏剂
A
包括甲基丙烯酸甲酯溶液
1、
炭黑粉末与硅酸钾粉末；所述防护芯片层2为
20
～
40
层强化芳纶机织布层
B
；所述强化芳纶机织布
B
由芳纶机织布和强化胶黏剂
B
制备得到，所述强化胶黏剂
B
包括甲基丙烯酸甲酯溶液
2、
甲基丙烯酸缩水甘油酯与蒙脱土粉末；所述支撑层
1、
支撑层2均为3～5层增强碳纤维机织布层
C
；所述增强碳纤维机织布
C
由碳纤维机织布和增强胶黏剂
C
制备得到，所述增强胶黏剂
C
包括脲醛树脂
、
柠檬烯
、
邻苯二甲酸二甲酯与云母粉末
。2.
根据权利要求1所述的氢能设备设施防爆毯，其中，所述增强聚脲涂层中，所述聚脲涂料
、
空心碳化硅陶瓷微球与氧化石墨烯分散液的质量比为
500∶1∶1。3.
根据权利要求1所述的氢能设备设施防爆毯，其中，所述强化胶黏剂
A
中，所述甲基丙烯酸甲酯溶液
1、
炭黑粉末与硅酸钾粉末的质量比为
200∶2
～
3∶2
～
4。4.
根据权利要求1所述的氢能设备设施防爆毯，其中，所述强化胶黏剂
B
中，所述甲基丙烯酸甲酯溶液
2、
甲基丙烯酸缩水甘油酯与蒙脱土粉末的质量比为
600
～
800∶200
～
300∶7
～
10。5.
根据权利要求1所述的氢能设备设施防爆毯，其中，所述增强胶黏剂
C
中，所述脲醛树脂
、
柠檬烯
、
邻苯二甲酸二甲酯与云母粉末的质量比为
400
～
500∶100
～
200∶10
～
20∶3
～
4。6.
根据权利要求1或2所述的氢能设备设施防爆毯，其中，所述空心碳化硅陶瓷微球粒径分布为
30
～
50nm
；所述氧化石墨烯分散液的质量分数为6％
。7.
根据权利要求1或3所述的氢能设备设施防爆毯，其中，所述甲基丙烯酸甲酯溶液1固含量为

【专利技术属性】
技术研发人员：潘智勇，许健，兰玉岐，艾青松，陈虹，李宗家，黄磊，李年华，刘明昊，吴中伟，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所航天氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：