[发明专利]除去存在于气体瓶表面上的复合材料涂层的方法

说明书

本发明涉及一种除去存在于用于储存加压气体的气体瓶瓶体上的复合材料涂层使得将所述气体瓶瓶体可以随后再循环的方法。

通常，用于储存气体的气体瓶有四种类型，即：

-类型I的瓶，该瓶为整体由金属(钢或铝)制成的瓶；

-类型II的瓶，该瓶为由涂覆有复合材料(如Kevlar/环氧化物)的金属(钢或铝)瓶体构成的瓶；

-类型III的瓶，该瓶为由涂覆有复合材料(如由Kevlar/环氧化物制成)的厚度小于类型I和II的瓶体的铝瓶体构成的瓶；和

-类型IV的瓶，该瓶为由涂覆有复合材料的吹塑聚乙烯或聚酰胺瓶体构成的瓶。

类型II和III的瓶的优点在于如下事实，即在保留与类型I的瓶相同的机械性能的同时，该瓶较轻。在非常特定的情况下使用类型IV的瓶。类型II和III的瓶具有被复合材料“皮肤”包围的金属瓶体(称为衬里)，在其中储存气体。

然而，欧洲环境标准日益严格且现在要求设计产品为再循环的。这些瓶因此目前以如下方式再循环。

首先将瓶切为两部分，一方面回收金属且另一方面回收复合材料并磨碎。

然而，将金属衬里切为两个半瓶不允许衬里直接作为气体容器而再循环。它仅仅作为基础金属再循环，需要再熔化和重新成型以生产新的衬里。因此目前再循环操作并不是最优的。

要解决的问题因此为提供允许有效和生态地再循环气体瓶，尤其是类型II和III的瓶，即由复合材料涂覆的金属瓶体或衬里构成的气体瓶的方法，该方法不需要将用过的瓶的瓶体切为两部分以将复合材料涂层从它们的表面除去，因此允许所述用过的瓶体不经随后的再熔化和重新成型而重新使用。

本发明的解决方案为除去存在于气体瓶瓶体表面上的至少一个由纤维和至少一种树脂形成的复合材料涂层的至少部分的方法，其中将所述涂料与至少一个液氮喷射流在-100℃以下的温度和至少500巴的压力下接触从而除去存在于气体瓶瓶体上的所述涂层的至少部分。

换言之，输送一个或多个加压液氮喷射流以冲击要除去的复合材料涂层的表面。一个或多个喷射流对涂料的冲击将引起它从气体瓶瓶体上剥离并在一个或多个液氮喷射流的压力的作用下除去。

取决于各种情况，本发明方法可以包括一个或多个如下特征：

-复合材料涂层由纤维和至少一种热固性或热塑性树脂形成。

-涂料包含玻璃、玄武岩、碳或芳族聚酰胺纤维。

-涂料包含选自环氧树脂、聚氨酯树脂和乙烯基树脂的热固性树脂。

-涂料包含选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺-6和聚酰胺-12类型的树脂的热塑性树脂。

-瓶体的复合材料涂层由Kevlar/环氧化物或碳/环氧化物制成。

-至少一个液氮喷射流经由至少一个输送喷嘴输送。

-至少一个液氮喷射流通过许多旋转式或振荡式喷嘴输送。

-气体瓶瓶体由金属，优选钢或铝构成或由陶瓷构成，

-气体瓶瓶体由聚乙烯或聚酰胺构成。

-液氮喷射流的压力为4500巴以下，优选1000-4000巴，甚至更优选约3000-3800巴。

-液氮的温度为约-130℃以下，优选约-140℃至-230℃。

-使气体瓶相对于一个或多个输送加压液氮的喷嘴旋转。

本发明的解决方案因此为使用一个或多个液氮喷射流在非常高的压力下除去存在于瓶体表面上的复合材料层并且可以借助设备例如图1的装有示例性显示在图2中的带喷嘴工具的设备进行。

因此，如图1所示，用于用低温液体喷射流表面剥离的设备可用于除去气体瓶10的复合材料表面涂覆层13，该设备由如下装置构成：储存容器1如罐，用于储存液氮(下文还称为LN₂)，液氮经由低压液氮供应管线6，即在约3-6巴和约-180℃的温度下供应；压缩装置2，具有内部上游热交换器和压缩机，使液氮可达到超高压(UHP)。压缩装置2因此压缩来自储存罐1的LN₂。

然后将处于第一压力(UHP)下的LN₂经由转移管线(7)转移至外部的下游热交换器3，其中用环境压力液氮(在9处)使UHP LN₂冷却，通常获得UHP液氮。

以上得到处于通常1000巴以上，通常2000-5000巴，有利地约3000-4000巴的压力(UHP)和-140℃以下，通常-140℃至-180℃，例如约-150℃至-160℃的温度下的LN₂，将其输送(在8处)至装有输送UHP液氮喷射流12的输送喷嘴11的表面剥离工具4等。