CN115450051B - 一种储气囊及其制备方法和在压缩空气储能中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储气囊及其制备方法和在压缩空气储能中的应用，涉及压缩空气储能技术领域。本发明将纤维织物基材进行成型，得到储气囊囊体，所述纤维织物基材由纤维相互串套织造而成；将所述储气囊囊体进行拉幅整平，然后将拉幅整平后的储气囊囊体依次进行表面胶液涂布和固化，得到涂层化储气囊囊体；将所述涂层化储气囊囊体依次进行低温处理和高温处理，得到所述储气囊。本发明制备的储气囊内部承压不小于5.8MPa、抗裂强度不小于58MPa、曲挠次数不小于30000次，应用于压缩空气储能领域，能够保证储气囊中压力恒定以及对外做功的功率恒定，提高压缩空气储能的密度和发电质量并降低压缩空气储能系统的体积。

Description

一种储气囊及其制备方法和在压缩空气储能中的应用
技术领域
本发明涉及压缩空气储能技术领域，特别涉及一种储气囊及其制备方法和在压缩空气储能中的应用。
背景技术
压缩空气储能系统是基于燃气轮机技术的储能系统，其工作原理是：在用电低谷，将空气压缩并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室燃烧，然后驱动透平发电。压缩空气储能系统的关键技术包括高效压缩机技术、膨胀机技术、燃烧室技术、储热技术、储气技术和系统集成与控制技术等。目前压缩空气储能系统存在着诸多问题，其中最重要的是建造压缩空气系统需要特殊的地理条件来作为大型储气室，如高气密性的岩石洞穴、盐洞、废弃矿井等，这一限制是影响这项技术推广的重要因素之一。
CN 113550803A公开了一种重力压缩空气储能储气装置及其方法，该发明公开的装置包括竖井，自上而下依次设置在竖井内的重力压块和储气囊，以及设置在竖井底部的进气密封阀和排气密封阀；储气囊包裹设置在进气密封阀和排气密封阀的外部，其顶部外设置有重力压块等。该发明有效解决了压缩空气储能系统依赖地理位置、储能密度低、无法恒定对外做功的问题，对于微小型压缩空气储能系统，可采用地上高压储气容器以摆脱对储气洞穴的依赖。该发明储气装置中储气囊是关键设备，若储气囊不具有高密闭、高抗压、高曲挠等特性，还是无法解决恒定对外做功的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种储气囊及其制备方法和在压缩空气储能中的应用。本发明提供的储气囊具有高密闭、高抗压和高曲挠的特点。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种储气囊的制备方法，包括以下步骤：
将纤维织物基材进行成型，得到储气囊囊体；所述纤维织物基材由纤维相互串套织造而成，所述纤维的断裂强度为1～25cN/dtex、3％定伸长回弹率不小于74％；
将所述储气囊囊体进行拉幅整平，然后将拉幅整平后的储气囊囊体依次进行表面胶液涂布和固化，得到涂层化储气囊囊体；所述胶液为橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液，所述胶液的25℃粘度为2500～3500cps；
将所述涂层化储气囊囊体依次进行低温处理和高温处理，得到所述储气囊；所述低温处理的温度为-25～-15℃，保温时间为60～70min；所述高温处理的温度为40～60℃，保温时间为60～70min。
优选地，所述纤维包括尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和涤棉纤维中的一种或几种。
优选地，所述纤维织物基材的经向密度为100～200根/10mm，纬向密度为100～200根/10mm，克重为200～800g/m2，厚度为0.2～1mm。
优选地，所述拉幅整平的拉幅温度为40～50℃。
优选地，所述表面胶液涂布为外侧单面胶液涂布或里外侧双面胶液涂布，胶液涂布量为150～250g/m2。
优选地，所述固化的温度为60～120℃，时间为20～40min。
优选地，所述低温处理和高温处理包括：温度由室温降温至所述低温处理的温度进行低温保温；再将温度由低温处理的温度升温至所述高温处理的温度进行高温保温；所述降温的速率为8～12℃/min，所述升温的速率为8～12℃/min。
本发明提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的储气囊，包括纤维织物囊体和复合在所述纤维织物囊体表面的胶液涂层。
优选地，所述储气囊的内部承压不小于5.8MPa、抗裂强度不小于58MPa、曲挠次数不小于30000次。
本发明提供了以上技术方案所述储气囊在压缩空气储能中的应用。
本发明提供了一种储气囊的制备方法，包括以下步骤：将纤维织物基材进行成型，得到储气囊囊体；所述纤维织物基材由纤维相互串套织造而成，所述纤维的断裂强度为1～25cN/dtex、3％定伸长回弹率为不小于74％；将所述储气囊囊体进行拉幅整平，然后将拉幅整平后的储气囊囊体依次进行表面胶液涂布和固化，得到涂层化储气囊囊体；所述胶液为橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液，所述胶液的粘度为2500～3500cps；将所述涂层化储气囊囊体依次进行低温处理和高温处理，得到所述储气囊；所述低温处理的温度为-25～-15℃，保温时间为60～70min；所述高温处理的温度为40～60℃，保温时间为60～70min。本发明具有以下有益效果：
本发明以具有特定断裂强度和回弹率的纤维作为储气囊的织物基材的原材，具有优异的成型性、延伸性，特别适合深度模压及适应复杂的形状变化；
本发明中的织物基材采用纤维相互串套织造方式而成，能够增强层间性能、抗冲击和耐疲劳性能，具体地，一方面相互串套的织造方式使线圈之间不存在拉脱问题，能够使织物基材具有较高的抗裂强度；另一方面相互串套的织造方式因线圈上下和左右都有较大的伸缩余地，使得织物基材具有良好的弹性、伸展性和弯曲特性；此外，相互串套的织造方式，线圈组成的组织松弛多孔，使织物基材内部形成无数隔离的空气袋，在进行胶液涂覆时，胶液可以进行有效地浸入织物基材，显著提高织物基材密闭性胶液；
本发明采用橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液对织物基材表面进行涂布，并控制胶液粘度为2500～3500cps，能够保证胶液对纤维的充分润湿性，使胶液有效地填充入织物基材中，二者经过物理和化学等变化，使储气囊具有高耐磨、高抗压、高气密性、高抗曲绕性和耐低高温的特性；
本发明通过所述低温处理和高温处理，使涂层化储气囊囊体在高低温状态下进行慢慢固化，胶液和纤维丝能够进行充分有效地浸入和慢慢地柔和，显著提升织物基材回弹率。
本发明提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的储气囊，本发明提供的储气囊具有高密闭、高抗压和高曲挠的特点，其内部承压不小于5.8MPa、抗裂强度不小于58MPa、曲挠次数不小于30000次。将本发明提供的储气囊应用于压缩空气储能，即使在高温和高湿度的苛刻条件下仍然可以保持优异的封装性能，保证储气囊中压力恒定以及对外做功的功率恒定，能够提高压缩空气储能的密度和发电质量并降低压缩空气储能系统的体积，解决压缩空气储能系统受地理环境因素影响的问题，具有寿命长、灵活性高的特点。
附图说明
图1是本发明制备储气囊的工艺流程图；
图2是本发明中双面胶液涂布形成的涂层化储气囊囊体其织物基材的结构示意图，图2中，1-外部胶层，2-织物基材，3-内部胶层；
图3为本发明中相互串套织造的示意图，图3中(a)为串套织造纤维正面图，(b)为串套织造纤维反面图。
具体实施方式
本发明提供了一种储气囊的制备方法，包括以下步骤：
将纤维织物基材进行成型，得到储气囊囊体；所述纤维织物基材由纤维相互串套织造而成，所述纤维的断裂强度为1～25cN/dtex、3％定伸长回弹率为不小于74％；
将所述储气囊囊体进行拉幅整平，然后将拉幅整平后的储气囊囊体依次进行表面胶液涂布和固化，得到涂层化储气囊囊体；所述胶液为橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液，所述胶液的25℃粘度为2500～3500cps；
将所述涂层化储气囊囊体依次进行低温处理和高温处理，得到所述储气囊；所述低温处理的温度为-25～-15℃，保温时间为60～70min；所述高温处理的温度为40～60℃，保温时间为60～70min。
图1是本发明制备储气囊的工艺流程图。下面结合图1对本发明进行详细说明。
本发明将纤维织物基材进行成型，得到储气囊囊体。在本发明中，所述纤维织物基材由纤维相互串套织造而成。在本发明中，所述纤维的断裂强度为1～25cN/dtex，优选为3～21cN/dtex，更优选为8～21cN/dtex；所述纤维的3％定伸长回弹率不小于74％，优选为80～100％。在本发明中，所述纤维优选包括尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和涤棉纤维中的一种或几种，当所述纤维包括尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和涤棉纤维中的几种时，优选为几种纤维组成的复合纤维，更优选为两种或三种纤维组成的复合纤维，具体地如尼龙纤维、氨纶纤维和涤棉纤维组成的复合纤维，或者涤纶纤维和棉纤维组成的复合纤维，或者芳纶纤维、氨纶纤维和棉纤维组成的复合纤维，或者尼龙纤维、涤纶纤维和棉纤维组成的复合纤维；本发明对所述复合纤维的具体复合方式没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的复合方式即可。在本发明实施例中，所采用的尼龙纤维的断裂强度为10cN/dtex、3％定伸长回弹率为100％；所采用的涤纶纤维的断裂强度为8.2cN/dtex、3％定伸长回弹率为97％；所采用的棉纤维的断裂强度为3.1cN/dtex、3％定伸长回弹率为74％；所采用的芳纶纤维的断裂强度为21cN/dtex、3％定伸长回弹率为88％；所采用的氨纶纤维的断裂强度为1.1cN/dtex、3％定伸长回弹率为99％；所采用的涤棉纤维的断裂强度为4.2cN/dtex、3％定伸长回弹率为78％。本发明以具有特定断裂强度和回弹率的纤维作为储气囊的织物基材的原材，具有优异的成型性、延伸性，特别适合深度模压及适应复杂的形状变化。在本发明中，所述相互串套织造具体为相互串套针织或相互串套机织，图3为所述相互串套织造的示意图。本发明采用纤维丝相互串套针织的织造方式，使线圈之间不存在拉脱问题，能够使织物基材具有较高的抗裂强度，且能够使胶液充分有效地浸入。在本发明中，所述纤维织物基材的经向密度优选为100～200根/10mm，纬向密度优选为100～200根/10mm，克重优选为200～800g/m2，厚度优选为0.2～1mm。
在本发明中，所述成型的方法优选为缝制成型。本发明对所述储气囊囊体的具体形状没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的储气囊形状即可，用于压缩空气储能系统的储气囊一般采用圆柱形，储气囊的直径由储能系统压缩机功率确定，一般储气囊的直径为1～10m，高度为5～20m；本实施例中将织物基材缝制成直径1～10m，高度5～20m的圆柱形的布袋结构，因此本发明实施例中将储气囊囊体称为圆柱形织物基材袋。
得到储气囊囊体后，本发明将所述储气囊囊体进行拉幅整平，然后将拉幅整平后的储气囊囊体依次进行表面胶液涂布和固化，得到涂层化储气囊囊体。在进行拉幅整平前，本发明优选将所述储气囊囊体进行清洗，所述清洗采用的清洗剂优选为水或中性洗衣液。本发明优选采用热滚轮碾压法将所述储气囊囊体进行拉幅整平，所述拉幅整平的拉幅温度优选为40～50℃，更优选为45℃，时间优选为10～20min；本发明通过所述拉幅整平，将储气囊囊体内外的小丝结和因纺织产生的不平整处平整均匀。
在本发明中，所述胶液为橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液，所述橡胶类胶液优选包括丁基橡胶液、氢化丁腈橡胶液和硅橡胶液中的一种或几种。本发明对所述胶液的来源没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的相应市售商品即可。在本发明实施例中，所述丁基橡胶液来源于深圳市玛斯尼弹性体有限公司提供的型号为LIIR-50K的液体丁基橡胶；所述氢化丁腈橡胶液由上海君宜化工销售中心提供的型号为ZN35056的氢化丁腈橡胶经熔融后得到，所述熔融的温度优选为220℃；所述硅橡胶液来源于上海硅亚贸易有限公司提供的型号为TSE392的有机硅胶；所述聚氨酯胶液来源于安徽安大华泰新材料有限公司提供的型号为AH-1701的环保水性聚氨酯复合胶。在本发明中，所述胶液的25℃粘度为2500～3500cps，优选为2900～3200cps。
在本发明中，所述表面胶液涂布优选为外侧单面胶液涂布(即在储气囊囊体的织物基体外侧面进行胶液涂布)或里外侧双面胶液涂布(即在储气囊囊体的织物基体外侧面和内层面均进行胶液涂布)；所述胶液涂布量优选为150～250g/m2，优选为180～220g/m2。在本发明中，所述胶液涂布的方式优选为浸渍和刮涂法。在本发明中，所述固化的温度优选为60～120℃，更优选为100℃，时间优选为20～40min，更优选为30min；所述固化优选在烘箱中进行。在本发明中，当所述表面胶液涂布为外侧单面胶液涂布时，胶液涂布和固化的具体操作为：将拉幅整平后的储气囊囊体平铺到胶液中进行浸渍，然后采用刮涂工艺对浸渍后的储气囊囊体的外侧面涂覆胶液直至达到所述的胶液涂布量，之后将涂布有胶液的储气囊囊体进行固化，得到具有外部胶层的涂层化储气囊囊体。在本发明中，当所述表面胶液涂布为里外侧双面胶液涂布时，胶液涂布和固化的具体涂布操作为：将上述外侧面刮涂完胶液的储气囊囊体由里到外翻面，再采用刮涂工艺对储气囊囊体的里面涂覆胶液，之后将双面涂布有胶液的储气囊囊体进行固化，得到具有外部胶层和内部胶层的涂层化储气囊囊体，其织物基材的结构如图2所示，图2中，1-外部胶层，2-织物基材，3-内部胶层。在本发明中，所述浸渍的时间优选为1h，所述涂层化储气囊囊体的单面胶层厚度优选为1～5mm。
本发明采用橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液对织物基材表面进行涂布并严格控制胶液粘度，能够保证胶液对纤维的充分润湿性，使储气囊具有很好的气密性、耐磨性和耐低高温的特点。储气囊在受到外力作用时，表面形成的胶液涂层将力的作用传递给织物基材，同时对织物基材进行保护使其免受损伤。在织物基材和胶液基材的共同作用下使储气囊具有优良性能。
得到涂层化储气囊囊体后，本发明将所述涂层化储气囊囊体依次进行低温处理和高温处理，得到储气囊。在本发明中，所述低温处理的温度为-25～-15℃，优选为-20℃，保温时间为60～70min；所述高温处理的温度为40～60℃，优选为50℃，保温时间为60～70min。在本发明中，所述低温处理和高温处理优选包括：温度由室温降温至所述低温处理的温度进行低温保温；再将温度由低温处理的温度升温至所述高温处理的温度进行高温保温；所述降温的速率优选为8～12℃/min，更优选为10℃/min；所述升温的速率优选为8～12℃/min，更优选为10℃/min；完成所述高温处理后，自然冷却至室温。在本发明实施例中，所述低温处理和高温处理具体是将涂层化储气囊囊体放入高低温烘箱通过控制烘箱温度来进行。本发明对所述低温处理和高温处理的气氛没有特别的要求，在自然空气条件下进行即可。本发明通过所述低温处理和高温处理，使涂层化储气囊囊体在高低温状态下进行慢慢固化，胶液和纤维丝能够进行充分有效地浸入和慢慢地柔和，显著提升织物基材回弹率。所述高温处理后，本发明还优选将高温处理的储气囊囊体碾压平整，得到所述储气囊；所述碾压平整优选在室温下进行。
本发明提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的储气囊，包括纤维织物囊体和复合在所述纤维织物囊体表面的胶液涂层。本发明提供的储气囊具有形状稳定性好、高密闭、高抗压和高曲挠的特点，其内部承压不小于5.8MPa、抗裂强度不小于58MPa、曲挠次数不小于30000次。
本发明提供了以上技术方案所述储气囊在压缩空气储能中的应用。在本发明中，所述压缩空气储能优选为重力压缩空气储能。将本发明提供的储气囊应用于压缩空气储能中，即使在高温和高湿度的苛刻条件下仍然可以保持优异的封装性能，保证储气囊中压力恒定以及对外做功的功率恒定，能够提高压缩空气储能的密度和发电质量并降低压缩空气储能系统的体积，解决压缩空气储能系统依赖地理位置，且储能密度偏低、难以广泛利用的技术问题，具有寿命长、灵活性高的特点。此外对于微小型压缩空气储能系统，可采用地上高压储气容器以摆脱对储气洞穴的依赖。
下面结合实施例对本发明提供的储气囊及其制备方法和在压缩空气储能中的应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
各个实施例中，所采用的尼龙纤维的断裂强度为10cN/dtex、3％定伸长回弹率为100％；所采用的涤纶纤维的断裂强度为8.2cN/dtex、3％定伸长回弹率为97％；所采用的棉纤维的断裂强度为3.1cN/dtex、3％定伸长回弹率为74％；所采用的芳纶纤维的断裂强度为21cN/dtex、3％定伸长回弹率为88％；所采用的氨纶纤维的断裂强度为1.1cN/dtex、3％定伸长回弹率为99％；所采用的涤棉纤维的断裂强度为4.2cN/dtex、3％定伸长回弹率为78％。
实施例1
将尼龙纤维、氨纶纤维和涤棉纤维三种纤维复合后的复合纤维，采用相互串套针织的方式织造成织物基材，织物基材的经向密度为120根/10mm，纬向密度为120根/10mm，将织物基材缝制成直径为1m、高度为5m的圆柱形织物基材袋，基材袋克重为300g/m2，厚度0.6mm；
将织物基材袋清洗后利用热滚轮碾压法进行拉幅整平，热处理温度(即拉幅温度)为45℃，让织物基材袋平整均匀；配置粘度为3020cps(25℃)的氢化丁腈橡胶液，将拉幅整平后的织物基材袋平铺到氢化丁腈橡胶液中浸渍1h，采用刮涂工艺对织物基材袋的外面涂覆氢化丁腈橡胶液；将织物基材袋由里到外翻面，再采用刮涂工艺对织物基材袋的里面涂覆氢化丁腈橡胶液，每单位面积织物基材的胶液量为150g/m2；之后将双面涂覆有胶液的织物基材袋放入80℃烘箱快速固化30min，在织物基材袋上形成内部胶层和外部胶层，内部胶层和外部胶层的厚度均约2.5mm；
然后将涂覆丁腈橡胶液的织物基材袋放入高低温烘箱，从室温以10℃/min的速率降至-20℃后维持60min，然后再以10℃/min的速率升温至50℃维持60min，使织物基材袋在高低温气氛下慢慢烘干；最后在常温下进行碾压平整制成储气囊。
实施例2
将涤纶纤维和棉纤维这两种纤维复合后的复合纤维，采用相互串套针织的方式织造成织物基材，织物基材的经向密度为100根/10mm，纬向密度为100根/10mm；将织物基材缝制成直径为8m、高度为16m的圆柱形织物基材袋，基材袋克重为200g/m2，厚度0.2mm；
将织物基材袋清洗后利用热滚轮碾压法进行拉幅整平，热处理温度(即拉幅温度)为50℃，让织物基材袋平整均匀。配置粘度为3300cps(25℃)的聚氨酯胶液，将拉幅整平后的织物基材袋平铺到聚氨酯胶液中浸渍1h，采用刮涂工艺对织物基材袋的外面涂覆聚氨酯胶液；将织物基材袋由里到外翻面，再采用刮涂工艺对织物基材袋的里面涂覆聚氨酯胶液，每单位面积织物基材的胶液量为235g/m2；之后将双面涂覆有胶液的织物基材袋放入60℃烘箱快速固化40min，在织物基材带上形成内部胶层和外部胶层，内部胶层和外部胶层的的厚度均约1mm；
其他步骤同于实施例1。
实施例3
将芳纶纤维、氨纶纤维和棉纤维三种纤维复合后的复合纤维，采用相互串套针织的方式织造成织物基材，织物基材的经向密度为150根/10mm，纬向密度为150根/10mm；将织物基材缝制成直径为10m、高度为20m的圆柱形织物基材袋，基材袋克重为600g/m2，厚度0.6mm；
将织物基材袋清洗后利用热滚轮碾压法进行拉幅整平，热处理温度(即拉幅温度)为40℃，让织物基材袋平整均匀。配置粘度为3020cps(25℃)的丁基橡胶液，将拉幅整平后的织物基材袋平铺到丁基橡胶液中浸渍1h，采用刮涂工艺对织物基材袋的外面涂覆丁基橡胶液至每单位面积织物基材的胶液量为180g/m2，之后放入100℃烘箱快速固化30min，在织物基材袋上形成厚度约5mm的外部胶层；
其他步骤同于实施例1。
实施例4
将尼龙纤维采用相互串套针织的方式织造成织物基材，织物基材的经向密度为200根/10mm，纬向密度为200根/10mm，将织物基材缝制成直径为5m、高度为10m的圆柱形织物基材袋，基材袋克重为800g/m2，厚度1mm；
将织物基材袋清洗后利用热滚轮碾压法进行拉幅整平，热处理温度(即拉幅温度)为45℃，让织物基材袋平整均匀；配置粘度为2985cps(25℃)的硅橡胶液，将拉幅整平后的织物基材袋平铺到硅橡胶液中浸渍1h，采用刮涂工艺对织物基材袋的外面涂覆硅橡胶液；将织物基材袋由里到外翻面，再采用刮涂工艺对对织物基材袋的里面涂覆硅橡胶液，每单位面积织物基材的胶液量为250g/m2；之后将双面涂覆有胶液的织物基材袋放入120℃烘箱快速固化20min，在织物基材袋上形成内部胶层和外部胶层，内部胶层和外部胶层的的厚度均约2mm；
其他步骤同于实施例1。
对比例1
将实施例1中的“采用相互串套针织的方式织造成织物基材”改为“采用缎纹针织的方式织造成织物基材”，其余与实施例1相同。
对比例2
将实施例2中的“采用相互串套针织的方式织造成织物基材”改为“采用平纹针织的方式织造成织物基材”，其余与实施例2相同。
对比例3
将实施例3中的“采用相互串套针织的方式织造成织物基材”改为“采用缎纹针织的方式织造成织物基材”，其余与实施例3相同。
对比例4
将实施例4中的“采用相互串套针织的方式织造成织物基材”改为“采用斜纹针织的方式织造成织物基材”，其余与实施例4相同。
对比例5
将实施例2中“配置粘度为3300cps的聚氨酯胶液”改为“配置粘度为4050cps的聚氨酯胶液”，其余与实施例2相同。
对比例6
仅省略将涂覆硅橡胶液的织物基材袋放入高低温烘箱进行高低温处理的过程，将涂覆硅橡胶液的的织物基材袋直接在常温下进行碾压平整制成储气囊，其余与实施例4相同。
对比例7
将实施例3中芳纶纤维替换为断裂强度为12cN/dtex、3％定伸长回弹率为68％的芳纶纤维，其他制作条件与步骤同于实施例3。
对实施例1～4以及对比例1～7制备的储气囊分别进行性能测试，测试结果见表1，其中储气囊的承压实验采用GB/T7757-2009中的方法进行测试，抗裂强度采用GB/T3923.1-2013中的方法进行测试；曲挠次数采用GB/T13934-2006中的方法进行测试。
表1实施例1～4以及对比例1～7制备的储气囊的性能测试结果
测试项目 内部承压 抗裂强度 曲挠次数
实施例1 ≥8.5MPa ≥87MPa ≥50000次
对比例1 ≥3.7MPa ≥37MPa ≥10000次
实施例2 ≥5.8MPa ≥58MPa ≥30000次
对比例2 ≥3.5MPa ≥28MPa ≥40000次
对比例5 ≥4.3MPa ≥38MPa ≥30000次
实施例3 ≥10.5MPa ≥95MPa ≥50000次
对比例3 ≥3.6MPa ≥26MPa ≥20000次
对比例7 ≥4.8MPa ≥46MPa ≥60000次
实施例4 ≥6.7MPa ≥60MPa ≥55000次
对比例4 ≥3.4MPa ≥42MPa ≥30000次
对比例6 ≥2.8MPa ≥32MPa ≥20000次
经过实施例1～4和对比例1～4的对比可知，本发明由尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、芳纶纤维、氨纶纤维和涤棉纤维中的至少一种纤维经相互串套针织而成的织物基材相较于平纹、缎纹和斜纹等针织方法具有更好的效果，其原因为：纤维丝相互串套，线圈上下和左右都有较大的伸缩余地，具有良好的弹性、伸展性和弯曲等特性；另外使线圈之间不存在拉脱问题，因此其抗裂强度都较高；同时相互串套针织，线圈组成的组织松弛多孔，使织物基材内部形成无数隔离的空气袋，在进行胶液涂覆时，胶液可以有效地浸入基材，提高了织物基材密闭性。
由实施例2和对比例5的对比可知，若胶液粘度较高，由于胶液对纤维丝束缚力较大，织物基材的回弹率较低，在拉伸时发生瞬间断裂，故抗裂强度和内部承压都较低。因此，胶液的粘度和每单位面积的织物基材胶液量控制很关键。
由实施例4和对比例6的对比可知，若织物基材未进行高低温处理，直接放入120℃烘箱固化20min，胶液瞬间将纤维丝固定，织物基材抗裂强度和内部承压都较低，同时织物的曲挠次数也较低。将基材在高低温状态下进行慢慢固化，胶液和纤维丝可以进行充分有效地浸入和慢慢地柔和，提升了织物基材回弹率。因此，织物基材的固化条件也是控制关键。
由实施例3和对比例7的对比可知，当芳纶纤维的断裂强度为12cN/dtex、3％定伸长回弹率为68％，相较于实施例3其断裂强度也会相应降低。因此织物基材的选择也很重要。此外，当厚度和克重较低时，相应其抗裂强度也较低；当厚度和克重较高时，虽然其断裂强度提高了，但是从制作工艺和经济性方面考虑并不适用。因此纤维基材优选也是控制关键。
由以上实施例可以看出，本发明制备的储气囊具有高密闭、高抗压和高曲挠的特点，其内部承压不小于5.8MPa、抗裂强度不小于58MPa、曲挠次数不小于30000次，适合应用于重力压缩空气储能领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种储气囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纤维织物基材进行成型，得到储气囊囊体；所述纤维织物基材由纤维相互串套织造而成，所述纤维的断裂强度为1～25cN/dtex、3％定伸长回弹率不小于74％；
将所述储气囊囊体进行拉幅整平，然后将拉幅整平后的储气囊囊体依次进行表面胶液涂布和固化，得到涂层化储气囊囊体；所述胶液为橡胶类胶液和/或聚氨酯胶液，所述橡胶类胶液为丁基橡胶液和氢化丁腈橡胶液中的一种或几种；所述胶液的25℃粘度为2500～3500cps；
将所述涂层化储气囊囊体依次进行低温处理和高温处理，得到所述储气囊；所述低温处理的温度为-25～-15℃，保温时间为60～70min；所述高温处理的温度为40～60℃，保温时间为60～70min；
所述纤维为尼龙纤维、氨纶纤维和涤棉纤维组成的复合纤维，或者涤纶纤维和棉纤维组成的复合纤维，或者芳纶纤维、氨纶纤维和棉纤维组成的复合纤维，或者尼龙纤维、涤纶纤维和棉纤维组成的复合纤维；
所述纤维织物基材的经向密度为100～200根/10mm，纬向密度为100～200根/10mm；
所述储气囊的内部承压不小于5.8MPa、抗裂强度不小于58MPa、曲挠次数不小于30000次；
所述储气囊应用于压缩空气储能。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维织物基材的克重为200～800g/m2，厚度为0.2～1mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述拉幅整平的拉幅温度为40～50℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面胶液涂布为外侧单面胶液涂布或里外侧双面胶液涂布，胶液涂布量为150～250g/m2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为60～120℃，时间为20～40min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低温处理和高温处理包括：温度由室温降温至所述低温处理的温度进行低温保温；再将温度由低温处理的温度升温至所述高温处理的温度进行高温保温；所述降温的速率为8～12℃/min，所述升温的速率为8～12℃/min。
7.权利要求1～6任意一项所述制备方法制备得到的储气囊，包括纤维织物囊体和复合在所述纤维织物囊体表面的胶液涂层。
8.权利要求7所述储气囊在压缩空气储能中的应用。
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