ES2280395T3

ES2280395T3 - Estructura multicapa termoplastica para deposito de gas.

Info

Publication number: ES2280395T3
Application number: ES01965357T
Authority: ES
Inventors: Franck Jousse; Philippe Mazabraud; Beatrice Icard
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: FR2813235A1; JP5121110B2; FR2813235B1; JP2012192744A; CA2419408C; DE60125957T2; CA2419408A1; WO2002018135A1; DE60125957D1; JP2004507387A; US20030175457A1; EP1313612A1; EP1313612B1; US6946176B2

Abstract

Estructura termoplástica multicapas, que comprende al menos una capa constituida por un copolímero de etileno-alcohol vinílico que comprende 29% en moles de etileno, en que dicho copolímero tiene una densidad de 1, 21 g/cm3 y un índice de fluidez de 4 g/10 minutos a una temperatura de 190ºC con una carga de 2, 16 kg, en la que la capa constituida por dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico tiene un grosor comprendido entre 0, 3 y 20 mm.

Description

Estructura multicapa termoplástica para depósito de gas.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una estructura termoplástica multicapas, a la utilización de dicha estructura para la fabricación de un depósito y a un depósito que comprende dicha estructura.

La presente invención se refiere particularmente a una estructura multicapas de revolución tal como un depósito, sin soldaduras, de materia(s) plástica(s), destinada particularmente al almacenamiento de disolventes, gases a presión tales como hidrógeno, oxígeno, hidrocarburos, etc.

Estado de la técnica anterior

Actualmente, en el ejemplo de aplicación para el almacenamiento a presión de gases, la mayoría de los depósitos utilizados son o bien completamente metálicos, o bien compuestos por una vasija de aleación de aluminio hermética sobre la que a veces se enrolla un material compuesto de carbono/resina que desempeña la función de un refuerzo mecánico con respecto a las presiones elevadas, o bien una vasija de material termoplástico sobre la que a veces se enrolla un material compuesto de carbono/resina que desempeña la función de refuerzo mecánico con respecto a presiones elevadas.

El primer tipo de depósitos presenta los inconvenientes asociados al problema de su peso y de la corrosión del metal.

El segundo tipo de depósito presenta inconvenientes durante la utilización de las vasijas herméticas de aluminio. En efecto, hace mención a tecnologías costosas como el torneado hidráulico. Además, la fragilización del aluminio particularmente por corrosión en presencia gas hidrógeno presurizado es muy perjudicial, ya que acorta la duración de la vida del depósito.

Para el tercer tipo de depósitos, las vasijas termoplásticas utilizadas actualmente son esencialmente de polietilenos reticulados químicamente o sin reticular, polipropilenos, poli(tereftalatos de butadieno), poli(tereftalatos de etilenos), poliamidas como nilon 6 u 11, o mezcla de polipropileno y polibuteno u otro. Estos depósitos que comprenden una vasija termoplástica no están destinados forzosamente al almacenamiento de gases permeantes, como gases distintos del aire comprimido, particularmente a presión elevada, y su grado de fugas continúa siendo demasiado considerable para gases como el hidrógeno. Los protocolos de fabricación actuales utilizan esencialmente como materiales, además de los materiales ya citados, polietilenos, poli(cloruros de vinilo), poliuretanos, copolímeros de acetato de vinilo y poliestirenos. Estos protocolos, y particularmente el moldeo rotatorio, proponen la utilización de calidades de estos polímeros termoplásticos bastante poco viscosas que tienen una densidad comprendida entre 0,924 y 0,939 y un índice de fluidez comprendido entre 3 y 9 g/10 minutos. La calidad es una de nominación comercial: para un polímero, puede haber diversas calidades comerciales, es decir, con una cristalinidad diferente o pesos diferentes o longitudes de cadena diferentes, etc.

Por ejemplo, el moldeo rotatorio de multicapas en la industria se refiere esencialmente a estructuras de tipo polietileno/polietileno o polietileno/espuma de poliuretano/polietileno. Las materias termoplásticas más técnicas y particularmente las del grupo de los copolímeros de etileno-alcohol vinílico no han sido nunca usadas. Este último copolímero ha sido utilizado de hecho mediante inyección o extracción para aplicaciones en el envasado de alimentos o productos cosméticos. En estas aplicaciones, son utilizados con grosores bajos, inferiores a 500 \mum.

Además, las tecnologías utilizadas en los depósitos de la técnica anterior necesitan soldaduras para obtener formas de revolución y/o para añadir inserciones, como mangos por ejemplo, o conexiones metálicas, como tapaderas o detectores por ejemplo. Estas soldaduras hacen que las vasijas no sean homogéneas y aumentan su grado de fugas.

Por tanto, parece que existe una necesidad real de una estructura que permita fabricar depósitos más ligeros que los del estado de la técnica, disminuir los costes de fabricación y aumentar la duración de la vida de los depósitos fabricados.

Además, para aplicaciones de almacenamiento, de tipo de depósito para gases por ejemplo, es necesario obtener estructuras de revolución sin soldaduras y homogéneas, que presenten propiedades mejoradas de impermeabilidad a los gases, resistencia mecánica, resistencia a las irradiaciones a los disolventes, etc.

El grado de fugas de estos depósitos debe ser disminuido para que puedan ser utilizados, por ejemplo, para el almacenamiento de gases a presión, tales como el hidrógeno.

Descripción de la invención

La presente invención tiene precisamente por objeto suministrar una estructura y un depósito que comprende dicha estructura, que resuelvan los inconvenientes y presenten las calidades previamente citadas.

La estructura de la presente invención es una estructura termoplástica multicapas que comprende al menos una capa constituida por un copolímero de etileno-alcohol vinílico que comprende 29% en moles de etileno, y dicho polímero tiene una densidad de 1,21 g/cm^{3} y un índice de fluidez de 4 g/10 minutos a una temperatura de 190ºC con una carga de 2,16 kg, en la que la capa constituida por dicho copolímero tiene un grosor comprendido entre 0,3 y 20 mm.

El copolímero de etileno-alcohol vinílico se denominará también en lo sucesivo EVOH.

Según la invención, el copolímero de etileno-alcohol vinílico puede ser definido por tener la fórmula (I) siguiente:

1

en la que m está comprendido entre 10 y 80% en moles en el polímero, o incluso entre 20 y 80% en moles.

El índice de fluidez del copolímero de etileno-alcohol vinílico ("Melt Flow Index") es determinado siguiendo la norma ASTM D 1238-88 por medio de un ensayo efectuado con un dispositivo Kayeness Galaxy 1 (marca registrada), modelo 7053 DE fabricado por la empresa Kayeness Inc., Morgantown, PA 19543. Este ensayo consiste en colocar una carga de polímero sobre un tubo llevado a una temperatura definida, superior a la temperatura de fusión del polímero, y medir la cantidad de polímero que fluye durante 30 segundos. Este tiempo es seguidamente convertido en minutos.

Los polímeros de EVOH están disponibles en general en el comercio en forma de gránulos o pastillas. Preferentemente, los gránulos o pastillas comerciales de los polímeros se dan previamente micronizados en forma de un polvo, por ejemplo a temperatura ambiente o criogénica, y la granulometría es escogida dependiendo de la naturaleza de los polímeros y la estructura multicapas prevista, teniendo preferentemente una granulometría inferior a 0,7 mm, ventajosamente comprendida entre 0,1 y 0,7 mmm. Esta micronización permite no calentar demasiado el EVOH para fundirlo seguidamente, obteniéndose siempre una capa homogénea.

Además, la calidad de EVOH escogida según la presente invención tiene preferentemente un índice de fluidez más bajo, es decir, una viscosidad mayor que la de las materias termoplásticas tales como PE, PVC, PA, habitualmente utilizadas, por ejemplo en un moldeo rotatorio. En otros términos, según la invención, el EVOH permanece demasiado viscoso en estado fundido para poder ser depositado con grosores superiores a 0,5 milímetros, lo que va en contra de los protocolos habituales, particularmente en el caso de moldeo rotatorio, en los que se requieren calidades bastante fluidas de materias termoplásticas.

El producto termoplástico de EVOH absorbe mucho agua, lo que supone una reducción de sus propiedades mecánicas, reologías o de barrera respecto a los gases. Por tanto, las estructuras multicapas según la presente invención permiten proteger el EVOH con respecto al agua por medio de otras capas de materiales termoplásticos, diferentes de EVOH y resistentes al agua. Esto no ha sido realizado en la técnica anterior, ya que las características reológicas tales como la viscosidad, la fluidez, etc. y físico-químicas tales como la fusión, la polaridad, la temperatura de degradación, etc. de las capas de los materiales termoplásticos diferentes de EVOH, utilizados en la técnica anterior para el moldeo rotatorio, son a veces muy diferentes unas de otras.

La presente invención resuelve este problema particularmente mediante la elección de una calidad apropiada de EVOH que permanece viscosa en estado fundido, así como mediante la elección de su temperatura de utilización ligeramente superior a su temperatura de fusión. Esto permite obtener una capa de EVOH gruesa y evita que las capas de los materiales termoplásticos diferentes de EVOH que están adyacentes a los mismos se mezclen con ella, permitiendo así su superposición con otros materiales termoplásticos.

La presente invención presenta además la ventaja de poder depositar capas múltiples sin necesidad de disminuir la temperatura del dispositivo durante la aplicación de las capas sucesivas de materiales termoplásticos. Por tanto, por ejemplo, contrariamente al estado de la técnica, la temperatura de una capa interna de materia termoplástica, es decir, de la última capa depositada, puede ser superior a la de la capa precedente de material termoplástico sin que haya interpenetración de las capas.

El EVOH es un polímero que presenta buenas propiedades mecánicas y forma una excelente barrera respecto a los gases. Pero ciertos gases como el helio o el hidrógeno son conocidos por ser muy permeantes. Además, su presión de almacenamiento puede ser considerable y llegar hasta 10^{6} a 10^{8} pascales, lo que favorece su permeación. Estas especificaciones obligan a que la capa de barrera de EVOH sea gruesa y que las interfaces termoplásticas/conexiones metálicas sean herméticas con el fin de minimizar el grado de fugas en el depósito. La estructura según la invención, con las características de EVOH anteriormente citadas, permiten precisamente y de forma inesperada realizar una capa de EVOH suficientemente gruesa para que pueda ser utilizada para formar un depósito que presente las cualidades requeridas para el almacenamiento de estos gases a las presiones previamente citadas.

El EVOH puede tener tendencia a absorber mucha agua, lo que supone una disminución de sus propiedades, particularmente de barrera respecto a los gases. Este es el motivo de que la capa de EVOH se utilice preferentemente en estructuras multicapas, con el fin de que las capas de materiales termoplásticos de una parte y otra de la capa de EVOH la proteja frente al agua.

Según la invención, la capa constituida por dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico puede tener un grosor superior a 0,5 mm, por ejemplo un grosor comprendido entre 0,3 y 20 mm o incluso entre 0,5 y 10 mm o incluso entre 0,5 y 5 mm. El grosor de la capa de EVOH aumenta las propiedades del material. Según las aplicaciones previstas, será escogida particularmente en función del coste, del peso, de la resistencia mecánica, de la naturaleza del gas, de la presión de almacenamiento, de las condiciones de almacenamiento, del grado de fugas admisible, etc. deseados.

Según la invención, la estructura puede comprender además al menos una capa constituida por un material termoplástico diferente de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico y escogido entre el grupo que comprende un polietileno (PE), un polietileno injertado (PEG), un poli(tereftalato de etileno) (PET), un polipropileno (PP), un poliéster-éter-cetona (PEEK), un policarbonato (PC), un copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), un poliestireno (PS), un poli(fluoruro de vinilideno) (PVSF), un poliéster-amida, una poliamida (PA), una poliarilamida (PAA) o una mezcla de estos.

Cuando hay varias capas de materiales termoplásticos tales como los citados, diferentes de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico, los materiales de las diferentes capas pueden ser iguales o diferentes.

Según la invención, la estructura puede comprender, por ejemplo, al menos unas capas primera y segunda constituidas respectivamente por unos materiales termoplásticos primero y segundo, iguales o diferentes y diferentes de un copolímero de etileno-alcohol vinílico, escogidos, por ejemplo, entre los materiales anteriormente citados, y dicha estructura comprende sucesivamente la primera capa de material termoplástico, la capa constituida por el copolímero de etileno-alcohol vinílico, y la segunda capa de material termoplástico.

Por ejemplo, la primera capa puede estar constituida por poliamida y la segunda capa puede estar constituida por polietileno injertado o sin injertar.

También, por ejemplo, las capas primera y segunda pueden estar constituidas por una poliamida igual o diferente.

Según la invención, cada capa del material termoplástico diferente de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico puede tener, por ejemplo, un grosor comprendido entre 0,1 y 10 mm, o incluso entre 0,1 y 5 mm.

Las capas de materiales termoplásticos diferentes del copolímero de etileno-alcohol vinílico pueden compartir también la resistencia a los choques de la capa de EVOH y, por tanto, del depósito formado.

Según la invención, la capa constituida por un material termoplástico diferente de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico puede comprender en el material termoplástico que la constituye un material de carga orgánico o mineral. Este material de carga puede ser útil, por ejemplo, para mejorar la resistencia mecánica, la resistencia al envejecimiento o para facilitar la utilización de la estructura.

La estructura según la invención puede ser fabricada mediante cualquier procedimiento que permita un depósito de una o varias capa(s) sucesiva(s), por ejemplo, por moldeo, por proyección de plasma en frío, por extrusión, por inyección, por soplado, por termoconformación o por moldeo rotatorio. En el caso de una aplicación de la presente invención, para fabricar un depósito a presión elevada, el procedimiento practicado utilizado para la realización del mismo deberá permitir preferentemente la obtención de una capa de EVOH que sea suficientemente gruesa para que la estructura de la presente invención sea suficientemente hermética respecto a los gases a presión elevada y/o a temperatura elevada.

La técnica por moldeo rotatorio es una técnica que permite, gracias a la presente invención y de forma inesperada, obtener capas múltiples con una capa de EVOH que tiene un grosor superior a 0,5 mm. Además permite disponer en la estructura de inserciones y/o conexiones en el transcurso de la utilización, suministrando ventajosamente un depósito sin soldaduras, suficientemente hermético a los gases a presión y/o a temperatura elevada. Es adecuada cualquier otra técnica de obtención de estas vasijas.

Según la presente invención, la capa de EVOH puede ser aplicada a una temperatura ligeramente superior a su temperatura de fusión, que puede ser hasta 230/240ºC, y con un grosor que puede ser superior a 0,5 mm, lo que es original con respecto al estado de la técnica. Esto permite superponer sobre la capa de EVOH capas termoplásticas, cualesquiera que sean sus temperaturas de fusión y/o aplicación, mientras que el estado de la técnica proponía disminuir la temperatura de aplicación de las capas siguientes para evitar la interpenetración de las capas.

Para asegurar una mayor resistencia a las elevadas presiones de gases almacenados, las estructuras termoplásticas de la presente invención pueden ser reforzadas mediante un material compuesto de fibras, por ejemplo de carbono o sílice, impregnadas de una resina termoendurecible, por ejemplo de epóxido o fenólica, que puede ser reticulada, por ejemplo térmicamente, o un material termoplástico tal como una aleación o una poliarilamida. Este refuerzo puede ser dispuesto, por ejemplo, en la estructura multicapas o en el exterior de ésta. Para ello, la vasija puede servir, por ejemplo, de mandril para el conformado o el tejido de hilos de carbono que son seguidamente impregnados de resina termoendurecible. El conjunto puede ser seguidamente sometido a un tratamiento térmico para provocar la reticulación de la resina.

Es adecuado cualquier otro procedimiento de refuerzo mecánico interno o externo de la vasija multicapas termoplástica.

La presente invención proporciona igualmente, por lo tanto, un depósito que presenta propiedades de barrera respecto a los gases y una resistencia mecánica mejorada, a partir de estructuras o vasijas termoplásticas de la presente invención que son:

- estructuras multicapas que mejoran la resistencia al medio ambiente del EVOH y su resistencia a los choques,

- estructuras que tienen una capa de EVOH gruesa, es decir, superior a 500 micrómetros, para aportar una barrera suficiente a los gases,

- estructuras sin soldaduras que permiten tener una vasija homogénea que presenta una resistencia mecánica y una impermeabilización uniformes,

- estructuras provistas de inserciones o conexiones durante la utilización de la vasija, si es necesario, lo que permite limitar los riesgos de fugas.

Por tanto, la presente invención tiene particularmente por objeto la utilización de estructuras multicapas que comprenden al menos una capa de copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH) definida con anterioridad, para la fabricación de un depósito.

La capa de EVOH de la presente invención forma una excelente barrera para los gases, incluso para el hidrógeno. Esta estructura permite, por ejemplo, realizar depósitos destinados al almacenamiento de gases a presión tales como hidrocarburos, hidrógeno, oxígeno, etc.

Por tanto, es utilizada una capa gruesa de EVOH como capa clave de las estructuras o vasijas termoplásticas de la presente invención para el almacenamiento de gases. El almacenamiento puede ser realizado con cualquier estructura a una presión de almacenamiento de 10^{6} a 10^{8} Pa e incluso superiores, y a una temperatura de almacenamiento de -50ºC a +100ºC. La ganancia en términos de grado de fugas para un depósito de la presente invención es al menos de 30 con respecto a otros polímeros termoplásticos.

Las aplicaciones de la presente invención son por tanto numerosas y, además de las previamente citadas, se pueden citar también, por ejemplo, las aplicaciones de depósito H2 para una pila de combustible (PAC) en las que el depósito puede ser sometido a temperaturas de -40 a +60ºC y a presiones de 200 a 600 x 10^{5} Pa.

Otras aplicaciones son incluso todas las que utilizan las propiedades y ventajas previamente citadas de la estructura de la presente invención.

Otras características y ventajas de la presente invención aparecerán todavía mediante la lectura de los ejemplos siguientes, proporcionados con carácter ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos anexos.

Figuras

- La figura 1 es un gráfico de la evolución de la temperatura de un detector de la temperatura colocado en el exterior del molde del moldeo rotatorio y de la temperatura de la atmósfera en el interior del horno de moldeo rotatorio en función del tiempo en minutos, en el transcurso de la fabricación de una estructura de revolución de triple capa de poliamida PA12 1 mm/etileno-alcohol vinílico 2 mm/poliestileno injertado 1 mm, según la presente invención,

- la figura 2 es un gráfico que pone de manifiesto la permeación del gas helio a 60ºC a través de diferentes polímeros termoplásticos de 2 mm de grosor que incluye EVOH de la presente invención, y

- la figura 3 es una representación esquemática de un depósito según la presente invención.

Ejemplos Ejemplo 1

Una capa triple termoplástica constituida por una capa de 1 mm de grosor de poliamida 12 (PA 12) RISLAN (marca registrada), de calidad comercial ARVO 950 TLD, fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF, una capa de copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH) SOARNOL (marca registrada), de calidad comercial D 2908 fabricada por la empresa NIPPON GOHSEI de 2 mm de grosor y una capa de polietileno injertado (PE injertado) OREVAC (marca registrada), de calidad comercial 18350 P fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF de 1 mm de grosor fue utilizada como vasija hermética para un depósito para el almacenamiento de hidrógeno a 60ºC y bajo 350 bares.

La vasija fue fabricada por moldeo rotatorio. Las temperaturas de fusión teóricas de estas tres materias termoplásticas son, respectivamente, las siguientes: T_{PA12}=170ºC, T_{EVOH}=180ºC, T_{PEinjertado}=130ºC.

Los principales parámetros en términos de tiempo y temperatura del ciclo de moldeo rotatorio utilizados son expuestos en la figura aneja. Se trata de una representación gráfica de la evolución de la temperatura de un detector de temperatura colocado en el exterior de un molde de moldeo rotatorio, curva 1, y de la temperatura de la atmósfera en el interior del horno de moldeo rotatorio, curva 3, en ºC en función del tiempo en minutos, en el transcurso de la fabricación de la estructura según la presente invención. En esta figura, las elevaciones de temperatura a), b) y c) corresponden respectivamente al primera, segunda (EVOH) y tercera capas de polímeros termoplásticos.

Las temperaturas sucesivas e utilización de las capas son 180ºC, 190ºC y 200ºC. Aunque la primera capa de PA12 sea nuevamente fundida a 200ºC, no hay interpenetración con la capa de EVOH ya que ésta, aunque está igualmente fundida, permanece muy viscosa a 200ºC y muy espesa. Aunque la temperatura de fusión del PE injertado es de aproximadamente 130ºC, es necesario utilizarla a temperatura elevada, es decir, a una temperatura superior a 180ºC, en este caso de 200ºC, para eliminar las burbujas formadas.

La vasija es reforzada durante su fabricación por medio de un material compuesto de hilos de carbono impregnados con resina de epóxido térmicamente reticulada.

La adhesión química entre las tres capas de materiales termoplásticos es debida a la elección de tres polímeros polares, lo que induce una resistencia mecánica del conjunto.

Los gránulos de EVOH fueron previamente micronizados por medio de un dispositivo de tipo WEDCO (marca registrada) en polvo de 400 micrómetros, que fue seguidamente secado.

El moldeador rotatorio utilizado es de tipo CACCIA (marca registrada) provisto de un horno de gas y del programa informático ROTOLOG (marca registrada). El molde utilizado es de aluminio cuya superficie interna esta revestida de Teflón (marca registrada). La velocidad de rotación biaxial del moldeador rotatorio es de 5,4 rpm para el árbol principal y de 7,3 rpm para el árbol secundario.

El depósito obtenido es esquematizado en la figura 3 aneja. En esta figura, el depósito 13 está constituido por la triple capa rotomoldeada anteriormente citada. Una capa de poliamida exterior de referencia 15, una capa de copolímero de etileno-alcohol vinílico de referencia 17 y una capa de polietileno injertado de referencia 19. Comprende además un conector de tipo detector de la presión 21 asociado a un detector 23, una inserción de tipo tapadera 25 y una inserción de tipo de rosca metálica o mango 27.

El depósito fabricado tiene una forma de cigarro con una longitud de 1 mm aproximadamente y un radio interno de 100 mm aproximadamente. El volumen interno es de 35 litros y la superficie interna desarrollada es de 0,75 m^{2}.

El grado de fugas anual, por permeación natural del gas a través de la vasija de capas múltiples del depósito, es inferior a 5% en volumen con respecto al volumen de gas expandido, es decir, en las condiciones normales de temperatura y presión.

Ejemplo 2

Se utilizó el mismo procedimiento que el descrito en el ejemplo 1 para fabricar una triple capa termoplástica que tenía la misma geometría que en el ejemplo 1, pero constituida por una capa de 0,5 mm de grosor de poliamida 12 (PA 12) RISLAN (marca registrada) de calidad comercial ARVO 950 TLD fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF una capa de copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH) SOARNOL (marca registrada) de calidad comercial D 2908 fabricada por la empresa NIPPON GOHSEI de 3 mm de grosor y una capa de poliamida 12 (PA 12) RISLAN (marca
registrada) de calidad comercial ARVO 950 TLD fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF de 0,5 mm de grosor.

Esta triple capa fue utilizada como vasija hermética para un depósito como el esquematizado en la figura 3, destinado al almacenamiento de helio a 25ºC y bajo 350 bares.

El grado de fugas anuales, por permeación natural del gas a través de la vasija de capas múltiples del depósito obtenido, es inferior a 1% en volumen con respecto al volumen de gas expandido, es decir, en las condiciones normales de temperatura y presión.

Ejemplo 3

Se utilizó el mismo procedimiento en el expuesto en los ejemplos 1 y 2 para realizar una triple capa termoplástica que tenía la misma que en los ejemplos 1 y 2, pero constituida por una capa de 0,7 mm de grosor de polietileno injertado (PE injertado) OREVAC (marca registrada), de calidad comercial 18350P fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF una capa 2 mm de grosor copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH) SOARNOL (marca registrada) de calidad comercial D 2908 fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF y una capa de 0,7 mm de grosor polietileno injertado (PE injertado) OREVAC (marca registrada), de calidad comercial 18350P fabricada por la empresa TOTAL-FINA-ELF.

Esta triple capa fue utilizada como vasija hermética para un depósito como el esquematizado en la figura 3, destinado al almacenamientos de hidrógeno de -40ºC a +60ºC y bajo 700 bares.

El grado de fugas anuales, por permeación natural de gas a través de la vasija de capas múltiples es inferior a 1 cm^{3} de gas por litro de depósito y por hora para una presión de 700 bares y para temperatura ambiente.

Ejemplo comparativo 1

La figura 2 es un gráfico que pone de manifiesto la permeación de gas helio P_{He} x 10^{-17} (m^{3}gas\cdotm\cdotm^{-2}\cdotPa^{-1}\cdots^{-1}) a 60ºC a través de diferentes polímeros termoplásticos de 2 mm de grosor que incluyen EVOH de la presente invención.

En esta figura, las referencias siguientes indican los polímeros siguientes:

5	:	polietileno de baja densidad (PEBD)
7	:	poliamida 12 (PA 12)
9	:	poli(fluoruro de vinilideno (PVDF))
11	:	polietileno reticulado (XLDPE)
EVOH	:	copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH)

Entre los polímeros plásticos estudiados el EVOH presenta indudablemente las mejores propiedades de barrera para gases.

Claims

1. Estructura termoplástica multicapas, que comprende al menos una capa constituida por un copolímero de etileno-alcohol vinílico que comprende 29% en moles de etileno, en que dicho copolímero tiene una densidad de 1,21 g/cm^{3} y un índice de fluidez de 4 g/10 minutos a una temperatura de 190ºC con una carga de 2,16 kg, en la que la capa constituida por dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico tiene un grosor comprendido entre 0,3 y 20 mm.

2. Estructura según la reivindicación 1, en la que la capa constituida por dicho copolímero etileno-alcohol vinílico tiene un grosor comprendido entre 0,5 y 5 mm.

3. Estructura según la reivindicación 1, que comprende además al menos una capa constituida por un material termoplástico diferente de dicho copolímero etileno-alcohol vinílico y escogido entre un grupo comprende un polietileno, un polietileno injertado, un poli(tereftalato de etileno), un policarbonato, un copolímero de etileno-acetato de vinilo, un poli(fluoruro de vinilideno), una poliéster-amida, una poliamida o una mezcla de estos.

4. Estructura según la reivindicación 3, en la que la capa de material termoplástico diferente de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico tiene un grosor comprendido entre 0,1 y 10 mm.

5. Estructura según la reivindicación 3, en la que la capa de material termoplástico diferente de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico tiene un grosor comprendido entre 0,1 y 5 mm.

6. Estructura según la reivindicación 3, en la que la capa constituida por un material termoplástico diferente de dicho copolímero de etileno-alcohol vinílico comprende en el material termoplástico que la constituye un material de carga orgánico o mineral.

7. Estructura según la reivindicación 3, que comprende al menos un primera y una segunda capas constituidas respectivamente por un primer y un segundo materiales termoplásticos iguales o diferentes y diferentes de un copolímero de etileno-alcohol vinílico, en que dicha estructura comprende sucesivamente la primera capa de material termoplástico, la capa constituida por un copolímero de etileno-alcohol vinílico y la segunda capa de material termoplástico.

8. Estructura según la reivindicación 7, en la que la primera capa está constituida por poliamida y la segunda capa está constituida por polietileno injertado o sin injertar.

9. Estructura según la reivindicación 7, en la que las primeras y segundas capas están constituidas por una poliamida igual o diferente.

10. Estructura según la reivindicación 1, en que dicha estructura está reforzada por un material compuesto de hilos de carbono impregnados com resina de epóxido térmicamente reticulada.

11. Estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, obtenida por moldeo rotatorio.

12. Utilización de una estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la fabricación de un depósito.

13. Utilización de una estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la fabricación de un depósito de hidrógeno.

14. Depósito que comprende una estructura según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.