包含金屬化二環(huán)戊二烯聚合物的構(gòu)建體及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明包括在二環(huán)戊二烯聚合物表面上形成金屬薄層的方法，以及包括含金屬化層的構(gòu)建體。
【專利說明】包含金屬化二環(huán)戊二烯聚合物的構(gòu)建體及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包含金屬化二環(huán)戊二烯聚合物表面的構(gòu)建體及其制備方法。
[0002]背景
[0003]在現(xiàn)代社會(huì)中，金屬化膜是非常成熟的存在。它們被用于裝飾目的，例如氣球、全息圖像、反光貼紙、鏡面表面和體育卡片等。由于它們對(duì)氧和水分的耐透過性，它們還可用于包裝經(jīng)加工的水果和蔬菜、飲料、點(diǎn)心、咖啡和煙草產(chǎn)品。它們還可作為例如保溫瓶應(yīng)用中的絕熱器來保持冷熱，并且在太空服應(yīng)用中來保持冷熱和防止輻射進(jìn)入。在電子工業(yè)中，將金屬化膜用于電容器、電阻器和其他組件。
[0004]對(duì)于壓力容器，由于上述阻隔強(qiáng)化的性質(zhì)，金屬化聚合表面可具有明顯的效用。也就是說，壓力容器的聚合內(nèi)襯的金屬化可以顯著地改善內(nèi)襯對(duì)于壓力容器內(nèi)所含流體的不可透過性。當(dāng)處理幾乎完全由聚合材料構(gòu)成的現(xiàn)代輕量化壓力容器時(shí)，這會(huì)是特別有價(jià)值的。
[0005]作為一個(gè)非限制性的例子，一種所謂的IV型壓力容器包括聚合內(nèi)襯，其被絲狀復(fù)合物完全包覆，該復(fù)合物卷提供容器的全部強(qiáng)度。IV型容器是目前批準(zhǔn)的四類壓力容器中最輕的，但也是最貴的。
[0006]出于明顯的原因，優(yōu)選使得IV型壓力容器的內(nèi)襯對(duì)于其中所含的流體是盡可能不可透過的。但是，適用于壓力容器內(nèi)襯的現(xiàn)有聚合物具有不同程度的不可透過性，它們中的部分是非常良好的，對(duì)內(nèi)襯的內(nèi)表面進(jìn)行金屬化預(yù)期會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)不可透過性。
[0007]由于聚合壓力容器內(nèi)襯的金屬化所能帶來的輔助益處包括增強(qiáng)的惰性，即內(nèi)襯對(duì)于所含的加壓流體缺乏化學(xué)反應(yīng)性，并改善絕熱性質(zhì)。
[0008]這些益處，當(dāng)然適用于包含聚合內(nèi)襯的任意類型的壓力容器。
[0009]對(duì)壓力容器的聚合內(nèi)襯進(jìn)行金屬化的問題在于制備它們的現(xiàn)有方法。
[0010]產(chǎn)生金屬化聚合物構(gòu)建體的幾乎通用方法是真空金屬化。真空金屬化包括將待金屬化的構(gòu)建體和要涂覆到構(gòu)建體上的熱的金屬錠料一起置于真空室中。室中的電磁場(chǎng)將從金屬表面熱釋放出來的離子導(dǎo)向構(gòu)建體的表面上。顯然，該過程對(duì)于制備要進(jìn)行金屬化的構(gòu)建體較小從而能夠合理地制造合適尺寸的真空室的金屬化聚合構(gòu)建體是適當(dāng)?shù)摹５?，?dāng)該技術(shù)用于壓力容器，特別是用于那些旨在考慮對(duì)壓縮流體進(jìn)行海洋運(yùn)輸?shù)哪切┤萜鲿r(shí)，預(yù)期會(huì)產(chǎn)生問題。這是由于這些容器要大得多。
[0011]對(duì)于流體例如壓縮天然氣(CNG)的海洋運(yùn)輸，制造方法(基本上是運(yùn)輸方法)的經(jīng)濟(jì)性是關(guān)鍵性的。遠(yuǎn)洋行駛的容器能夠裝載僅僅這么多的載貨重量，而海運(yùn)成本反映了這個(gè)事實(shí)，要計(jì)算的運(yùn)輸總重量的成本，即產(chǎn)品的重量加上其中運(yùn)輸了產(chǎn)品的集裝箱船的重量。如果相比于裝運(yùn)容器的自重，產(chǎn)品的凈重低，則每單位質(zhì)量的產(chǎn)品的運(yùn)輸成本變得非常昂貴。這對(duì)于壓縮流體的運(yùn)輸是特別正確的，常規(guī)地，在鋼瓶中運(yùn)輸壓縮流體，鋼瓶相對(duì)于所含流體的重量是極重的。
[0012]由于III型和IV型壓力容器的出現(xiàn)，已經(jīng)稍微改善了該問題。III型壓力容器是由較薄金屬內(nèi)襯構(gòu)成的，該較薄金屬內(nèi)襯卷繞有絲狀復(fù)合物卷，這產(chǎn)生了具有鋼容器強(qiáng)度的容器，并明顯節(jié)約了總?cè)萜髦亓?。上文提及的IV型壓力容器包括聚合內(nèi)襯，該聚合內(nèi)襯類似地被復(fù)合絲狀材料包著。
[0013]使用III型和IV型容器，再加上將這些容器造得非常大的趨勢(shì)一目前制造的柱狀容器的長(zhǎng)度為18米并且直徑為2.5-3米，考慮制造的容器的長(zhǎng)度大于或等于30米并且直徑大于或等于6米一使得優(yōu)化海洋運(yùn)輸壓縮流體的經(jīng)濟(jì)性邁出了一大步。
[0014]很明顯的是，產(chǎn)生能夠放入此類巨大尺寸的壓力容器的真空室的難度和花費(fèi)，會(huì)是至少是非常高的。
[0015]因而，所需的是一種不涉及真空金屬化的對(duì)聚合表面進(jìn)行金屬化的方法。本發(fā)明提供了此類方法，以及采用該方法制備的構(gòu)建體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種構(gòu)建體，其包括:
[0017]包含環(huán)戊二烯聚合物的至少一個(gè)接觸表面；以及
[0018]與環(huán)戊二烯聚合物毗鄰并接觸的第一金屬薄層。
[0019]所述構(gòu)建體還可包括與第一金屬薄層毗鄰并接觸的第二金屬薄層。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)方面，環(huán)戊二烯聚合物包括聚(環(huán)戊二烯)均聚物。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)方面，聚(環(huán)戊二烯)均聚物是通過環(huán)戊二烯的開環(huán)易位聚合(ROMP)形成的。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)方面，環(huán)戊二烯聚合物是環(huán)戊二烯與一種或多種反應(yīng)性乙烯單體的共聚物，其中，共聚物中的環(huán)戊二烯的摩爾％足以維持第一金屬與環(huán)戊二烯聚合物的粘著。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)方面，第一金屬選自下組:銀、金、銅、鎳、錫、鉻、鎘、鋅、鈷及其合金。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)方面，第一金屬是銀。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)方面，第二金屬選自下組:鋁、鎳、鋅、鉻、錫、銅及其合金。
[0026]在本發(fā)明的一個(gè)方面，第二金屬選自鎳和鋅。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)方面，整個(gè)構(gòu)建體包括聚環(huán)戊二烯聚合物。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)方面，環(huán)戊二烯聚合物構(gòu)成設(shè)置在構(gòu)建體主體上的一層，所述構(gòu)建體主體是由除了環(huán)戊二烯聚合物之外的、但是能夠與環(huán)戊二烯聚合物粘附的材料制造的。
[0029]構(gòu)建體可以是壓力容器的內(nèi)襯。
[0030]構(gòu)建體可以是壓力容器的組件。
[0031]壓力容器可用于裝納CNG。裝納CNG的壓力可以高至或者超過250巴(bar)。
[0032]壓力容器的長(zhǎng)度可超過6米。
[0033]壓力容器的直徑可超過1米。
[0034]本發(fā)明的一個(gè)方面是一種方法，該方法包括:
[0035]提供包括至少一個(gè)暴露表面的構(gòu)建體，所述至少一個(gè)暴露表面包含二環(huán)戊二烯聚合物；
[0036]用溶劑清潔環(huán)戊二烯聚合物表面，但是不以其他方式活化表面；
[0037]用包含第一金屬的鹽和絡(luò)合劑的水性溶液接觸環(huán)戊二烯聚合物表面；
[0038]使得絡(luò)合的第一金屬的水性溶液在環(huán)戊二烯聚合物表面與還原劑的水性溶液接觸，其中，在表面上沉積一層第一金屬。
[0039]所述方法可額外地包括使得第一金屬層與第二金屬的鹽的水性溶液接觸；其中
[0040]使得第二金屬以電解或無電鍍覆的方式沉積到第一金屬層上。
[0041]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，無電鍍覆地沉積第二金屬包括使得第二金屬鹽和第二絡(luò)合劑的水性溶液與還原劑的水性溶液在第一金屬層的表面接觸。
[0042]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，電解地將第二金屬沉積到第一金屬上包括向第一金屬層施加負(fù)電勢(shì)；使得帶負(fù)電的第一金屬層與帶正電的第二金屬的鹽的水性溶液、由第二金屬制造的電極或其組合接觸。
[0043]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，使得環(huán)戊二烯聚合物與含有第一金屬的絡(luò)合鹽的水性溶液接觸包括將水性溶液噴灑到環(huán)戊二烯聚合物表面上。
[0044]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，使得第一金屬的絡(luò)合鹽在二環(huán)戊二烯聚合物表面與還原劑的水性溶液接觸包括同時(shí)將兩種水性溶液噴灑到環(huán)戊二烯聚合物表面的表面上。
[0045]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，向第一金屬層施加負(fù)電荷以及向第二金屬的鹽的水性溶液施加正電荷包括使用電池或整流器。
[0046]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，使得帶負(fù)電荷的第一金屬層與帶正電荷的第二金屬的鹽的水性溶液接觸包括將帶正電荷的第二金屬的鹽的水性溶液噴灑到帶負(fù)電荷的第一金屬表面上。
[0047]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，第一金屬選自下組:銀、銅、鎳、錫、鉻、鎘、鋅、鈷及其混合物或合金。
[0048]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，第一金屬是銀。
[0049]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，第二金屬選自下組:鎳、鋅、鉻、錫和銅。
[0050]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，第二金屬選自鎳和鋅。
[0051]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，包含環(huán)戊二烯聚合物的暴露表面是壓力容器的內(nèi)襯。
[0052]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，內(nèi)襯具有粗糙織構(gòu)化的表面。
[0053]在本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，內(nèi)襯具有光滑織構(gòu)化的表面。
[0054]所述方法可用于生產(chǎn)上文所述的構(gòu)建體。
[0055]發(fā)明詳述
[0056]討論
[0057]應(yīng)理解的是，對(duì)于本說明書和所附權(quán)利要求書，任意涉及本發(fā)明的任意方法的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)，反之亦然，除非另有明確說明或者從上下文毫無疑義地明確得到。
[0058]本文所用任意近似術(shù)語，例如但不限于，接近、約、約為、基本上以及基本等，表示通過近似術(shù)語修飾的詞或短語不必須精確地是書寫的值，但是可以相對(duì)于其發(fā)生一定程度的變化。其變化程度將取決于會(huì)產(chǎn)生的變化有多大，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到修飾的版本仍具有未被近似的術(shù)語修飾的詞或短語所具有的性質(zhì)、特性和能力。通常來說，但考慮到前面的討論，本文通過近似的術(shù)語修飾的數(shù)值可相對(duì)于所列出的值變化±10%，除非另有明確說明。
[0059]本文所用的術(shù)語“任選”以及“任選地”等指為了實(shí)現(xiàn)構(gòu)建體設(shè)計(jì)或方法的目的，構(gòu)建體的特征或方法中的步驟可以存在但不是必須存在。
[0060]本文所用“Btt鄰”指的是相鄰的兩個(gè)表面，并且它們直接接觸或者沒有另一材料的中間層的話它們會(huì)直接接觸。
[0061]本文所用“不可透過”或“不透”指的是一種物質(zhì)使其基本上無法使流體以任意顯著程度滲透進(jìn)入第一物質(zhì)形成的表面中的性質(zhì)。
[0062]本文所用“惰性”指的是一種物質(zhì)使得由該物質(zhì)形成的表面對(duì)于可與該表面接觸的流體的任意組分具有化學(xué)不起反應(yīng)性的性質(zhì)。
[0063]本文所用“優(yōu)選”、“優(yōu)選地”或者“更優(yōu)選”等涉及當(dāng)提交本專利申請(qǐng)時(shí)它們存在的優(yōu)先選擇。
[0064]本文所用“流體”指的是氣體、液體或者氣體和液體的混合物。例如，當(dāng)天然氣從地下提取出來并運(yùn)輸?shù)郊庸ぶ行臅r(shí)通常是氣體和液體污染物的混合物，但不限于此。出于本發(fā)明的目的，此類混合物會(huì)構(gòu)成流體。
[0065]本文所用“構(gòu)建體”指的是任意設(shè)計(jì)或物理形式的任意物體，其能夠由二環(huán)戊二烯聚合物或者能夠?qū)⒍h(huán)戊二烯聚合物作為涂層來粘附(直接或通過中間底漆層的方式)的任意材料制得?！盎A(chǔ)構(gòu)建體”指的是要施用本發(fā)明的金屬化方法的構(gòu)建體。基礎(chǔ)構(gòu)建體其自身可主要包含二環(huán)戊二烯聚合物或者其可完全包含一些其他材料，例如但不限于，其他聚合物、金屬?gòu)?fù)合物或者陶瓷材料。
[0066]本文所用“二環(huán)戊二烯聚合物”指的是通過DCPD的聚合或固化(本文中該術(shù)語可互換使用)以得到DCPD均聚物(聚(二環(huán)戊二烯)，pDCPD)，或者對(duì)包含至少92%純的二環(huán)戊二烯(DCPD)的預(yù)聚物制劑進(jìn)行固化，制備得到的聚合物。
[0067]本文所用“預(yù)聚物制劑”指的是固化前的至少92%純DCPD與一種或多種反應(yīng)性乙烯單體、聚合化引發(fā)劑或固化劑在加上任意其他所需添加劑的摻混物。
[0068]本文所用反應(yīng)性乙烯單體指的是含有至少一個(gè)烯鍵，即-C = C-鍵的分子，其能夠與DCPD在選定的聚合化條件下發(fā)生反應(yīng)。優(yōu)選是在環(huán)烯鍵單體，例如降冰片烯的存在下。
[0069]本文所用金屬“薄層”指的是基本為原子單層至厚約0.5 μ m的層。
[0070]本文所用“清潔溶劑”指的是不會(huì)使得用于待金屬化表面的特定DCPD聚合物溶解或充分溶脹，但是能夠用于從該表面去除不需要的物質(zhì)的任意液體。此類液體包括但不限于，水、醇類，例如但不限于，甲醇、乙醇和異丙醇；酮類，例如但不限于，丙酮、甲基乙基酮；烴類，例如己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯等。由于可用于制造構(gòu)建體的Dcro聚合物的范圍是相當(dāng)寬泛的，無法列出每種可能想到的可用于聚合物而不會(huì)對(duì)其表面造成負(fù)面影響的溶劑，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要過多的實(shí)驗(yàn)，能夠非常容易地確定哪種溶劑符合以及哪種溶劑不符合本文的標(biāo)準(zhǔn)。
[0071]“不以其他方式活化表面”指的是如下事實(shí):本發(fā)明的二環(huán)戊二烯聚合物表面無需用除了簡(jiǎn)單溶劑清潔以去除物理和化學(xué)污染物之外的任意方式進(jìn)行處理。也就是說，當(dāng)向本發(fā)明的二環(huán)戊二烯聚合物施加第一金屬層時(shí)，無需對(duì)聚合物采用諸如“鍍錫”以及等離子體活化(其常用于對(duì)聚合表面進(jìn)行鏡面化)之類的過程。
[0072]因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，用DCPD聚合物或者能夠粘附DCPD聚合物或采用中間底漆層使得能粘附DCPD的任意材料來制造構(gòu)建體。底漆層指的是插入兩種其他材料之間的材料層，其中，底漆能夠粘附兩種材料，從而將兩種材料粘結(jié)在一起。在本發(fā)明的內(nèi)各中，底漆必須能夠與制得構(gòu)建體的無論什么材料以及會(huì)最終發(fā)生金屬化的DCPD聚合物粘附。因此，如果基礎(chǔ)構(gòu)建體不是DCPD聚合物，則將DCPD聚合物作為涂層施涂到構(gòu)建體，以在構(gòu)建體的一個(gè)或多個(gè)暴露表面上形成聚合物層，其中暴露表面可能需要施涂底漆(primed)以使得DCPD聚合物能粘附。
[0073]如果基礎(chǔ)構(gòu)建體是二環(huán)戊二烯聚合物或者其他聚合材料，則可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)于此類制造可想到的任意方式來制造構(gòu)建體，包括但不限于，澆鑄、模塑或從聚合物的固體塊切開。
[0074]可以制造基礎(chǔ)構(gòu)建體的其他材料包括但不限于，金屬、復(fù)合物以及陶瓷等。
[0075]可以將DCPD作為層，直接地或者如上所述地與插入的底漆層一起施加到基礎(chǔ)構(gòu)建體。
[0076]顯然，很早就已知對(duì)某些材料進(jìn)行金屬化的技術(shù)。例如，對(duì)玻璃進(jìn)行銀化以產(chǎn)生鏡子已經(jīng)使用超過一個(gè)世紀(jì)。該方法涉及從硝酸銀和氫氧化銨形成水性銀-氨絡(luò)合物。使絡(luò)合物與玻璃表面接觸，并與將銀絡(luò)合物還原成沉積到玻璃上的單質(zhì)銀的還原劑的第二溶液接觸。但是，發(fā)現(xiàn)這種古老的技術(shù)一向不能用于有機(jī)聚合物。因此，如上文所述，采用真空金屬化對(duì)有機(jī)聚合表面進(jìn)行金屬化的技術(shù)已經(jīng)事實(shí)上成為了標(biāo)準(zhǔn)。
[0077]出乎預(yù)料且令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，古老、簡(jiǎn)單、廉價(jià)的金屬化技術(shù)極好地適用于二環(huán)戊二烯聚合物。
[0078]由于對(duì)玻璃和其他非有機(jī)聚合物表面進(jìn)行金屬化的技術(shù)是眾所周知的，所以僅需對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。
[0079]如上文玻璃金屬化以形成鏡子容易地發(fā)現(xiàn)，金屬的無電鍍沉積通常需要:(1)金屬離子源；(2)絡(luò)合劑，以將金屬離子保持在穩(wěn)定溶液中；以及(3)還原劑。最眾所周知的例子當(dāng)然是上文所述的玻璃銀化工藝，其中，硝酸銀提供金屬離子，氫氧化銨提供絡(luò)合劑，下述各種物質(zhì)提供還原劑:例如但不限于所謂的“還原糖”，例如但不限于葡萄糖、果糖、甘油醛類和半乳糖，以及其他醛類例如但不限于甲醛。還原劑的選擇取決于要還原的金屬鹽，此類選擇是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并且所有此類物質(zhì)落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0080]溶液可能需要pH調(diào)節(jié)，但是這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣是眾所周知的。
[0081]可以采用上文所述的無電鍍工藝來沉積除了銀之外的許多金屬，包括但不限于，金、銅、鎳、鉻、鈷、鎘、鐵、銣和錫。也可以沉積合金，例如但不限于，鎳-磷、鎳-鈷和鎮(zhèn)_x_憐，其中X是第二金屬。
[0082]每種可能都需要其特有的絡(luò)合劑，并且特別是其特有的還原劑。除了氫氧化銨之外的絡(luò)合劑包括但不限于，四氮雜化合物、乙二胺四乙酸、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、次氨基三乙酸(nitrilotriacetic acid)及其堿性鹽、葡萄糖酸鹽和三乙胺。
[0083]對(duì)于銀，除了上文所述的那些，還原劑包括但不限于，酒石酸鹽、二甲基胺硼烷、硼氫化鉀、次磷酸鈉、硫代硫酸鹽、肼、羥胺和乙醛酸。
[0084]基于本文所揭示的內(nèi)容，選擇合適的絡(luò)合劑和合適的還原劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并且絡(luò)合劑與還原劑的任意此類組合落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0085]在本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)踐中，首先用一種或多種溶劑清洗DCPD聚合物構(gòu)建體或者已經(jīng)涂覆有DCPD聚合物層的其他材料的構(gòu)建體，以去除外來污染物，例如污垢、油以及水分等。無需對(duì)二環(huán)戊二烯聚合物表面進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0086]然后，在存在以將金屬離子保持在溶液中并使得溶液大致地穩(wěn)定化的絡(luò)合劑的情況下，使清潔過的DCPD聚合物表面與第一金屬的鹽的溶液接觸。出于本發(fā)明的目的，金屬鹽和絡(luò)合劑溶液可簡(jiǎn)單地稱作“絡(luò)合的(第一或第二)金屬鹽”或者“(第一或第二)金屬鹽的絡(luò)合物”。
[0087]具有與表面接觸或者至少靠近表面的絡(luò)合的金屬鹽的表面，同時(shí)或者連續(xù)地與還原劑的水性溶液接觸。金屬絡(luò)合物被還原以提供零價(jià)金屬，其與DCPD聚合物粘附，即在表面上產(chǎn)生無電鍍沉積的金屬層。
[0088]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以從分開的噴灑裝置進(jìn)行噴灑同時(shí)將金屬絡(luò)合溶液和還原溶液噴灑到DCPD聚合物表面上，對(duì)噴灑流進(jìn)行導(dǎo)向以在DCPD聚合物表面處或其附近交叉，或者從具有分開的儲(chǔ)器和噴灑端口的單個(gè)噴灑裝置進(jìn)行噴灑，當(dāng)兩條流從噴灑端涌出時(shí)發(fā)生混合并撞擊到聚合物表面上。
[0089]取決于構(gòu)建體的織構(gòu)，從第一金屬的沉積得到的表面可以是粗糙織構(gòu)化或光滑織構(gòu)化的，例如，壓力容器內(nèi)襯的內(nèi)表面可以是光滑的，這會(huì)導(dǎo)致基本鏡面表面，或者是粗糙的，這會(huì)導(dǎo)致粗糙織構(gòu)化的金屬化表面。
[0090]用第一金屬進(jìn)行金屬化的DCPD聚合物表面可直接進(jìn)行使用，或者還可以對(duì)其進(jìn)行沉積第二金屬。
[0091 ] 可以通過上文所述的相同無電鍍過程在第一金屬上沉積第二金屬，或者可以在電化學(xué)過程中進(jìn)行沉積第二金屬，因?yàn)榈谝唤饘贋殡姵练e提供了所需的導(dǎo)電性。
[0092]本文考慮的電沉積過程是本領(lǐng)域眾所周知的，無需贅述。簡(jiǎn)單來說，將之前無電鍍鍍覆的Dcro構(gòu)建體的金屬化的表面與直流電源的負(fù)端子(陰極)相連，所述直流電源可以簡(jiǎn)單地是電池，但是更通常地是整流器。要沉積到第一金屬層上的第二金屬構(gòu)成的陽(yáng)極與電源的正端子(陽(yáng)極)相連。通過電解質(zhì)溶液的方式電連接陽(yáng)極和陰極，其中浸沒要進(jìn)行第二次金屬化的表面或通過接觸溶液噴霧(spray)來淋浴該表面。
[0093]電解質(zhì)溶液含有溶解的要鍍覆的金屬的金屬鹽以及賦予電解質(zhì)導(dǎo)電性的其他離子。
[0094]當(dāng)向系統(tǒng)施加電源時(shí)，金屬陽(yáng)極被氧化以產(chǎn)生要沉積的金屬的陽(yáng)離子，并且?guī)д姷年?yáng)離子遷移到陰極，即Dcro聚合物構(gòu)建體的金屬化表面，在那里，它們被還原成零價(jià)態(tài)金屬并沉積到構(gòu)建體上。
[0095]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以制備待沉積的金屬的陽(yáng)離子的溶液，并將該溶液噴灑到金屬化構(gòu)建體上。
[0096]本發(fā)明的方法的一個(gè)目前優(yōu)選的用途是對(duì)壓力容器的DCPD聚合物內(nèi)襯的內(nèi)表面進(jìn)行金屬化。Dcro聚合物內(nèi)襯的金屬化增強(qiáng)了內(nèi)襯對(duì)于可裝納在容器中的流體的不可透過性，以及改善了內(nèi)襯與流體的任意組分的反應(yīng)的惰性。
[0097]作為一個(gè)非限制性例子，具有金屬化DCPD內(nèi)襯的壓力容器可用于壓縮天然氣(CNG)的裝納和運(yùn)輸。雖然純CNG是較不具有反應(yīng)性的流體，但是其通常從其來源作為原料天然氣進(jìn)行運(yùn)輸。原料氣體指的是剛從井離開、未經(jīng)過加工的天然氣。該流體，當(dāng)然含有天然氣(甲烷)本身，但是通常還含有液體，例如冷凝物、天然汽油和液化石油氣。也會(huì)存在水。也可能以氣體形式或者溶解在水中的形式存在其他氣體。此類其他氣體包括氮?dú)狻⒍趸?、硫化氫和氦氣。它們中的部分可能其自身是反?yīng)性的，或者當(dāng)溶于水中可能是反應(yīng)性的，例如當(dāng)二氧化碳溶于水中時(shí)產(chǎn)生酸。
[0098]雖然DCPD內(nèi)襯對(duì)原料氣體的組分展現(xiàn)相當(dāng)高程度的不透性以及惰性，但對(duì)⑶表面的金屬化可極大地增強(qiáng)這些性質(zhì)。因此對(duì)壓力容器的內(nèi)部進(jìn)行金屬化的方法是高度有益的，原因在于，以壓力容器的質(zhì)量的最小化的變化(金屬化表面的厚度會(huì)最小化)實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的性能。
[0099]在本例子中，本文所述的壓力容器可運(yùn)載各種氣體，例如直接來自鉆井的原料氣體，包括原料天然氣，例如當(dāng)壓縮時(shí)，原料CNG或者RCNG，或者H2或C02，或者加工的天然氣(甲烷)，或者原料或部分加工的天然氣，例如C02允許最高至14摩爾％，H2S允許最高至lOOOppm,或者H2和C02氣體雜質(zhì)，或者其他雜質(zhì)或腐蝕性物質(zhì)。但是，優(yōu)選的用途是CNG運(yùn)輸，原料CNG、部分加工的CNG或者干凈的CNG加工成標(biāo)準(zhǔn)可運(yùn)輸至終端用戶，例如商用、工業(yè)用或民用。
[0100]CNG可以以各種混合物比例包括各種潛在的組分部分，部分是它們的氣相，其他是液相，或者兩者的混合。這些組分部分通常會(huì)包括以下化合物的一種或多種:c2h6、c3h8、切1(|、(:5!112、(:6!114、(:7!116、(:8!118、(:9+烴類、0)2和H2S，加上潛在的液態(tài)甲苯、柴油和辛燒，以及其他雜質(zhì)/物質(zhì)。
[0101]因此，上面完全通過舉例的方式已經(jīng)描述了本發(fā)明?？蓪?duì)本發(fā)明做出細(xì)節(jié)改進(jìn)，這落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，所述方法包括: 提供具有至少一個(gè)表面的基礎(chǔ)構(gòu)建體，所述至少一個(gè)表面包含二環(huán)戊二烯聚合物； 用溶劑清潔二環(huán)戊二烯聚合物表面，但是不以其他方式活化表面； 提供包含第一金屬的鹽和絡(luò)合劑的第一水性溶液，所述絡(luò)合劑與第一金屬形成絡(luò)合物；以及 在二環(huán)戊二烯聚合物的表面處或其附近，使得第一水性溶液與包含還原劑的第二水性溶液接觸，從而在二環(huán)戊二烯表面上沉積一層第一金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基礎(chǔ)構(gòu)建體基本上是由二環(huán)戊二烯聚合物制造的，從而所述至少一個(gè)表面是基礎(chǔ)構(gòu)建體自身的表面。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基礎(chǔ)構(gòu)建體是由除了二環(huán)戊二烯聚合物之外的材料制造的，從而所述至少一個(gè)表面包括設(shè)置在基礎(chǔ)構(gòu)建體的表面上的二環(huán)戊二烯聚合物層。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在二環(huán)戊二烯聚合物的表面處或其附近，使得第一水性溶液與第二水性溶液接觸包括在二環(huán)戊二烯聚合物的表面處同時(shí)噴灑兩種水性溶液，其中噴霧在表面上或其附近混合。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將第二金屬層以電解或無電鍍覆的方式沉積到第一金屬層上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將第二金屬以無電鍍覆的方式沉積到第一金屬上包括:在第一金屬層表面處或其附近，使得包含第二金屬的鹽和絡(luò)合劑的第三水性溶液與包含還原劑的第四水性溶液發(fā)生接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使得第三溶液和第四溶液發(fā)生接觸包括:在二環(huán)戊二烯聚合物表面處噴灑兩種水性溶液，其中噴霧在表面上或其附近混合。
8.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,將第二金屬以電解的方式沉積到第一金屬上包括: 使得直流電源的負(fù)端子與第一金屬層接觸； 提供包含第二金屬的鹽的水性溶液、浸沒在水性溶液中的由第二金屬制造的電極，或其組合； 使得直流電源的正端子與水性溶液接觸； 使得第一金屬層與水性溶液接觸；以及 打開電源。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述使得第一金屬層與水性溶液接觸包括將水性溶液噴灑到第一金屬層上。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述使得第一金屬層與水性溶液接觸包括將第一金屬層浸入水性溶液中。
11.如權(quán)利要求8、9或10所述的方法，其特征在于，直流電源的正端子和負(fù)端子包括電池或整流器。
12.如權(quán)利要求5-11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第二金屬選自下組:鎳、鋅、鉻、錫和銅。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二金屬選自鎳和鋅。
14.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述第一金屬選自下組:銀、銅、鎳、錫、鉻、鎘、鋅、鈷及其混合物或合金。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一金屬是銀。
16.一種金屬化構(gòu)建體，其采用權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的方法制造。
17.如權(quán)利要求16所述的金屬化構(gòu)建體，該金屬化構(gòu)建體包括聚合內(nèi)襯。
18.如權(quán)利要求17所述的構(gòu)建體，其特征在于，聚合內(nèi)襯上的金屬層是粗糙織構(gòu)化的。
19.如權(quán)利要求17所述的構(gòu)建體，其特征在于，聚合內(nèi)襯上的金屬層是光滑織構(gòu)化的。
20.如權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的構(gòu)建體，其特征在于，所述構(gòu)建體是用于壓力容器的組件。
21.如權(quán)利要求20所述的構(gòu)建體，其特征在于，所述構(gòu)建體是用于壓力容器的內(nèi)襯。
22.—種壓力容器,其包含權(quán)利要求16-21中任一項(xiàng)所述的構(gòu)建體。
23.如權(quán)利要求22所述的壓力容器，該壓力容器用于裝納CNG。
24.如權(quán)利要求22或23所述的壓力容器，該壓力容器的長(zhǎng)度超過6米。
25.如權(quán)利要求22或23所述的壓力容器，該壓力容器的直徑超過I米。
26.一種船，其包括一種或更多種如權(quán)利要求22-25中任一項(xiàng)所限定的壓力容器。
【文檔編號(hào)】C23C18/16GK104254640SQ201180076350
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月5日
【發(fā)明者】F·內(nèi)蒂斯, B·斯班賽, Z·斯班賽 申請(qǐng)人:藍(lán)波股份有限公司