可加热的管材制造技术

本发明专利技术涉及可加热的管材，其包含由模塑料形成的层（层I），该模塑料包含至少40重量%的以下组分：1) 60至99重量份的基于六亚甲基二胺、对苯二甲酸和具有8‑19个碳原子的脂族的二羧酸的共聚酰胺，和2) 40至1重量份的烯烃共聚物作为冲击改性剂，其中1)和2)的重量份之和为100；和用于电流的导体，其嵌入在电绝缘外层和电绝缘内层之间。所述可加热的管材具有高的热变形温度、非常好的抗冲击性和高的断裂伸长率，可以用于制造SCR管线、柴油燃料管线或燃料电池系统的管线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可加热的管材，其中至少一种导电体嵌入在外层和内层之间。
技术介绍
通过管材输送液体或气体介质时，经常必须保持介质温度在确定的最小温度之上。这种管材典型地使用塑料材料制造；它们必须能够以一方面适合介质，另一方面适合管材材料的方式进行加热。管材的例子有柴油燃料管线（Leitung），其中必须防止石蜡组分在冬季温度下絮凝；燃料电池系统管线；和SCR管线。这类管线大多数由基于脂族聚酰胺的模塑料，例如PA11或PA22组成。柴油汽车具有催化转换器，其通过选择性催化还原（SCR），使用尿素水溶液对废气脱氮，以降低氮氧化物的排放。但是，使用的尿素水溶液，工业内一致称为AdBlue®，在-11℃或更低的温度下冻结。因此，在这些温度下，无法确保将尿素溶液从储存容器输送到催化转化器；因而也不能将废气脱氮。为了防止AdBule®甚至在低温下冻结，管线必须是可加热的并且必须确保AdBule®在大约10分钟以内解冻。有多种方法加热这些管线。现在，经常将标准电阻加热器卷绕流体管材（WO 2009/052849）。另一种加热这种管线的方法在WO 2006/097765、WO 2006/090182、DE 39 00 821 C1和EP 0 306 638 A1中有描述。它们各自都涉及其中存在两个导体的多层管材，其中导体沿着管材纵向分布并彼此偏移180°嵌入在导电聚合物层中。在导电层中，由于从一个导体到另一个导体的电流而产生热量。这种安置方法相对于简单的电阻加热具有技术和经济的优势。但是，它需要将导体直接嵌入到塑料材料中，因此需要基料和导体之间的电接触。在螺旋卷绕电极时可以获得更好的管线柔韧性。EP 0 312 204 A2公开了一种可加热管线，其中两个电极螺旋卷绕管材，并嵌入到导电层中。EP 2 664 835 A1公开了具有改进结构的可加热的类似管线管材。在汽车中，用于柴油燃料的管线以及SCR管线越来越多地安置在处于高温的位置，例如在发动机舱或在排气管附近。在此可能出现温度峰值，其导致管线变型或失效。此外，管线的材料在持续高温下会老化。因此，对于这些管线必须存在至少一层具有高的热变形温度和好的热老化抗性的材料。希望的材料应当具有至少220℃的微晶熔点Tm以及足够的结晶度。此外，在现有技术中使用的由PA11或PA12构成的内层材料在高温时仅具有有限的耐水解性。在汽车制造中，一段时间以来希望将脂族的聚酰胺通过部分芳族的聚酰胺替代。例如，WO 2005/018891描述了包含至少一个由冲击改性的部分芳族的聚酰胺构成的层的空心体；其此外可以包含由脂族的聚酰胺构成的层，但不再包含其它层。然而，在市场上可获得的部分芳族的聚酰胺由于其不好的机械性能，特别是其不好的抗冲击性和低的断裂伸长率而不适合于这类应用。EP 2857456 A1公开了由PA6T/6I/66或PA10T/TMDT构成的分别具有30重量%的不同冲击改性剂的模塑料的测量；其断裂伸长率为3%至6%。US 2014/0299220 A1给出了更多结果；其对比例22展示了具有800 µm厚的由冲击改性的PA6T/6I/66构成的层和200 µm厚的由ETFE构成的层的管材，其中所述管材的断裂伸长率为13%。对比例24展示了相应的管材，其聚酰胺层由冲击改性的PA9T组成，其二胺部分是由1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺构成的50:50异构体混合物；其中的断裂伸长率为22%。最后，对比例27展示了相应的管材，其聚酰胺层由冲击改性的另外的PA6T/6I/66组成，其中的断裂伸长率为18%。然而，希望得到具有更高的断裂伸长率的管材，在一些应用中甚至应大于100%；该管材还应具有高的抗冲击性，从而避免在安装、修理、事故或石头打击时的机械损害。EP 1988113 A1描述了基于共聚酰胺10T/6T的聚酰胺模塑料，其由单体1,10-癸二胺、1,6-六亚甲基二胺和对苯二甲酸形成。所述共聚酰胺具有300℃左右的相对高的熔点；加工窗口因此相对小。内部的试验得出，这类冲击改性的模塑料的断裂伸长率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种可加热的管材，其具有高的热变形温度、改进的耐水解性以及高的抗冲击性和高的断裂伸长率。在相关研究的过程中，发现了满足该标准的基于部分芳族的聚酰胺的模塑料。本专利技术因此提供了可加热的管材，其包含一个层 (层I)，该层包含至少40重量%，优选至少50重量%，特别优选至少60重量%，尤其优选至少70重量%和非常特别优选至少80重量%的下列组分的混合物：1) 60至99重量份，优选65至98重量份，特别优选68至97重量份和尤其优选70至96重量份的部分芳族的共聚酰胺，其由源自下列的单体单元组成α) 30至90摩尔%，优选35至85摩尔%，特别优选40至80摩尔%，尤其优选41至75摩尔%和非常特别优选45至70摩尔%的六亚甲基二胺和对苯二甲酸的组合，和β) 70至10摩尔%，优选65至15摩尔%，特别优选60至20摩尔%，尤其优选59至25摩尔%和非常特别优选55至30摩尔%的六亚甲基二胺和具有8-19个碳原子的直链脂族二羧酸的组合，其中所述摩尔%数值基于α)和β)之和和其中最多20%，优选最多15%，特别优选最多12%，尤其优选最多8%和非常特别优选最多5%或最多4%的所述六亚甲基二胺可以被等量的其它二胺替代和/或其中最多20%，优选最多15%，特别优选最多12%，尤其优选最多8%和非常特别优选最多5%或最多4%的所述对苯二甲酸可以被等量的其它芳族二羧酸和/或1,4-环己烷二甲酸替代和/或其中最多20%，优选最多15%，特别优选最多12%，尤其优选最多8%和非常特别优选最多5%或最多4%的所述由六亚甲基二胺和直链脂族二羧酸构成的重复单元可以被等量的源自具有6-12个碳原子的内酰胺/ω-氨基羧酸的单元替代，2) 40至1重量份，优选35至2重量份，特别优选32至3重量份和尤其优选30至4重量份的烯烃共聚物作为冲击改性剂，其中1)和2)的重量份之和为100；和用于电流的导体，其嵌入在电绝缘外层和电绝缘内层之间。术语\电绝缘的\在此处和下文中是指，各个模塑料基本上不包含导电的添加剂。所述模塑料的比电阻通常大于1010 Ωm（根据DIN IEC 60093测定）。本专利技术可以以各种实施方案实现。在第一实施方案中，层I是内层。所述用于电流的导体是直接设置在内层和外层之间的金属导体，或者纵向上沿着管材或者优选围绕内层卷绕。所述金属导体例如是线、绞线或带。它可以由各种足够导电的和足够耐受的金属组成，例如由铜、银或铝组成。此外，所述金属导体被绝缘体包裹着。所述金属导体的厚度优选为0.1至2 mm，特别优选0.2至1 mm和尤其优选0.3至0.8 mm。对于不具有圆周形横截面的导电体，例如对于扁平的绞线或带，可以理解为最小的厚度。相应合适的增粘剂或粘合剂可以用于将所述金属导体固定在管材上。同样地，机械固定可以通过线、带或收缩膜实现。为了提供隔热和保护免受机械损害，将所述管材包裹上保护罩作为外层，其可以随后机械施加。这可以例如是收缩（aufgeschrumpft）的波纹形管材或平滑管材。所述保护罩可以由各种合适的材料组成。有针对性地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
可加热的管材，其包含由模塑料形成的层（层I），该模塑料包含至少40重量%的以下组分：1)60至99重量份的部分芳族的共聚酰胺，其由源自下列的单体单元组成α) 30至90摩尔%的六亚甲基二胺和对苯二甲酸的组合，和β) 70至10摩尔%的六亚甲基二胺和具有8‑19个碳原子的直链脂族二羧酸的组合；其中所述摩尔%数值基于α)和β)之和和其中最多20%的所述六亚甲基二胺可以被等量的其它二胺替代和/或其中最多20%的所述对苯二甲酸可以被等量的其它芳族二羧酸和/或1,4‑环己烷二甲酸替代和/或其中最多20%的所述由六亚甲基二胺和直链脂族二羧酸构成的重复单元可以被等量的源自具有6‑12个碳原子的内酰胺/ω‑氨基羧酸的单元替代，2)40至1重量份的烯烃共聚物作为冲击改性剂，其中1)和2)的重量份之和为100；和用于电流的导体，其嵌入在电绝缘外层和电绝缘内层之间。

【技术特征摘要】
2015.03.20 EP 15160082.21.可加热的管材，其包含由模塑料形成的层（层I），该模塑料包含至少40重量%的以下组分：1)60至99重量份的部分芳族的共聚酰胺，其由源自下列的单体单元组成α) 30至90摩尔%的六亚甲基二胺和对苯二甲酸的组合，和β) 70至10摩尔%的六亚甲基二胺和具有8-19个碳原子的直链脂族二羧酸的组合；其中所述摩尔%数值基于α)和β)之和和其中最多20%的所述六亚甲基二胺可以被等量的其它二胺替代和/或其中最多20%的所述对苯二甲酸可以被等量的其它芳族二羧酸和/或1,4-环己烷二甲酸替代和/或其中最多20%的所述由六亚甲基二胺和直链脂族二羧酸构成的重复单元可以被等量的源自具有6-12个碳原子的内酰胺/ω-氨基羧酸的单元替代，2)40至1重量份的烯烃共聚物作为冲击改性剂，其中1)和2)的重量份之和为100；和用于电流的导体，其嵌入在电绝缘外层和电绝缘内层之间。2.根据权利要求1所述的可加热的管材，其中层I是所述内层，所述用于电流的导体是直接设置在内层和外层之间的金属导体和所述外层是之后机械施加的保护罩。3.根据权利要求1所述的可加热的管材，其中层I是所述外层，所述用于电流的导体是直接设置在内层和外层之间的金属导体和所述外层是之后机械施加的保护罩。4.根据权利要求1所述的可加热的管材，其中层I是所述内层，所述用于电流的导体是直接设置在内层和外层之间的金属导体和所述外层是通过挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：R戈林，J贝格尔，M伯尔，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE