由相变材料制成的缆线制造技术

本发明专利技术公开了一种缆线，其包括芯和围绕所述芯的PCM层，其中所述PCM层由PCM组合物组成，其中所述PCM组合物包含PCM和乙烯共聚物；并且所述芯由各自由天然或合成的聚合物材料或金属制成的纱线、股线或导线组成。本发明专利技术可用于各种应用中的热管理，诸如例如机动车、建筑、包装、服装和鞋类。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关的专利申请本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2014年5月1日提交的美国临时申请号61/987,176的优先权，该申请的内容以引用的方式全文并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及用于不同应用例如机动车、建筑、包装、服装和鞋类中的热管理的相变材料(PCM)领域。具体地讲，本专利技术涉及包含相变材料的缆线、其制备方法和它们在诸如机动车的应用中的用途。相变材料(PCM)为潜热储存材料，其能够在熔融和结晶期间分别吸收和释放大量潜热。热能传递在材料从固相转变成液相或从液相转变成固相时发生。在此类相变期间，PCM材料的温度保持几乎恒定，围绕PCM材料的空间也是如此，流经PCM的热由PCM本身“捕获”。在其它熟知的PCM中，石蜡在很多情况下用作PCM，这是由于其低成本和低毒性。可将PCM引入由不同材料制成的基质中或施用于涂层。参见，例如，US4003426、US4528328、US5053446、US2006/0124892(WO2006/062610)、WO98/04644和WO2004/044345。为了便利地在热管理应用中使用PCM，目前已经将PCM掺入基体聚合物中，所述基体聚合物即使在高于PCM的熔点的温度下也吸收并保持相变材料，因此使其可将所得的PCM复合材料制成容易安装在壁中的平板、面板或其它形状。然而，大多数基体聚合物遭受多种缺陷诸如有限的PCM吸收容量，和在寿命期间由于流出的PCM显著损失。上述问题的部分解决方案已经在WO2006/062610、WO2011/143278和WO2011/014636中提出。然而，仍然需要包含PCM的材料，其提供高热存储容量、为最佳热交换的高表面接触，可在永久性暴露于空气而且化学品尤其是润滑油和/或乙二醇下耐受-20℃至130℃的温度，可随时间保持有效并且可提供高热导率。
技术实现思路
该目的已经由本文所述的缆线实现，其中所述缆线可包括芯和围绕所述芯的PCM层，其中所述PCM层由PCM组合物组成，其中：a)所述PCM组合物包含PCM和乙烯共聚物；并且b)所述芯由天然或合成的聚合物材料或金属制成的纱线、股线或导线组成。优选地，基于所述PCM组合物的总重量计，所述PCM组合物中的乙烯共聚物的量可以低于或等于30重量百分比。在优选的实施方案中，乙烯共聚物为乙烯一乙酸乙烯酯(EVA)。优选地，本专利技术的缆线中的纱线、股线或导线由聚对苯二甲酰对苯二胺(对位芳族聚酰胺)制成。在另一个实施方案中，本专利技术的缆线还包括保护性聚合物的一个或多个层。优选地，本专利技术的缆线包括一个保护性聚合物层。优选地，保护性聚合物由离聚物或聚酰胺的共混物制成。甚至更优选地，本专利技术的缆线包括保护性聚合物的两个层。优选地，保护性聚合物的第一层由离聚物和聚酰胺的共混物制成并且第二层由选自下列的聚合物制成：接枝或非接枝的聚丙烯均聚物、接枝或非接枝的聚丙烯共聚物、全氟乙烯-丙烯(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)、以及它们中两种或更多种的组合。优选地，保护性聚合物的每个层可具有介于50至300μm的厚度。更优选地，当两个层存在时，所述厚度介于50至600μm之间。优选地，在本专利技术的缆线中，所述PCM的量为基于所述缆线的总重量至少70重量百分比。本专利技术的优选的缆线具有3mm至6mm的直径。本文还公开了用于制备本专利技术的缆线的方法，其中所述方法包括以下步骤：a)提供芯，所述芯由天然或合成的聚合物材料或金属制成的纱线、股线或线组成；以及b)将PCM组合物挤出到所述芯上。任选地，所述方法还包括步骤c)，其中一种或多种保护性聚合物的一个或多个层挤出到PCM组合物和芯上。优选地，将保护性聚合物的两个层挤出到PCM组合物和芯上。更优选地，第一层由离聚物和聚酰胺的共混物制成并且第二层由选自下列的聚合物制成：接枝或非接枝的聚丙烯均聚物、接枝或非接枝的聚丙烯共聚物、全氟乙烯-丙烯(FEP)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)、以及它们中两种或更多种的组合。本文还公开了本专利技术的缆线在热管理，具体地讲机动车中的用途。具体实施方式定义如本文所用，术语“一个/一种”是指一个/一种以及是指至少一个/一种，并且不是必定限制其指示名称为单数的冠词。如本文所用，术语“约”和“为或为约”旨在表示所述量或数值可为指定值或与指定值接近的某个其它值。所述短语旨在表达根据本专利技术的类似的值产生了相同的结果或效果。如本文所用，术语“丙烯酸酯”是指具有烷基基团的丙烯酸的酯。本专利技术中优选的是包含具有1至4个碳原子的烷基基团的丙烯酸酯。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸”是指包括甲基丙烯酸和/或丙烯酸在内。同样，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯，并且“聚(甲基)丙烯酸酯”是指衍生自两种对应类型的单体中的任一种或混合物的聚合的聚合物。如本文所用，术语“共聚物”是指包含由两种或更多种共聚单体发生共聚作用所生成的共聚单元的聚合物。就这一点而言，共聚物可以结合其组分共聚单体或其组分共聚单体的数量在本文中描述，例如“共聚物包含乙烯和18重量百分比的丙烯酸”，或者一个相似的描述。此类描述可视为非正式的，因为它不涉及作为共聚单元的共聚单体；因为它不包括常规的共聚物命名法，例如国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)命名法；因为它不使用方法限定物品术语；或出于另外的原因。然而，如本文所用，结合其组分共聚单体或其组分共聚单体的数量对共聚物进行的描述是指该共聚物含有指定共聚单体的共聚单元(在指定时具有指定数量)。由此得出如下推论，即共聚物不是包含给定量的给定共聚单体的反应混合物的产物，除非在限定情况下进行此类明确表述。术语“共聚物”可以指基本上由两种不同单体的共聚单元组成的聚合物(二聚物)，或基本上由两种以上不同单体组成的聚合物(基本上由三种不同共聚单体组成的三元共聚物、基本上由四种不同共聚单体组成的四元共聚物等)。术语“酸共聚物”是指包含α-烯烃、α，β-烯键式不饱和羧酸、和任选地其他合适的共聚单体(例如α，β-烯键式不饱和羧酸酯)的共聚单元的聚合物。术语“离聚物”是指通过部分或完全中和如上所述的酸共聚物制备的聚合物。本专利技术的缆线可包括芯和围绕所述芯的PCM层。所述PCM层可由PCM组合物组成。本专利技术的PCM组合物可包含PCM和乙烯共聚物。所述PCM选自一种或多种烷基烃(石蜡)或选自脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸的盐、和/或它们中两种或更多种的组合。石蜡是饱和的烃混合物并且大体由主要具有化学式CH3-(CH2)n-CH3的直链正烷烃的混合物组成。-(CH2)n-链的结晶释放大量潜热。熔点和熔化热两者随链长增加而增加。因此，可选择石蜡，其是以相变温度范围与施用PCM的操作系统的温度匹配这种方式进行石油精炼的产物。脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸的盐可具有来源于动物脂肪、动物油脂、植物油、植物蜡、和/或它们中两种或更多种的组合的来源。脂肪酸可以为“长”链脂肪酸，其两者均是饱和的和不饱和的，具有多于12个碳的尾部。此类脂肪酸的示例包括油酸、棕榈酸、亚油酸、棕榈油酸、硬脂酸、或它们中两种或更多种的组合。很多情况下，可用的脂肪酸可以为油酸、棕榈酸、亚油酸、棕榈油酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缆线，所述缆线包括芯和围绕所述芯的相变材料(PCM)层，其中所述PCM层由PCM组合物组成，其中所述PCM组合物包含PCM和乙烯共聚物；并且所述芯由各自由天然或合成的聚合物材料或金属制成的纱线、股线或导线组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.01 US 61/9877161.一种缆线，所述缆线包括芯和围绕所述芯的相变材料(PCM)层，其中所述PCM层由PCM组合物组成，其中所述PCM组合物包含PCM和乙烯共聚物；并且所述芯由各自由天然或合成的聚合物材料或金属制成的纱线、股线或导线组成。2.根据权利要求1所述的缆线，其中所述PCM组合物中的乙烯共聚物的量基于所述PCM组合物的总重量计低于或等于30重量百分比。3.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述乙烯共聚物为乙烯-乙酸乙烯酯。4.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述纱线、股线或导线由聚对苯二甲酰对苯二胺(对位芳族聚酰胺)制成。5.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，所述缆线还包括保护性聚合物的一个或多个层。6.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其包括保护性聚合物的两个层，其中所述第一层由离聚物和聚酰胺的共混物制成并且第二层由选自下列的聚合物制成：接枝或非接枝的聚丙烯均聚物、接枝或非接枝的聚丙烯共聚物、全氟乙烯-丙烯、全氟烷氧基烷烃、乙烯四氟乙烯、乙烯丙烯酸酯橡胶以及它们中两种或更多种的组合。7.根据前述权利要求中任一项所述的缆线，其中所述保护性聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：LP罗兰德，J劳林，J安德雷，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US