由相变材料制成的缆线制造技术

一种相变材料(PCM)可用于多种应用以及装置的热管理，所述应用例如汽车、建筑物、包装、衣服、以及鞋类，所述装置例如金属线以及缆线。本文所描述的缆线包含芯以及包绕该芯的PCM层。该PCM层包含PCM组合物，该组合物进而包含1，3‑丙二醇脂肪酸酯。该芯由天然或合成聚合物材料或金属制成的纱线、股线或金属线组成。

A cable made from a phase change material

A phase change material (PCM) can be used for a variety of applications and heat management of a device, such as automobiles, buildings, packaging, clothing, and footwear, such as metal lines and cables. The cable described herein includes a core and a PCM layer encircling the core. The PCM layer contains a PCM composition which further comprises 1, 3 propylene glycol fatty acid esters. The core consists of yarns, strands or wires made of natural or synthetic polymer materials or metals.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由相变材料制成的缆线相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求2015年11月3日提交的美国临时申请号62/250,206的优先权，将该临时申请以其全文通过引用结合在此。
本文提供了一种用于多种应用的热管理的相变材料(PCM)，所述应用例如像汽车、建筑物、包装、衣服以及鞋类。具体地，本文中描述了包含PCM的缆线、用于制造这些缆线的方法、以及这些缆线在若干应用中的用途。
技术介绍
本说明书中引用了若干项专利和出版物以便更全面地描述本专利技术所涉及的技术发展水平。这些专利和出版物中的每一者的全部披露内容均通过引用结合在此。相变材料(PCM)是在熔化和结晶期间能够吸收和释放大量潜热的潜热储存材料。当材料从固相转变为液相或从液相转变为固相时，发生热能转移。在此类相变期间，该PCM材料的温度保持几乎恒定，该PCM材料周围的空间也是如此，流经该PCM的热量被“截留”在该PCM本身内。在其他熟知的PCM中，经常使用石蜡，因为它的低成本及低毒性。可以将PCM引入由不同材料制成的基质中，或它们可以作为涂层施用。参见例如，U.S.4,003,426、U.S.4,528,328、U.S.5,053,446、U.S.2006/0124892(WO2006/062610)、WO98/04644、以及WO2004/044345。为了在热管理应用中方便地使用PCM，已经将PCM结合到基质聚合物中，这些基质聚合物甚至在高于PCM熔点的温度下吸收和保持该PCM，从而使得有可能将所得PCM复合材料制造成易于安装在壁上的厚片、镶板或其他形状。然而，大多数基质聚合物受制于多种缺陷，例如，有限的PCM吸收容量、或在产品的寿命期通过挤出造成的PCM的实质性损失。对这些问题的部分解决方案已经在WO2006/062610、WO2011/143278以及WO2011/014636中提出。尽管如此，对于含有PCM的材料仍有需要，这些含有PCM的材料提供高热储存容量以及用于最适热交换的高表面接触；在永久暴露于空气下时对从-20℃至130℃的温度并且还对化学品、尤其是对润滑油或乙二醇具有耐受性；随着时间的推移保持它们的效率；并且提供高热传导率。
技术实现思路
因此，本文提供了包含芯以及包绕该芯的PCM层的缆线，其中，该PCM层由PCM组合物组成，并且其中a)该PCM组合物包含1，3-丙二醇脂肪酸酯；并且b)该芯由天然或合成聚合物材料或金属制成的纱线、股线或金属线组成。优选地，该PCM组合物是生物基的。在优选的实施例中，该PCM组合物包含1，3-丙二醇二山嵛酸酯或1，3-丙二醇二棕榈酸酯或基本上由其组成。优选地，该纱线、股线或金属线是由聚对苯二甲酰对苯二胺(对-芳族聚酰胺)或铜制成。在另一个实施例中，这些缆线进一步包含一个或多个保护聚合物层。优选地这些缆线包含一个保护聚合物层。优选地，该保护聚合物由离聚物和聚酰胺的共混物制成。甚至更优选地，这些缆线包含两个保护聚合物层。优选地，该第一保护聚合物层由离聚物和聚酰胺的共混物制成并且该第二层由选自下组的聚合物制成，该组由以下各项组成：接枝或未接枝的聚丙烯均聚物、接枝或未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)和/或乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM)。优选地，每个保护聚合物层具有在50与300μm之间的厚度。更优选地，当存在两层时，这两层的总厚度是在50与600μm之间。优选地，缆线中PCM的量基于该缆线总重量为至少70重量百分比。本专利技术的优选的缆线具有3至6mm的直径。本文进一步提供了一种用于制造这些缆线的方法。该方法包括以下步骤：a)提供芯，该芯由天然或合成聚合物材料或金属制成的纱线、股线或金属线组成；以及b)将包含1，3-丙二醇脂肪酸酯或基本上由其组成的PCM组合物挤出到该芯上。任选地，该方法进一步包括步骤c)，其中，将一种或多种保护聚合物的一个或多个层挤出到该PCM组合物以及该芯上。优选地，将一个保护聚合物层挤出到该PCM组合物以及该芯上。优选地，该保护聚合物由离聚物和聚酰胺的共混物制成。甚至更优选地，将两个保护聚合物层挤出到该PCM组合物以及该芯上。更优选地，该第一层由离聚物和聚酰胺的共混物制成并且该第二层由选自下组的聚合物制成，该组由以下各项组成：接枝或未接枝的聚丙烯均聚物、接枝或未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)和/或乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM)。缆线可用于热管理中，尤其在汽车应用中。具体实施方式定义如本文所用，术语“一个/一种(a)”是指一个/一种以及至少一个/一种并且不是必须限制其所指名词是单数的冠词。如本文所用，术语“约”和“为或约”意在意指所讨论的量或值可为指定值或大致一样的某个其他值。该短语意在传达，根据本专利技术，类似的值产生了等价的结果或效果。如本文所用，术语“丙烯酸酯”意指具有烷基的丙烯酸酯。优选带有的烷基具有1至4个碳原子的丙烯酸酯。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸、甲基丙烯酸、或丙烯酸和甲基丙烯酸二者。同样，术语“(甲基)丙烯酸酯”意指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯，并且“聚(甲基)丙烯酸酯”意指从单体或者两种单体的混合物的聚合得到的聚合物。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的共聚得到的共聚单元的聚合物。在这一点上，共聚物可以在本文参考其构成共聚单体或其构成共聚单体的量描述，例如“包含乙烯和18重量百分比的丙烯酸的共聚物”或相似描述。这样的描述可以被认为是非正式的，因为它不涉及共聚单体作为共聚单元；因为它不包括共聚物的常规命名法，例如国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)命名法；因为它不使用以方法限定产品的术语；或者出于另一个原因。如本文所用，然而，参考其构成共聚单体或其构成共聚单体的量的共聚物的描述是指该共聚物含有指定共聚单体的共聚单元(在指定时以指定量)。作为推论由此得出，共聚物不是含有给定量的给定共聚单体的反应混合物的产物，除非在限定的情况下明确说明是这样的。术语“共聚物”可以是指基本上由两种不同的单体的共聚单元组成(二聚物)、或基本上由大于两种不同的单体组成的聚合物(基本上由三种不同的共聚单体组成的三聚物、基本上由四种不同的共聚单体组成的四聚物，等)。此外，聚合物或组合物中的所有组分的量是互补的，即，所有组分的量的总和是整个聚合物组合物的量。例如，当通过指定共聚的共聚单体的重量百分比来描述乙烯共聚物时，共聚的乙烯、共聚的共聚单体、以及其他共聚的共聚单体(如果存在的话)的重量百分比的总和是100wt.％。术语“酸共聚物”是指包含α-烯烃、α，β-烯键式不饱和羧酸、以及任选地一种或多种其他适合的共聚单体(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”是指通过部分地或完全地中和酸共聚物产生的聚合物。本文提供包括芯以及包绕该芯的PCM层的缆线。该PCM层由PCM组合物组成。该PCM组合物包含1，3-丙二醇脂肪酸酯、由其组成或基本上由其组成。更具体地，1，3-丙二醇脂肪酸酯是脂肪酸的1，3-丙二醇酯，其中，每个丙二醇分子已经反应以形成具有一个脂肪酸(“单酯”)或两个脂肪酸(“二酯”)的酯。优选地，该1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含芯以及包绕该芯的PCM层的缆线，其中，该PCM层由PCM组合物组成，并且a)该PCM组合物是生物基的；并且b)该芯由包含聚合物材料或金属的长丝、纱线、股线或金属线组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.03 US 62/2502061.一种包含芯以及包绕该芯的PCM层的缆线，其中，该PCM层由PCM组合物组成，并且a)该PCM组合物是生物基的；并且b)该芯由包含聚合物材料或金属的长丝、纱线、股线或金属线组成。2.如权利要求1所述的缆线，其中，该PCM组合物是1，3-丙二醇脂肪酸酯。3.如权利要求1或权利要求2所述的缆线，其中，该PCM组合物包含1，3-丙二醇二山嵛酸酯或1，3-丙二醇二棕榈酸酯。4.如任一前述权利要求所述的缆线，其中，该长丝、纱线、股线或金属线包含聚酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺或铜。5.如任一前述权利要求所述的缆线，其中，PCM的量基于该缆线总重量为至少70重量百分比。6.如任一前述权利要求所述的缆线，其中，该缆线具有3至6mm的直径。7.如任一前述权利要求所述的缆线，进一步包含一个或...

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