包含金属粉末的管预成形衬套制造技术

本发明专利技术涉及一种粘附到管（尤其是油井管）表面而不需要底漆层或粘合剂的四氟乙烯／全氟（烷基乙烯基醚）共聚物的预成形衬套。衬套包含在衬套和管表面之间提供粘附力的有效量金属粉末。本发明专利技术还涉及制造这种管的方法，其中在一个优选的实施方案中，衬套被共挤出形成内层和外层。这种共挤出实施方案尤其用于必需高纯度的应用。在这种情况下，内层包含有效量金属粉末，外层为纯四氟乙烯／全氟（烷基乙烯基醚）共聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种预成形全氟聚合物衬套，所述聚合物衬套包含有 效量的金属粉末，以使预成形村套粘附到管的内表面而不需要使用底 漆层或粘合剂。本专利技术特别用于油井管。
技术介绍
容器旋转加衬从而以所需厚度含氟聚合物涂覆容器的内表面已知，如J. Scheirs， Modem Fluoropolymers， John Wiley & Sons( 1997) 所述。在此方法中，首先将足量粉末状含氟聚合物加到金属容器，以 用所需厚度的含氟聚合物涂覆容器内表面，随后在炉中围绕一个或多 个轴旋转容器，以使含氟聚合物熔融，由此，含氟聚合物覆盖容器的 内表面并形成无缝衬套。这种含氟聚合物衬套保护容器不受其储存或 处理的腐蚀性物质侵蚀，因为形成衬套的含氟聚合物具有化学惰性， 并且衬套相对于容器内表面是连续的，如果衬套不存在，则容器内表 面将暴露于腐蚀性物质。因此，衬套应没有孔洞，甚至是针孔，因为 腐蚀性物质能通过这些孔穿透衬套，从而侵蚀容器结构材料。粘着到 含氟聚合物表面的情况很少发生，因为含氟聚合物具有非粘性性质， 因此，这种衬套不是所输送物质组分沉积的主体，沉积可能在输送的 物质在输送中冷却，使不易溶组分从溶液中析出的情况下出现。同样， 在加衬容器中输送的物质不暴露于构成容器的金属，因此不受污染。这些物质只是接触村套的惰性含氟聚合物表面。然而，旋转加衬可能 费用大，因为在此方法中使用的炉昂贵，尤其在容器必须围绕多个轴 旋转时。某些可熔融加工的含氟聚合物，如乙烯与四氟乙烯(ETFE)或三氟氯乙烯(ECTFE)的共聚物，在旋转加衬时形成衬套，村套粘附到容器的内表面，而不需要使用底漆或粘合剂。然而，对于全氟化的可熔融加工共聚物，如四氟乙烯/六氟丙烯(FEP)和四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基 醚)(PFA),衬套并不太好地粘附到容器，而是形成"松散衬套"。松散衬 套由容器内表面的结构保持在适合位置，即机械定位。虽然这在一些 应用中令人满意，但在村套和容器内表面之间缺乏粘附力在这种容器 如管中变得不利，此时，对衬套移动的机械约束机会受到限制，尤其 在管的长度增加时。另外，物质(如油)通过管，尤其在物质流量变化 时，使衬套受到振动和机械应力，这可能导致衬套破裂和破坏。对于 腐蚀性物质，衬套破坏使容器受到腐蚀。对于其中保持纯度关^t的物 质，如食品加工、药物和半导体加工，由于此破裂和破坏导致暴露于 容器结构材料(即金属)传导的介质污染是不可接受的。此外，由于衬套松散，气体可扩散进入衬套和容器壁之间的空间， 迫使衬套离开壁，并限制物质流动。这可导致不合乎需要地阻塞和中 断流动。用预成形膜将管加衬的方法已知，参见例如授予Sandt的美国专 利2,833,686和研究公开(ResearchDisclosure)263060，它们描述由不可 熔融加工的聚四氟乙烯含氟聚合物制成衬套。两个文献使用氟化的乙烯-丙烯粘合剂，这种粘合剂并不提供特别好的粘附，因为含氟聚合物 一般具有非粘性性质。管用的含氟聚合物预成形衬套公开于授予Pope的美国专利 3,462,825。在此专利中未使用粘合剂。因此，在此加衬管使用中可能 发生的压力和温度循环可能使衬套变形，拉离内表面，使衬套和壁表 面之间积累气体和液体，并使油流通道变窄。合乎需要能够用可熔融加工的全氟聚合物将管加衬，从而产生一 种内表面，这种内表面对酸腐蚀作用具有抵抗力，物质难以粘附，能 充分粘附到管，且不依赖使用粘合剂或用含氟聚合物粉末旋转加衬。 由于抗破裂和抗破坏，这种衬套适用于需要高纯度的工业。此外在多年用于输送腐蚀性物质时，需要衬套耐用，充分粘附到管，并且不可 能变形。专利技术概述本专利技术用一种预成形全氟聚合物衬套将管加衬，以提供耐腐蚀性 物质侵蚀并且不污染在加衬管中输送的可流动物质的表面。衬套对管粘附优良，因为在管的预成形衬套中存在金属粉末，金 属粉末促进衬套结合到管的表面。出乎预料的是，在简单加热步骤中 预成形衬套特别好地粘附到管的内表面，而不需要粘合剂或底漆层。 衬套结合到管内表面包括充分加热管以熔融衬套，然后将管冷却。在 冷却期间衬套比管具有更大收缩，这将倾向于将衬套拉离管的内表 面。然而，利用本专利技术，由加热得到的粘附意外地在冷却时保持完整， 使衬套不从管的内表面拉开。另外，利用本专利技术，可将小直径管和小配件以及弯管加衬，这是 利用涂覆方法(如旋转加衬)不可能完成的。这是因为在小管中没有足 够空间容纳涂覆管里面所需量的聚合物颗粒。另外，即使迫使聚合物 颗粒进入管中，聚合物也必须自由流动，而小管没有足够空间允许这 种自由流动。本专利技术比常规旋转加衬费用更低，旋转加衬需要使用具有炉的旋 转加衬机，要被涂覆的容器或管必须在其中长时间旋转(参见"Fluoroplastics，， ， Vol. 2 ， "Melt Processible Fluoropolymers，， ， S. Ebnesajjad， Plastics Design Library， Norwich, NY, 2003， p.264)。相 反，本专利技术可使用常规炉，或者在优选的实施方案中，管可在炉内围 绕单轴旋转。本专利技术制造特别用于高纯度应用的预成形衬套。在共挤出实施方 案中，与可流动介质接触的外层由纯的可熔融加工全氟聚合物形成， 即没有锌或其他金属粉末存在的四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚)的可 熔融加工共聚物，而形成的内层有锌或金属粉末存在。利用这种结构，可用不污染可流动介质的衬套得到对管的良好粘附。由于本专利技术的村套阻止沉积，由于其具有优良粘附并且阻止破裂 和破坏，因此特别适用于需要高纯度的工艺，如食品加工、药物和半 导体加工。这种高纯度应用可特别通过共挤出实施方案实现，其中与可流动 介质接触的外层由纯含氟聚合物形成。在此外层中没有锌或其他金属 粉末存在。有锌或金属粉末存在的内层紧接管形成。利用这种结构， 衬套可良好粘附到管。因此，可根据本专利技术提供一种包含预成形衬套的管，所述衬套包 含四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚)的可熔融加工共聚物和有效量的金 属粉末，以使衬套粘附到管的内表面和/或外表面。另外，可根据本专利技术提供一种形成具有预成形衬套的管的方法， 所述衬套包含四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚)的可熔融加工共聚物和 有效量的金属粉末，以使衬套粘附到管的内表面，所述方法包括形成 所述预成形衬套，将所述衬套插入管内，并且使所述衬套粘附到管的 内表面。也可使衬套配合到管的外部，并且加热管和衬套，,人而使衬套粘 附到管的外表面上。根据本专利技术的另一个实施方案，管和衬套可在炉内围绕单轴旋 转，以加热管和衬套，并且使衬套粘附到管。旋转提供良好热分布， 并且使衬套均匀粘附到管的表面，消除衬套的变形。由于不用粘合剂 原位保持衬套，旋转防止衬套坍塌到自身。根据本专利技术的另 一个实施方案，可通过内层和外层共挤出形成预 成形衬套。衬套的外层基本由(即为)四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚) 的可熔融加工共聚物的纯全氟聚合物组成，而粘附到管的衬套的内层 包含四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚)的可熔融加工共聚物和金属粉末 的混合物。专利技术详述本专利技术涉及一种管，所述管包含粘附到管表面的预成形衬套。尽 管本文讨论集中在管内输送可流动物质应用所用的插入管内的预成 形衬套，但本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管，所述管具有粘附到管的内表面和／或外表面的预成形衬套，其中所述预成形衬套包含四氟乙烯和全氟（烷基乙烯基醚）的可熔融加工共聚物和有效量的金属粉末，以使衬套粘附到管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J拉希亚尼，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]