包含少于２ｗｔ％炭黑的交联聚乙烯（“ＰＥＸ”）管子或管道提供改进的抗氧化剂如水中氯气和次氯酸的性能。该管子可以进一步用高密度聚乙烯或氯化聚乙烯组成的薄管状芯（内部层）加以保护。该管子可非必要地具有从含碳ＰＥＸ层沿径向向外邻接布置的氧阻隔层，如聚（乙烯－共－乙烯醇）（“ＥＶＯＨ”）。该管子适用于饮用水应用和适用于热水辐射加热系统。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有改进耐饮用水中包含的氯气和次氯酸(″HOCl″)的性能的交联聚乙烯(″PEX″)管道或″管子″。该管子用于饮用水分配管路系统，和用于热水加热系统，如辐射加热系统。对由与饮用水中存在的游离氯的反应引起的降解的敏感性描述于如下文章题目为″交联聚乙烯管路材料的耐氯性测试″，Jana Laboratories Inc.(Ontario，加拿大)的P.Vibien等人，和University of Illinois at Chicago(芝加哥，伊利诺斯，U.S.A)的W.Zhou等人。问题聚乙烯(″PE″)管路通常用于饮用水的冷(10℃-35℃)水系统，在约650kPa(80psig)-1490kPa(200psig)的高压下的灌溉，和排放废水，LLDPE(线性低密度PE)、MDPE(中密度PE)或HDPE(高密度PE)的选择由管子的使用条件指导。交联PE(″PEX管″)用于家用冷和热水(10℃-115℃)以及用于辐射加热应用。在高于100℃的温度下，在约997kPa(130psig)-约1135kPa(150psig)的压力下的水会使管子破裂。已发现由于水中的氯气和次氯酸引起的损坏是从管子内部对PEX的损害，其损害性与氧气或其它氧化剂相同，如果不更其如此。目标是保护PEX管抗氧化性损害以长时间，最多至约50年。
技术介绍
塑料管道表示特定直径系列的塑料管，其中管道的外径等于公称尺寸加3.175mm或0.125″(英寸)。塑料管外径系列符合ANSI B 36.10。为方便起见，和服从通常的用法，公称直径为7mm-152mm的塑料管道以下称为″管子″。ASTM D3350第2部分指出为了足够保护以抗紫外(或″u-v″)辐射的影响，PE管包含最少为2wt％的炭黑。因此，在很多种规范中的市售PE管制备为包含至少2重量％的炭黑，典型地约2.5重量％。由于通常在使用中掩盖或埋藏PEX管，所以除非管子要在室外暴露或贮存持久的时间，抗u-v光的保护并不是关心的问题；PEX因此一般不被保护以抗u-v光且不包含任何炭黑。在结构的构造期间，可能将PEX管暴露于u-v光下最多至3个月，而在这样的情况下，u-v保护是期望的。通常使用几种方法的一种，如在以下文献中公开的那些方法，将PEX交联U.S.专利4,117,195、U.S.专利5,756,023和U.S.专利6,284,178。这些交联方法包括添加过氧化物、添加偶氮化合物、电子束辐射和添加硅烷。已知这样的交联用于增强聚乙烯的某些物理和化学性能。特别地，已经显示交联增加了最大可使用温度，降低了蠕变，改进了耐化学品性能，增加耐磨性，改进存储特性，改进抗冲击性，和改进聚乙烯材料的耐环境应力开裂性。尽管PEX具有以上的良好性能，但PCT公开文本WO 99/49254教导了采用氧阻隔层对它加以外部保护；和U.S.专利4,614,208公开了具有如下层的多层PEX管由抗氧扩散材料组成的中间层和由抗冲聚乙烯组成的外部层；迄今为止，已忽略保护PEX管以抗由饮用水中氯气和HOCl的侵蚀的特定问题。公认的是需要保护PEX以抗氧化降解，但也公知的是氯气和次氯酸(HOCl)和大气中的氧化剂如氧气、二氧化硫和氮氧化物一样对PEX管有害，如果不是更其如此。通常，加入抗氧剂以保护PEX材料免受从大气进入材料的氧气的影响。当PEX用于在水分配系统中的管路时，氧化降解不仅仅由于大气中的氧气而发生，而且也由于从管子内部的水中迁移的氧化剂而发生。水中的氧化剂，如氯气和HOCl，比大气中的氧化剂对PEX管更有害，当经受强氧化剂如氯气和HOCl时，用于保护PEX管的这样的抗氧剂快速消耗；特别地，当PEX管暴露于u-v光时抗氧剂的效力减小。另外，由于严格的饮用水提取标准，不能使用大量的抗氧剂。如果人们会认识到不仅仅从管子外部而且也从内部加以保护的重要性，显而易见的是有效的解决方案会是在PEX中引入更有效的抗氧剂或抗降解剂。但是，在本领域中没有建议何种材料或″掺杂剂″会提供这样的性能。此外，没有如下的建议应当使用这样的掺杂剂，和会增强它的效力，采用含有如下薄横截面的壁的由抗氧化材料组成的内部管状芯可能获得这样的增强作用从对于7mm(0.25″)公称直径管为薄至0.025mm(1密耳)，到对于152mm(6″)公称直径管的1.52mm(0.06″)厚。也没有如下的任何建议这样的内部芯可以内聚粘合到碳掺杂的PEX上，并可以在这样的薄横截面中在与碳掺杂的PEX基本相同的挤出条件下共挤出。从以上内容将显而易见的是，采用不同的方式解决应付PEX管降解的问题，这些方式中很少的方式关注有意加入到水中的氯气的有害的长期效应。由在水中在高于约80℃的高温下，和在大于约274kPa(25psig)的高压下，在长于20年的长时间内耐氯气和HOCl的降解性能评价公称直径不大于152mm，非必要地用由高密度聚乙烯(″HDPE″)或氯化PE组成的内部管状薄壁芯增强的PEX管中作为掺杂剂的炭黑的效力。专利技术概述抵抗由流过管子的水中存在的氯气和HOCl的氧化降解的对PEX管的保护在如下情况下被禁忌当发现以2wt％的最小数量在PEX中存在的炭黑出现受到流过管子的饮用水中存在的氯气和HOCl的侵蚀，引起测试寿命保留仅为其中没有炭黑的PEX的约一半时(参见下表I)。然而在进一步的测试下，发现如果临界低浓度，小于2wt％，优选约0.1wt％-1.75wt％，更优选约0.4wt％-约1.25wt％的炭黑存在于PEX中，则在对u-v辐射的暴露之后，管子的使用寿命长度意外地延长超过没有炭黑的通常使用的PEX，或包含2wt％炭黑的PEX。PEX管可以(i)仅从含炭黑(″碳掺杂″)的PEX挤出或另外热成形，以具有由碳掺杂PEX组成的单一层(或″单层″)壁；或(ii)此壁可以从PEX组成的连续熔体粘合多层形成，其中的一层是碳掺杂的；或(iii)任一个上述的壁可另外包括由热塑性抗氧化的合成树脂状材料组成的保护性内部管状芯或″衬里″构成的壁，该合成树脂状材料可熔体粘合到碳掺杂的PEX上，优选的衬里材料选自氯化聚乙烯和高密度聚乙烯(″ HDPE″)，条件是对于要制备的最大公称直径PEX管，即152mm(6″)，芯的壁厚度小于1.52mm(0.06″)。HDPE的密度为0.941-0.963g/c，优选0.946-0.963g/cm3，和更优选0.950-0.963g/cm3。氯化PE的氯含量为5-约50wt％。具有碳掺杂PEX壁并具有壁比碳掺杂PEX壁薄10倍或更多倍的管状内部芯的多层管提供抗管子中载运的水中化学品引起的降解的优异保护。对于公称直径不大于152mm(6″)的所有单层碳掺杂PEX管，最小和最大壁厚度由ASTM F 877-02或适用的等价的国外管路规范确定。对于除热水和冷水分配以外的应用，最小和最大壁厚度由适当的规范确定。对于公称直径为7mm(0.25″)和10mm(0.375″)的非SDR-9(标准直径比)管，规定的公称直径对内部管状HDPE芯的最大壁厚度的比值对于7mm管为28，和对于10mm管为40，PEX的最小壁厚度对于7mm管为1.57mm，和对于10mm管为1.78mm。对于公称直径为13mm(0.5″)至152mm(6″本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种交联聚乙烯（“ＰＥＸ”）管子或管道，其具有基本均匀的厚度为１．７８ｍｍ－１７．２９ｍｍ的壁，该交联聚乙烯含有分散在其中的少于２ｗｔ％的粒度小于２７ｎｍ（纳米）的炭黑。
【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：CM玛哈比尔，AL巴克曼，GT达拉尔，
申请(专利权)人：路博润高级材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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