流体及蒸汽系统专用多层管道装置制造方法及图纸

一种用于燃料管路的多层管道组件。具有一挤压成形的氟塑料半导体最内层，具有表面电阻率为１０↑［１］－１０↑［６］ｏｈｍ／ｓｑ。一内层防渗透层，由氟塑料包裹着最内层在６００°Ｆ以下共挤出成形。一聚合物混合物粘合剂层，由包裹该内层共挤出成形，具有多相形态，其中一相与所述氟塑料混溶，且另一相与橡胶状多相聚合物混溶。一包裹着所述粘合剂层共挤出成形的橡胶状多相聚合物表层。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本申请是未决申请系列号为08/593,068，申请日为1996年1月29日的部分继续。本专利技术主要涉及流体和蒸汽处理系统用的多层管道，更具体地说，它涉及汽车油管的应用中使用的共挤出多层管道组件。该管道具有一层或多层氟塑料内层，中间粘合剂层，及橡胶状多相聚合物外层。目前用于液体和蒸汽运输的管道组件是本领域中已知的，在燃油的输送中，管道常常会暴露在各种恶劣的条件下，管道几乎始终处在与燃油和其他汽车用液体和添加剂的直接接触中，而且外部各种因素如石块的撞击或其他腐蚀性介质(如盐)的影响同样也不能忽视。另外有时发动机温度会非常高，在寒冷的冬天，管道会暴露在极低的气温下。出于对各种因素的考虑，导致了多层管道组件的诞生，而且每层的材质都具有特别且优选互补的性质。例如管道的内层，一般设计为能防止液体和气体的渗透，同时其外层设计要有一定的机械强度，能抗击冲击。目前本领域已知有许多各种多层管道组件的例子。Maillard的U.S.3561,493公开了一种管道组件，该多层管道具有两层不同塑料的共挤出层，它们中间是一层粘合剂共挤出层，这几层选择的塑料特性互为补充。Luecke等的US 4643,927公开了一种管道组件具有中间聚偏二氯乙烯阻挡层，它是相对不透气的。该阻挡层被内外粘合剂层包裹，而粘合剂层又依次由聚乙烯内外表面层包裹，以确保中间阻挡层不受降解。Igarishi等的U.S.4,887,647公开了一种多层管道组件，内层为氟橡胶层，避免了因与胺型添加剂接触造成的降解，同时，该类物质与外层橡胶层也增加了粘合性。Brunnhofer的U.S.5038,833公开了一种管道组件，外层为有保护作用的聚酰胺层，中间层为聚乙烯醇防酒精层，内层为聚酰胺防水层。Brunnhofer的U.S.专利5,076,329公开了一种五层管道组件，内、外及中间层由尼龙制成，其余两层为中间粘合层和抗溶剂层。对燃油管的另一个要求是能使内部产生的静电放电，否则慢慢积累，未消散的电荷最终会导致燃油管的破裂。Rowand等的U.S.专利3,166,688和Slade的U.S.专利3,473,087公开了聚四氟乙烯(PTFE)管道组件，具有可导电的内层，能帮助释放静电能。最近的多层管道的设计受到政府法规的激励，法规限制烃的排放。我们都知道，氟聚合物能有效地防止烃燃料渗透，因此，最近的多层管道组件中一般包括至少一层防渗透的氟聚合物层。但寻求一种工业可行性设计方面遇到困难。使用氟聚合物的多层管道组件会变得很硬且不易弯曲，尤其是在低温下。而且具有很强的机械性能的氟聚合物一般很不容易和其它非氟聚合物物质粘合在一起。相反地显示好的粘合性的氟聚合物(特别是聚偏二氟乙烯(PVDF))又有很差的机械性能。Noone等的U.S.专利5,383,087就是一个新近的例子。它包括一外层抗冲击的聚酰胺层，中间为粘合层，内层为防渗透的PVDF层，最内层为PVDF导电层，用于释放静电荷。所有层都是共挤出的。最内层导电层显示出异常的静电消散能力，为10-4～10-9ohm/cm2，但是，通常导电率这么好的材料多为金属类或易碎塑料材质，因而，挤出成形很困难，且机械性能不好。另外，’087专利中公开的大多数氟聚合物与不同类聚合物很难粘合在一起。Nawrot等U.S专利5,419,374中就提到氟聚合物的粘合问题。Nawrot等公开了共挤出成形的多层管道组件，外层为聚酰胺12制成，内层为PVDF层，中间层为粘合剂层(聚氨酯和乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物的混合物)，如上所述，虽然PVDF与聚酰胺层有很好的粘合性，但这种PVDF多层管道在低温时的抗冲击性都很差。这主要是因为PVDF在低温时变得很脆。其它高性能的氟聚合物，如乙烯四氟乙烯(ETFE)，有很好的低温抗冲击性，但都存在粘合问题。本领域目前的一种方法就是对ETFE进行表面预处理，如化学腐蚀，等离子放电或电晕放电。例如欧洲专利申请公开0551094，公开一种多层管道组件，内部为经过电晕放电处理的ETFE内层，加强它与外层聚酰胺层的粘合效果。相似的，PCT国际申请WO95/23036对内层ETFE作了等离子放电处理，也取得了与外层热塑性弹性体层的良好的粘合效果。同样地，美国专利No.5,170,011产品，内层为经过腐蚀处理的氟碳化合物层，这样也加强了与外层聚酰胺层的粘合性。当然，这些方法也各有各的问题，像作电晕和等离子放电这样的预处理不仅价格昂贵，而且会对环境造成污染。而且，在很多情况下(如电晕处理)，这类处理方法只能获得暂时的强粘合性，且随着老化会出现分层。还有一种方法就是使用的多层管道组件为用含氟弹性体制成的防渗透层和非含氟弹性体外层。美国专利Nos.4,842,024；4,905,736；5,093,166和5,346,681是其实例。最近氟塑料也被用来作防渗透层，同时非含氟弹性体或聚烯烃热塑性弹性体被用做表面层，但这种设计方法，需要两次直角挤出成形过程，可能还需要硫化过程，不但时间长而且价格昂贵，其管材机械强度和低温下抗冲击性效果也都不好。专利技术概述本专利技术提供了一种共挤出成形的多层管道组件，其具有一氟塑料防渗透内层，中间粘合剂层，和未经硫化的橡胶状多相聚合物外层。粘合剂层为聚合物混合物或具有促进粘合的特殊形态的合金。该管道也可具有半导体氟塑料最内层，半导体层不像美国专利5,383,087中提到的高导电层，它具有良好的机械性能，而且易于共挤出成形。过去的具有类似塑料的层和橡胶状层的多层管道组件要经过两次直角挤出才能成形，本专利技术的具有类似塑料和橡胶状层的多层管道组件只需一次共挤出成形即可，而且其中的粘合性良好。优选实施方案的详细说明本专利技术的第一实施方案为一四层管道组件，专用于液体燃料管路应用中。它包括一挤出的半导体氟塑料最内层。将氟塑料与1％-10％重量的导体炭黑进行混合，达到半导的效果。也可以使用一些金属导电填料如银，铜，或钢。它具有表面电阻率为约101-106ohm/sq，优选为102-105ohm/sq。合适的氟塑料包括ETFE(乙烯四氟乙烯)，THV(四氟乙烯，六氟丙烯和1,1-二氟乙烯的三元共聚物)，PVDF(聚偏二氟乙烯)或这些氟塑料的混合物。一内层抗渗透层，可在600°F以下共挤出成形，包围着半导体最内层一起共挤出成形。该层可挤压温度为600°F以下的重要性在于某些表层和/或外层材质，如聚酰胺，必须在600°F以下进行挤出这一事实。高于600°F，材质会液化，如聚酰胺，使其不适于挤出。适于制作防渗透层的氟塑料与上述适于制作半导体层的氟塑料相同。一粘合剂层包裹着防渗透内层共挤出成形。粘合剂层为聚合物混合物或具有多相形态的合金物质，其中一相与用于内管层的氟塑料相容或混溶，且另一相与用于表层的橡胶状多相聚合物相容或混溶。在聚合物合金和混合物中相分离的机理和相态发展是已知的，且在本专利技术者以前发表的现有技术文件中有描述，聚合物技术进展(Advances in PolymerTechnology)，第10卷，No.3,pp.185-203(1990)，题目为“在多相系统中固化过程中经过相分离或相溶解控制形态和性质”(Morphology andProperty Control via Phase Separation本文档来自技高网...

【技术保护点】
一多层管道组件包括：一挤出成形的第一氟塑料半导体最内层；一内层防渗透层，由第二氟塑料包裹着所述最内层共挤出成形；一包裹着所述内层共挤出成形的粘合剂层；和一包裹着所述粘合剂层共挤出成形的橡胶状多相聚合物表层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HS西克，
申请(专利权)人：邦迪公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]