多层管的组成和制造方法技术

本公开包括多层管，所述多层管包括包含热塑性材料的内层、包含高密度聚乙烯(HDPE)的中间层；以及包含热塑性材料的外层。HDPE中间层夹在热塑性材料的外层和内层之间。选择热塑性材料以促进挤出并为任何低温乙二醇冷却系统应用提供低成本、坚固的多层管。坚固的多层管。

【技术实现步骤摘要】
多层管的组成和制造方法


[0001]本公开涉及一种用于机动车辆中的管。更具体地，本公开涉及一种多层管，其可用于运输流体以在机动车辆中进行温度控制。

技术介绍

[0002]已经提出将诸如塑料和弹性体的合成材料的单层和多层管用于冷却剂管线。电动汽车的冷却剂管线需求不断增长。电动汽车和内燃机汽车的冷却系统类似。两者都通过一系列热交换管循环冷却剂，以将热量从发动机中转移出去。
[0003]电动车辆中的电池必须与机动车辆的其他常规部件一起冷却。电动汽车电池的冷却系统在最多约60℃的温度下运行，这明显低于内燃机冷却系统运行的温度(最多约125℃)。电动汽车运行的较低温度为使用不同的冷却管材料提供了机会。
[0004]重要的是，冷却剂管由提供防止冷却剂扩散和泄漏的屏障的材料构成。此外，由于管子将在低温下携带冷却剂，因此它必须能够承受冷砾石冲击而不会在低温下破裂。此外，冷却剂可能会在冷却系统中以较高的压力传输，因此管子必须具有足够的爆破压力和连接或环向强度，以便通常使用带倒钩的快速连接器连接到系统。
[0005]一般而言，最成功的多层管已经采用由耐外部环境的材料构成的外层共挤出。最内层由能够阻止冷却剂扩散、低成本和长期适用性的材料组成。
[0006]由于高密度聚乙烯(HDPE)在内燃机中的冷却剂系统中预期暴露于接近其熔点的温度，因此先前认为将高密度聚乙烯(HDPE)用于冷却剂管是不实用的。然而，电池供电和混合动力电动汽车中的冷却系统为具有出色耐冷却剂性且成本低于市场上其他材料的材料提供了新的广泛机会。
[0007]一个目的是提供一种低成本的多层管，其将在机动车辆中，特别是在电动机动车辆中例外地输送流体。

技术实现思路

[0008]本公开包括多层管，该多层管包括包含热塑性材料的内层、包含高密度聚乙烯(HDPE)的中间层和包含热塑性材料的外层。HDPE是一种低成本材料，具有很好的耐冷冲击性。HDPE中间层夹在热塑性材料的外层和内层之间。选择热塑性材料以促进低成本、坚固多层管的平衡管材特性，例如密封性、爆裂强度、连接器环向强度和易于挤出。
[0009]附图简述
[0010]下面结合附图对本专利技术的一个或多个示例性实施方案进行说明，其中:
[0011]图1是根据本公开的具有三层的管的平面图；
[0012]图2是穿过图1的管的截面图；
[0013]图3是穿过图2的管的一个替代实施方案的截面图；
[0014]图4是穿过图2的管的另一个替代实施方案的截面图；
[0015]图5是穿过图2的管的另一实施方案的截面图；
[0016]图6是穿过图4的管的又一个实施方案的截面图；
[0017]图7是穿过图4的管的另一替代实施方案的截面图；和
[0018]图8是制造本公开的管的过程的示意图。
具体实施方式
[0019]本公开是图1和图2所示的多层管10。管10具有至少一个内层或第一层14、至少一个中间层或第二层16以及至少一个第三层或外层18。管10优选地通过在传统共挤工艺中同时共挤出热塑性材料来制造。管10可以被共挤出到合适的长度，或者可以以连续的长度共挤出并随后切割以适合给定的应用。本公开的管10可具有高达约50mm的外径和约5mm至约30mm的内径。总壁厚可以为0.9至约7mm，合适地为约1至约3mm，并且优选地为1至约2mm。管也可以具有光滑的孔或波纹表面。
[0020]管10可用于电动车辆中的电池的冷却剂输送以及电动和内燃车辆中的发动机的低温冷却剂输送。通常，冷却剂将是某种类型的乙二醇基冷却剂，例如乙二醇。对于电池或发动机冷却应用，管10通常会遇到约60℃至约70℃的连续温度和约80至约95℃的峰值温度和约1至4巴的最大表压。
[0021]管10包括聚乙烯中间层16。优选地，中间层是HDPE。HDPE以其高强度/密度比而闻名。HDPE具有优异的耐低温冲击性。HDPE的密度可以在930至970kg/m3的范围内，优选为940至950kg/m3。HDPE几乎没有支化，因此比低密度聚乙烯具有更高的密度和更强的分子间力和拉伸强度。乙烯单体可以在适当的聚合条件下用齐格勒
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纳塔催化剂聚合以产生HDPE。使用ISO 8256测试，HDPE在
‑
30℃下应具有约95至约105KJ/m2的冷拉伸冲击强度。HDPE具有相对较低的环向强度。因此，中间层中的HDPE夹在内层14和外层18之间以提供必要的质量。中间层16可具有约0.1至约1mm，优选约0.1至约0.7mm的壁厚。在本文公开的任何实施方案中，管10可包括通过涂覆中间层的内表面而围绕中间层16的内层14。管10还可包括外层18，其通过涂覆中间层的外表面而围绕中间层16。中间层16可以完全包裹在内层14和外层18之间。
[0022]内层14可以在挤出过程中与其他层共挤出，或者其他层可以在随后的过程中围绕内层挤出，例如通过十字头挤出。外层18可以在挤出过程中与其他层共挤出，或者可以在随后的过程中围绕其他层挤出，例如通过十字头挤出。内层14可以包括根据其抗冷却剂渗透性、柔韧性、连接密封能力、环向强度和绝缘特性而选择的材料，并且可以具有约0.1至约1mm，优选地约0.1至约0.7mm的壁厚。外层18可以包括根据其结构特性(例如耐磨性、环向强度、抗冲击性、耐化学性或绝缘特性)，其可挤出性和光洁度选择的材料并且可以具有约0.1至约1mm，优选地约0.1至约0.8mm的壁厚。
[0023]在一个实施方案中，内层14和外层18可以由可熔融加工的热塑性材料制成。内层14和外层可以由相同或不同的热塑性材料制成。热塑性材料可以是选自具有不超过四个碳原子的取代或未取代烯烃的均聚物或共聚物、乙烯醇或乙酸乙烯酯、以及它们的混合物的热塑性材料。热塑性材料可以选自耐氯化锌的尼龙6、尼龙11、尼龙12、聚醚嵌段酰胺。
[0024]用于内层和/或外层18的优选热塑性材料包括聚丙烯。聚丙烯可以是聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物或聚丙烯基热塑性弹性体(TPE)。聚丙烯共聚物包含与至少另一种烯烃单体聚合的丙烯。在共聚物中，聚丙烯与聚合物链中的其他烯烃单体共价键合。聚丙烯均聚物
或共聚物可以通过任何已知的方法制造。例如，丙烯聚合物可以在齐格勒
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纳塔催化剂体系或茂金属催化剂体系存在下由丙烯单体制备。可以类似地制造嵌段共聚物，不同的是丙烯通常首先在第一反应器阶段中单独聚合或与另一种烯烃单体聚合以形成半结晶基质，然后在第二阶段或后续阶段中在第一反应器中产生的聚合物存在下丙烯的低结晶度或无定形链段和其他烯烃单体共聚。所述其他烯烃单体应具有不超过四个碳原子，优选乙烯。商业聚丙烯无规和嵌段共聚物可从多个聚丙烯生产商处广泛获得，包括各种等级。优选无规聚丙烯共聚物。
[0025]丙烯的无规共聚物可包含以无规方式插入的共聚单体，从而破坏主链结晶度，导致共聚物的熔点从均聚丙烯的约165℃降至无规共聚丙烯中的低至约130℃，取决于所用共聚单体的数量和类型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层管，包括：包含热塑性材料的内层；包含高密度聚乙烯的中间层；和包含热塑性材料的外层。2.根据权利要求1所述的多层管，其中所述内层包含聚丙烯。3.根据权利要求2所述的多层管，其中所述内层包含聚丙烯共聚物。4.根据权利要求2所述的多层管，还包括在所述内层内侧的内部层，其包含热塑性材料。5.根据权利要求1所述的多层管，还包括位于中间层和内层之间的粘合层。6.根据权利要求1所述的多层管，其中所述内层包含热塑性弹性体。7.根据权利要求6所述的多层管，其中所述内层包含热塑性硫化橡胶。8.根据权利要求7所述的多层管，其中所述内层直接粘合到所述中间层。9.根据权利要求1所述的多层管，其中所述外层包含聚丙烯。10.根据权利要求9所述的多层管，其中所述外层包含聚丙烯共聚物。11.根据权利要求9所述的多层管，还包括位于所述外层外侧的外部层，其包含热塑性弹性体。12.根据权利要求10所述的多层管，还包括在中间层和外层之间的粘合层。13.根据权利要求1所述的多层管，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂涛，Y，
申请(专利权)人：库珀标准汽车公司，
类型：发明
国别省市：