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CN114728486A - 多层管及其制造方法 - Google Patents

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CN114728486A
CN114728486A CN202080078927.0A CN202080078927A CN114728486A CN 114728486 A CN114728486 A CN 114728486A CN 202080078927 A CN202080078927 A CN 202080078927A CN 114728486 A CN114728486 A CN 114728486A
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CN
China
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fluoroelastomer
multilayer tube
layer
tetrafluoroethylene
less
Prior art date
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Pending
Application number
CN202080078927.0A
Other languages
English (en)
Inventor
凯文·M·麦考利
詹姆斯·勒德洛
迈克尔·J·齐沃尼什
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Performance Plastics Corp
Original Assignee
Saint Gobain Performance Plastics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Performance Plastics Corp filed Critical Saint Gobain Performance Plastics Corp
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Abstract

本申请涉及一种多层管,所述多层管包括:包含含氟弹性体的内层,其中所述含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;与所述内层相邻的连结层;以及与所述连结层相邻的外层,其中所述外层包含非含氟弹性体。

Description

多层管及其制造方法
技术领域
本申请总体上涉及多层管及其制造方法,并且特别地涉及多层管。
背景技术
软管和管件在多种行业中皆有使用,包括清洁和家居行业、食品加工、化学工业和制药行业。在这些行业中使用具有低表面能内表面的流体导管,因为这样的流体导管易于清洁且耐污染。特别地,这些行业正将注意力转向低表面能聚合物,诸如含氟聚合物。然而,这些含氟聚合物价格昂贵,并且通常具有对于某些应用而言不符合期望的性能。
工业上使用这些含氟聚合物作为流体导管的衬里。然而,许多期望作为内表面的含氟聚合物难以粘附到其他表面。例如,当暴露于某些溶剂(诸如洗涤剂)时,含氟聚合物与基材之间通常会出现分层。另外,许多含氟聚合物还缺乏柔性,使得这样的材料不适用于有应力,诸如弯曲半径、蠕动泵送、压力等要求的应用。
因此,期望一种改进的多层聚合物制品。
发明内容
在一个实施例中,多层管包括:包含含氟弹性体的内层,其中含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;与内层相邻的连结层;以及与连结层相邻的外层,其中外层包含非含氟弹性体。
在另一个实施例中,一种形成多层管的方法包括:提供包含含氟弹性体的内层,其中含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;提供与内层相邻的连结层;以及提供与连结层相邻的外层,该外层包含非含氟弹性体。
在一个特定实施例中,多层管包括:包含含氟弹性体的内层,其中含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物、包含至少一个硬链段和至少一个软链段的嵌段共聚物或四元聚合物和嵌段共聚物的共混物,该至少一个硬链段包含四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元,该至少一个软链段包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元;与内层直接接触的连结层;以及与连结层直接接触的外层,其中外层包含二烯弹性体。
附图说明
通过参考附图,可以更好地理解本公开,并且让本公开的众多特征和优点对于本领域的技术人员显而易见。
图1包括示例性多层管的图示。
图2包括示例性含氟弹性体及其物理特性的图示。
在不同附图中,使用相同的参考符号来表示相似或相同的项。
具体实施方式
提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容,并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。
如本文所用,术语″包含(comprises)″、″包含(comprising)″、″包括(includes)″、″包括(including)″、″具有(has)″、″具有(having)″或它们的任何其他变型为开放式术语,并且应被解释为意指″包括但不限于..″。这些术语包括更具限制性的术语″基本上由...组成″和″由...组成″。在一个实施例中,包括特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征,而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外,除非另有明确说明,否则″或″是指包括性的″或″而非排他性的″或″。例如,以下任何一项均可满足条件A或B:A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的),以及A和B两者都为真(或存在的)。
而且,使用″一个″或″一种″来描述本文所述的元件和部件。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。除非很明显地另指他意,否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个,并且单数也包括复数,或反之亦然。例如,当在本文描述单个项时,可以使用多于一个项来代替单个项。类似地,在本文描述了多于一个项的情况下,单个项可以取代多于一个项。
除非另有定义,否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说明性的而非限制性的。关于本文未述的方面,有关特定材料和加工方法的许多细节是常规的,并能在结构领域和对应制造领域内的参考书和其他来源中找到。除非另有说明,否则所有测量均按照ASTM在约23℃+/-5℃下进行,除非另有说明。
在一个特定实施例中,提供了一种多层管。该多层管至少包括内层、连结层和外层。在一个实施例中,内层包含含氟弹性体。连结层与内层相邻。外层与连结层相邻并且包含非含氟弹性体。有利地,多层管具有用于包括以下的应用的性能:暴露于化学溶液、动态应力或它们的组合。进一步提供了一种形成多层管的方法。
内层的示例性含氟弹性体可由单体所形成的均聚物、共聚物、三元聚合物或聚合物共混物形成,该单体诸如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、三氟乙烯、偏二氟乙烯、偏氟二乙烯、氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚、全氟甲基乙烯基醚、乙烯、丙烯或它们的任何组合。示例性含氟弹性体包括至少三种单体单元,其中该单体单元包括偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、乙烯或它们的组合。
在一个实施例中,含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元聚合物。在另一个实施例中,含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物。在一个特定实例中,偏二氟乙烯以占含氟弹性体的总重量的小于约50重量%,诸如小于约40重量%、诸如小于约30重量%或甚至小于约20重量%的量存在。在一个实施例中,四氟乙烯以占含氟弹性体的总重量的大于约30重量%,诸如大于约40重量%、诸如大于约50重量%或甚至大于约60重量%的量存在。在一个实例中,如果含氟弹性体包括全氟乙烯基醚,则全氟乙烯基醚以占含氟弹性体的总重量的小于约15重量%,诸如小于约10重量%,诸如小于约7重量%或甚至小于约5重量%的量存在。
在一个实施例中,含氟弹性体包括嵌段共聚物,该嵌段共聚物包含至少一个硬链段和至少一个软链段。至少一个硬链段和至少一个软链段可包含上述任何单体。在包含至少一个硬链段和至少一个软链段的嵌段共聚物的实例中,该硬链段由四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元组成,并且该软链段由偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元组成。在一个实施例中,硬链段包含大于5%摩尔的乙烯,或甚至大于10%摩尔的乙烯。在一个实施例中,软链段包含大于5%摩尔的偏二氟乙烯,或甚至大于10%摩尔的偏二氟乙烯。可设想硬链段与软链段的任何比率。在一个实施例中,硬链段与软链段的重量比为1∶1至1∶10。应当理解,该比率可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。在一个示例性实施例中,如按照ASTM D2240所测量的,嵌段共聚物的硬度小于70肖氏A,诸如小于65肖氏A。硬链段相的熔点小于270℃,诸如小于260℃。如按照ASTM D412所测量的,断裂伸长率大于300%,诸如大于400%。
在一个实施例中,含氟弹性体包含具有至少一个硬链段和至少一个软链段的嵌段共聚物与另一种含氟弹性体的共混物。在一个实施例中,共混物包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元聚合物。在一个实施例中,共混物包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物。在一个更特定的实施例中,共混物包括与四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物共混的嵌段共聚物,该嵌段共聚物包含至少一个硬链段和至少一个软链段,该至少一个硬链段由四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元组成,该至少一个软链段由偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元组成。在一个实施例中,共混物包括1重量%至99重量%的嵌段共聚物,以及99重量%至1重量%的四元聚合物,条件是总重量%等于100%的聚合物。在一个更特定的实施例中,共混物包括25重量%至75重量%的嵌段共聚物,以及75重量%至25重量%的四元聚合物,条件是总重量%等于100%的聚合物。在一个更特定的实施例中,共混物包括50重量%的嵌段共聚物,以及50重量%的四元聚合物,条件是总重量%等于100%的聚合物。应当理解,共混物中的重量%可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
通常,可设想含氟弹性体的任何标称氟含量,诸如至少60重量%,诸如至少67重量%,诸如至少70重量%,或甚至至少73重量%。例如,含氟弹性体具有60重量%至80重量%或甚至约60重量%至70重量%的标称氟含量。在一个实施例中,含氟弹性体具有70重量%至80重量%的标称氟含量。在一个实例中,含氟弹性体包括乙烯、四氟乙烯(TFE)和全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的三元聚合物。在一个实施例中,乙烯、四氟乙烯(TFE)和全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的三元聚合物具有至少67重量%,诸如至少70重量%或甚至至少73重量%的标称聚合物氟含量。应当理解,标称氟含量可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。在一个实施例中,含氟弹性体具有小于约50%,诸如小于约30%或甚至小于约10%的结晶度。例如,四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物具有小于约50%,诸如小于约30%或甚至小于约10%的结晶度。有利地,有限的结晶度为含氟弹性体提供了蠕动泵管应用所需的柔性和弹性复原性。
在一个进一步的实施例中,内层可包括任何设想的添加剂。添加剂可包括例如固化剂、抗氧化剂、填料、紫外线(UV)剂、染料、颜料、抗老化剂、增塑剂等或它们的组合。在一个实施例中,固化剂是提供用于增加和/或增强一个或多个层的交联的交联剂。在一个进一步的实施例中,固化剂的使用可提供内层的期望的性能,诸如与不包括固化剂的内层相比降低的小分子渗透性和改进的弹性复原性。可设想任何固化剂,诸如,例如二羟基化合物、二胺化合物、有机过氧化物、硫化合物或它们的组合。示例性二羟基化合物包括双酚AF。示例性二胺化合物包括六亚甲基二胺氨基甲酸盐。在一个实施例中,固化剂是有机过氧化物。可设想任何量的固化剂。备选地,一个或多个可基本上不含交联剂、固化剂、光引发剂、填料、增塑剂或它们的组合。如本文所用,″基本上不含″是指小于单个层的总重量的约1.0重量%或甚至小于约0.1重量%。
在一个特定实施例中,内层包括至少70重量%的含氟弹性体。例如,内层可包括至少85重量%的含氟弹性体,诸如至少90重量%、至少95重量%或甚至100重量%的含氟弹性体。在一个实例中,内层可基本上由含氟弹性体组成。在一个实例中,内层可基本上由以下组成:四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物、包含至少一个硬链段(由四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元组成)和至少一个软链段(由偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元组成)的嵌段共聚物、或四元聚合物和嵌段共聚物的共混物。在一个实例中,内层可基本上由以下组成:四元聚合物,其基本上由四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚组成;嵌段共聚物,其基本上由至少一个硬链段和至少一个软链段组成,该硬链段基本上由四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元组成,该软链段基本上由偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元组成;或共混物,其基本上由四元聚合物和嵌段共聚物组成。尽管可在含氟弹性体中使用通常使用的加工剂和添加剂(诸如抗氧化剂、填料、UV剂、染料、颜料、抗老化剂和它们的任何组合),但如本文所用,与内层的含氟弹性体结合使用的表述″基本上由......组成″排除了会影响含氟弹性体的基本特性和新特性的非氟化聚合物和氟化单体的存在。
在一个实例中,内层可由含氟弹性体组成。在一个实例中,内层可由以下组成:四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物、包含至少一个硬链段(由四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元组成)和至少一个软链段(由偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元组成)的嵌段共聚物、或四元聚合物和嵌段共聚物的共混物。在一个特定实例中,内层可由以下组成:四元聚合物,其由四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚组成;嵌段共聚物,其由至少一个硬链段和至少一个软链段组成,该硬链段由四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元组成,该软链段由偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元组成;或共混物,其由四元聚合物和嵌段共聚物组成。
在一个特定实施例中,含氟弹性体具有期望的硬度。在一个实施例中,如按照ASTMD2240所测量的,内层的硬度为小于约95的肖氏A硬度,诸如约20至约90,诸如约40至约90,诸如约40至约80或甚至约40至约65。应当理解,硬度可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
内层的含氟弹性体通常是柔性材料。例如,如按照ASTM D790所测量的,含氟弹性体具有小于约75MPa,诸如小于约70MPa的挠曲模量,诸如约20MPa至约70MPa、诸如约20MPa至约50MPa的挠曲模量。在一个实施例中,如按照ASTM D790所测量的,含氟弹性体具有小于约40MPa,诸如约20MPa至约40MPa的挠曲模量。在一个实施例中,如按照ASTM D790所测量的,含氟弹性体具有大于约5%的屈服伸长率,诸如大于约7%,诸如大于约8%或甚至大于约10%。应当理解,挠曲模量和屈服伸长率可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
多层管还包括与内层相邻的连结层。在一个示例性实施例中,连结层包括聚合物,诸如热塑性材料或热固性材料。例如,连结层可包括至少一种单体单元,该单体单元包括丙烯酸酯、环氧树脂、酯、乙烯、胺、酰胺、四氟乙烯(TFE)、偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)、全氟乙烯基醚或它们的组合。在一个实施例中,连结层包括至少一种单体单元,该单体单元包括丙烯酸酯、乙烯或它们的组合。在一个实施例中,连结层可以是内层的含氟聚合物与外层的所述聚合物的聚合物共混物。
连结层可进一步包括助粘剂,该助粘剂被添加到连结层的聚合物中,以增加连结层对与其直接相邻的至少一个层(诸如,例如,外层、内层或它们的组合)的粘附。例如,助粘剂包括一种助粘剂,该助粘剂包括马来酸酐接枝PVDF、硅烷基助粘剂、环氧基化学品、EVOH、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯共聚物、缩醛共聚物、具有高极性的热塑性塑料或它们的组合。
在一个示例性实施例中,连结层的聚合物可进一步包括任何合理的添加剂,诸如交联剂、助剂、光引发剂、填料、增塑剂或它们的任何组合。可设想任何增加和/或增强连结层的聚合物组合物的交联的助剂。在一个进一步的实施例中,助剂的使用可提供连结层的期望的性能,诸如与不包括助剂的连结层相比降低的小分子渗透性和改进的弹性复原性。可设想任何助剂,诸如,例如,双酚AF、三芳基异氰脲酸酯(TAIC)、三芳基氰脲酸酯(TAC)、有机过氧化物或它们的组合。可设想任何合理量的助剂。备选地,连结层可基本上不含交联剂、助剂、光引发剂、填料、增塑剂或它们的组合。如本文所用,″基本上不含″是指小于连结层的聚合物总重量的约1.0重量%或甚至小于约0.1重量%。
多层管还包括与连结层相邻的外层。在一个实施例中,外层是非含氟弹性体。在一个实施例中,外层的非含氟弹性体包括设想的不含氟原子的任何热塑性硫化橡胶、热塑性聚合物、热固性聚合物或它们的组合。在一个实施例中,外层的非含氟弹性体包括热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯、二烯弹性体、苯乙烯基弹性体、聚烯烃弹性体、柔性聚氯乙烯(PVC)、异戊二烯、热塑性异戊二烯复合材料、天然橡胶、任何合金、任何共混物或它们的组合。
在一个特定实例中,外层的非含氟弹性体包括二烯弹性体。二烯弹性体可以是由至少一种二烯单体形成的共聚物。例如,二烯弹性体可以是乙烯、丙烯和二烯单体的共聚物(EPDM)、热塑性EPDM复合材料或它们的组合。示例性二烯单体可包括:共轭二烯,诸如丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等;包括5个至约25个碳原子的非共轭二烯,诸如1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、2,5-二甲基-1,5-己二烯、1,4-辛二烯等;环状二烯,诸如环戊二烯、环己二烯、环辛二烯、二环戊二烯等;乙烯基环烯,诸如1-乙烯基-1-环戊烯、1-乙烯基-1-环己烯等;烷基双环壬二烯,诸如3-甲基双环-(4,2,1)-壬-3,7-二烯等;茚,诸如甲基四氢茚等;链烯基降冰片烯,诸如5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚丁基-2-降冰片烯、2-甲代烯丙基-5-降冰片烯、2-异丙烯基-5-降冰片烯、5-(1,5-己二烯基)-2-降冰片烯、5-(3,7-辛二烯基)-2-降冰片烯等;三环二烯,诸如3-甲基三环(5,2,1,02,6)-癸-3,8-二烯等;或它们的任何组合。
在一个附加实例中,外层的非含氟弹性体可包括苯乙烯基弹性体。苯乙烯基弹性体通常包括苯乙烯基嵌段共聚物,其包括例如多嵌段共聚物,诸如二嵌段、三嵌段、多嵌段或它们的任何组合。在一个特定实施例中,苯乙烯基嵌段共聚物是具有AB单元的嵌段共聚物。通常,A单元是烯基芳烃,诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对丁基苯乙烯或它们的组合。在一个特定实施例中,A单元是苯乙烯。在一个实施例中,B单元包括烯烃,诸如丁二烯、异戊二烯、乙烯、丁烯、丙烯或它们的组合。在一个特定实施例中,B单元是乙烯、异戊二烯或它们的组合。示例性苯乙烯基嵌段共聚物包括三嵌段苯乙烯嵌段共聚物(SBC),诸如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEEBS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEEPS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)或它们的组合。在一个实施例中,苯乙烯基嵌段共聚物是饱和的,即不包含任何游离的烯烃双键。在一个实施例中,苯乙烯基嵌段共聚物包含至少一个游离的烯烃双键,即不饱和双键。在一个特定实施例中,苯乙烯基弹性体是苯乙烯-乙烯基共聚物、苯乙烯异戊二烯基共聚物、共混物或它们的组合。
在一个实例中,外层的聚烯烃弹性体可包括由单体诸如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、辛烯或它们的任何组合形成的均聚物、共聚物、三元聚合物、合金或它们的任何组合。示例性聚烯烃弹性体包括高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度或极低密度聚乙烯(VLDPE)、乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚异丁烯、聚丁烯、聚戊烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、乙烯丙烯橡胶(EPR)、乙烯辛烯共聚物、它们的共混物、它们的混合物等。聚烯烃弹性体进一步包括任何烯烃基无规共聚物、烯烃基抗冲共聚物、烯烃基嵌段共聚物、烯烃基特种弹性体、烯烃基特种塑性体、茂金属基烯烃、它们的共混物、它们的混合物等。
在一个特定实例中,外层的非含氟弹性体是自粘合的。对于自粘合聚合物,对非含氟弹性体橡胶进行改性(通过将化学活性官能团接枝到非含氟弹性体橡胶内的聚合物链上,或通过将分离的化学组分掺入非含氟弹性体橡胶的基体中)可增强非含氟弹性体橡胶和与其直接相邻的层之间的粘合。可设想任何化学活性官能团或化学组分。
在一个示例性实施例中,外层的非含氟弹性体可进一步包括任何合理的添加剂,诸如固化剂、光引发剂、填料、增塑剂或它们的任何组合。可设想任何增加和/或增强外层的非含氟弹性体的交联的固化剂。在一个进一步的实施例中,固化剂的使用可提供外层的期望的性能,诸如与不包括固化剂的外层相比降低的小分子渗透性和改进的弹性复原性。可设想任何固化剂,诸如,例如硫化合物、有机过氧化物或它们的组合。在一个实施例中,固化剂是有机过氧化物。可设想任何合理量的固化剂。备选地,外层的非含氟弹性体可基本上不含固化剂、光引发剂、填料、增塑剂或它们的组合。如本文所用,″基本上不含″是指小于外层的非含氟弹性体的总重量的约1.0重量%或甚至小于约0.1重量%。
在一个实施例中,外层的非含氟弹性体具有期望的肖氏硬度。在一个特定实施例中,外层的非含氟弹性体的肖氏硬度小于内层的含氟弹性体的肖氏硬度。在另一个实施例中,外层的非含氟弹性体的肖氏硬度大于内层的含氟弹性体的肖氏硬度。在又一个实施例中,外层的非含氟弹性体的肖氏硬度与内层的含氟弹性体的肖氏硬度相同。在一个实施例中,外层的硬度为约95或以下的肖氏A硬度,诸如约40至约90,诸如约20至约80,诸如约40至约80或甚至约40至约60。应当理解,硬度可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
在另一个实例中,外层的非含氟弹性体具有进一步期望的性能。在一个实施例中,如通过计示硬度(或硬度)、抗张强度、伸长率和柔性测试的组合所定义的,外层的非含氟弹性体具有比内层高得多的柔性。
在一个实例中,图1包括多层柔性管100的图示。在一个实施例中,管100包括内层102、外层104和连结层106。例如,内层102可直接接触连结层106。在一个特定实例中,内层102形成管的内表面108。连结层106可直接粘合到内层102而没有中介层。特别地,提供连结层106以增加内层102对外层104的粘附。外层104可直接接触并包围连结层106。外层104是如上所述的外层。
回到图1,内层102比外层104薄。例如,多层管100的各个层的总厚度可为至少3密耳至约1000密耳,诸如约3密耳至约500密耳或甚至约3密耳至约100密耳。在一个实施例中,内层102可具有在约0.1密耳至约100密耳的范围内的厚度,诸如在约0.5密耳至约100密耳的范围内,诸如在约1密耳至约100密耳的范围内,诸如在约1密耳至约50密耳的范围内,诸如在约1密耳至约10密耳的范围内,或甚至约1密耳至约2密耳的范围内。连结层106和外层104可弥补差值。在一个特定实施例中,外层204的厚度大于内衬202的厚度。在一个实例中,外层104可具有在约0.1密耳至约500密耳的范围内的厚度,诸如在约1密耳至约300密耳的范围内,诸如在约2密耳至约100密耳的范围内,或甚至在约5密耳至约50密耳的范围内。在一个更特定的实施例中,内衬202的厚度大于连结层206的厚度。例如,连结层106可具有在约0.01密耳至约100密耳的范围内的厚度,诸如在约0.1密耳至约100密耳的范围内,诸如在约0.5密耳至约50密耳的范围内,诸如在约0.5密耳至约10密耳的范围内,诸如在约1密耳至约10密耳的范围内,或甚至在约1密耳至约5密耳的范围内。在一个进一步的实例中,外层104的厚度与内层102的厚度的比率为至少约1.0,诸如至少约1.5,诸如至少约2.0,诸如至少约5.0或甚至至少约10.0。应当理解,厚度值可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
尽管图1中仅示出了三个层,但多层柔性管100可进一步包括附加层(未示出)。可设想任何附加层,诸如附加连结层、弹性体层、加强层或它们的组合。可设想附加层在多层柔性管100上的任何位置。例如,附加弹性层可被设置在外层104的表面110上。在另一个实例中,附加层(诸如加强层)(未示出)可被并入在靠近外层104的表面110设置的附加层之内或之间。在一个实施例中,加强层可被设置在内层102与外层104之间。示例性加强层可包括由诸如聚酯、粘附改性聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、玻璃、金属或它们的组合等材料形成的线材、纤维、织物(诸如织造织物、编织物)或它们的任何组合。在一个实施例中,多层管由所述内层、连结层和外层组成。
在一个特定实施例中,多层管(诸如流体导管)通过提供包括含氟弹性体的内层并施加连结层以直接接触内层的粘结表面而形成。含氟弹性体可通过任何设想的方法进行提供并且取决于为内层选择的含氟弹性体。在一个实施例中,含氟弹性体是可熔融加工的。如本文所用,″可熔融加工的″是指可熔融并流动而以任何合理的形式(诸如膜、管、纤维、模制制品或片材)挤出的含氟弹性体。例如,可熔融加工的含氟弹性体是柔性材料。在一个实施例中,含氟弹性体被挤出、注塑成型或有芯式夹布。在一个示例性实施例中,含氟弹性体被挤出。
在一个实施例中,连结层通常可通过任何设想的方法进行提供并且取决于为连结层选择的材料。例如,连结层可被挤出。在一个实施例中,通过将聚合物加热至挤出粘度并且然后挤出聚合物来提供连结层。在一个特定实施例中,连结层被挤出以直接接触含氟弹性体内层。
外层包括如上所述的非含氟弹性体。非含氟弹性体可通过任何设想的方法进行提供并且取决于为外层选择的非含氟弹性体。该方法可进一步包括通过任何方法提供外层。提供外层取决于为外层选择的非含氟弹性体材料。在一个实施例中,外层是″可熔融加工的″非含氟弹性体。如本文所用,″可熔融加工的非含氟弹性体″是指可熔融并流动而以任何合理的形式(诸如膜、管、纤维、模制制品或片材)挤出的聚合物。在一个实施例中,外层被挤出或注塑成型。在一个示例性实施例中,外层可被挤出。在一个特定实施例中,外层被挤出在连结层上方。在一个实例中,外层被设置成直接接触连结层。
在一个实施例中,内层、连结层和外层的任何组合可被共挤出。在一个示例性实施例中,通过将含氟弹性体加热至挤出粘度来提供内层,并且通过将非含氟弹性体加热至挤出粘度来提供外层。在一个特定实施例中,内层含氟弹性体的挤出粘度与外层非含氟弹性体的挤出粘度的差值不大于25%,诸如不大于20%、不大于10%或甚至为0%,以提供改进的处理。在一个特定实施例中,将连结层加热至与内层、外层或它们之间的差相对等效的挤出粘度。尽管不受理论的束缚,但据推测,粘度相似性提高了连结层对内层和外层的粘附。
有利地,内层、连结层和外层也可同时粘结在一起(例如共挤出),这可增强各个层之间的粘合强度。特别地,内层、连结层和外层具有三个层之间的粘聚强度,即在以下情况下发生粘聚破坏:在三种材料之间的粘结破坏之前,内层、连结层和外层的结构完整性破坏。在一个特定实施例中,内层与连结层之间的粘合强度是粘聚的。在一个实施例中,连结层与外层之间的粘合强度是粘聚的。
在一个实施例中,可对至少一个层进行处理以提高内层、连结层和外层之间的粘附。可设想任何增加两个相邻层之间的粘附的处理。例如,对与连结层直接相邻的内层的表面进行处理。在一个实施例中,对与外层直接相邻的连结层的表面进行处理。进一步地,对与连结层直接相邻的外层的表面进行处理。在一个实施例中,处理可包括表面处理、化学处理、钠蚀刻、底漆的使用或它们的任何组合。在一个实施例中,处理可包括电晕处理、UV处理、电子束处理、γ处理、火焰处理、划伤、萘钠表面处理、等离子体处理或它们的任何组合。
在一个实施例中,可设想任何后处理步骤。特别地,后处理步骤包括任何热处理、辐射处理或它们的组合。可设想任何热条件。在一个实施例中,后处理步骤包括任何辐射处理,诸如,例如,电子束处理、γ处理或它们的组合。在一个实例中,γ辐射或电子束辐射为约0.1MRad至约50MRad。在一个特定实施例中,可提供后处理步骤以去除任何残留挥发物、增加层间和/或层内交联、或它们的组合。
尽管通常被描述为多层管,但可设想任何合理的聚合物制品。聚合物制品可备选地采取膜、垫圈或流体导管的形式。例如,聚合物制品可采取膜(诸如层压体)或平面制品(诸如隔片或垫圈)的形式。在另一个实例中,聚合物制品可采取流体导管的形式,诸如管件、管道、软管或更具体地柔性管件、输送管件、泵管件、耐化学性管件、器皿洗涤管件、洗衣管件、高纯度管件、滑膛管件、含氟弹性体内衬管道或刚性管道或它们的任何组合。在一个特定实施例中,多层管可作为具有期望的耐化学性和泵送能力的管件或软管进行使用。例如,多层管件是燃料管、泵管(诸如用于化学品或洗涤剂分配)、蠕动泵管或液体输送管(诸如耐化学性液体输送管)。
管件包括限定管的中心腔的内表面。例如,可提供具有用于所选特定应用的任何有用的直径尺寸的管件。在一个实施例中,管件可具有高达约5.0英寸、诸如约0.25英寸、0.50英寸和1.0英寸的外径(OD)。在一个实施例中,管件可具有约0.03英寸至约4.00英寸、诸如约0.06英寸至约1.00英寸的内径(ID)。应当理解,内径可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。所述多层管有利地表现出期望的性能,诸如增加的寿命。例如,多层管在蠕动泵管中可具有至少约6个月的泵寿命,其中泵在间歇条件下运行,例如开启1分钟,关闭5分钟,每天10小时。在一个实施例中,多层管的流速变化小于约30%,诸如小于约20%,诸如小于约10%或甚至小于约5%。
在一个实施例中,所得多层管可具有进一步期望的物理和机械性能。在一个实施例中,含氟弹性体可特别适合地具有对各种化学溶液的理想的耐受性。例如,含氟弹性体在158°F下在pH为约1至约14的化学溶液中168小时的体积变化百分比为不大于20%或甚至不大于15%。在一个实施例中,含氟弹性体在室温(25℃)下在pH为约1至约14的化学溶液中28天的拉伸强度变化%为小于15%、甚至小于10%或甚至小于5%。在一个实施例中,含氟弹性体在室温(25℃)下在pH为约1至约14的化学溶液中28天的伸长率变化%为小于25%、甚至小于15%或甚至小于10%。在一个实施例中,含氟弹性体在室温(25℃)下在pH为约1至约14的化学溶液中28天的质量变化%为小于0.5%、甚至小于0.3%或甚至小于0.1%。在一个实施例中,含氟弹性体在室温(25℃)下在pH为约1至约14的化学溶液中28天的体积变化%为小于1.0%、甚至小于0.5%或甚至小于0.2%。pH为约1至约14的化学溶液包括例如碱性化学品、去污剂、酸性化学品、酸性物质、氧化剂等,或它们的任何组合。示例性的碱性化学品包括但不限于含量为40%或以下的氢氧化钾、氢氧化钠等。对于洗衣和器皿洗涤,此类碱性化学品通常是去污剂。对于酸性化学品,强无机酸包括但不限于盐酸、硫酸、硝酸、磷酸,以及含量为10%或以下的弱酸,诸如氟硅酸和草酸等。对于洗衣和器皿洗涤,此类酸性化学品通常被称为酸性物质。示例性强氧化剂包括但不限于次氯酸钠(漂白剂)和有机过酸(诸如过乙酸)或它们的组合。通常,商业洗衣市场将此类强氧化剂用作去污剂或漂白剂。在一个实施例中,含氟弹性体在73°F下在氧化剂中168小时的体积变化百分比不大于30%,诸如不大于20%或甚至不大于10%。在一个特定实施例中,含氟弹性体在73°F下在氧化剂(如甲醇)中168小时的体积变化百分比不大于30%,诸如不大于20%或甚至不大于10%。
在一个实施例中,多层管的含氟弹性体在73°F下在小分子制剂中168小时的体积变化百分比不大于100%,诸如不大于50%或甚至不大于25%。″小分子制剂″包括使用柑橘香味作为其制剂一部分的某类洗涤剂。此类制剂可包含例如醇、酮、醛和其他小分子,诸如含量小于15%的甜橙油萜。其他小分子包括但不限于:异丙醇、2-丁氧基乙醇、D-柠檬烯、甜橙油萜、二丙二醇单丁醚;乙二醇醚DPnB;1-(2-丁氧基-1-甲基乙氧基)丙-2-醇、二乙二醇丁醚;2-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇、脂肪酸、妥尔油、磺酸、C14-16-烷烃羟基、C14-16-烯烃、钠盐、C12-16乙氧基化醇等,或它们的任何组合。
在一个实施例中,多层管是抗扭结的并且看起来是透明的或至少半透明的。特别地,多层管具有期望的柔性和相当大的清晰度或半透明度。例如,多层管具有至少0.5英寸的弯曲半径。例如,多层管可有利地生产低计示硬度管。例如,多层管可具有约95或以下的肖氏A硬度,诸如20至约90,诸如约40至约90或甚至约40至约80,具有期望的机械性能。在一个实施例中,如按照ASTM D790所测量的,构成多层管的材料具有至少约50MPa,诸如约50MPa至约200MPa的复合挠曲模量。此类性能指示柔性材料。应当理解,硬度和挠曲模量可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
多层管件具有多种多样的应用。在一个示例性实施例中,多层管件可用于诸如家用品、工业、废水、数字打印设备、汽车等应用或需要耐化学性和/或对气体和碳氢化合物的低渗透性的其他应用中。
许多不同的方面和实施例都是可能的。本文描述了这些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后,本领域的技术人员会理解,那些方面和实施例仅是说明性的,并不限制本发明的范围。各实施例可以根据下面列出的任何一个或多个项。
实施例1.一种多层管,其包括:包含含氟弹性体的内层,其中所述含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;与所述内层相邻的连结层;以及与所述连结层相邻的外层,其中所述外层包含非含氟弹性体。
实施例2.一种形成多层管的方法包括:提供包含含氟弹性体的内层,其中所述含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;提供与所述内层相邻的连结层;以及提供与所述连结层相邻的外层,所述外层包含非含氟弹性体。
实施例3.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体包含至少三种单体单元,其中所述单体单元包括偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、全氟乙烯基醚、乙烯或它们的组合。
实施例4.根据实施例3所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体包括嵌段共聚物,所述嵌段共聚物包含至少一个硬链段和至少一个软链段。
实施例5.根据实施例4所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述至少一个硬链段包含四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元,并且所述至少一个软链段包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元。
实施例6.根据实施例3所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元聚合物。
实施例7.根据实施例3所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述偏二氟乙烯以占含氟弹性体的总重量的小于约50重量%,诸如小于约40重量%、诸如小于约30重量%、或甚至小于约20重量%的量存在。
实施例8.根据实施例3所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述四氟乙烯以占含氟弹性体的总重量的大于约30重量%,诸如大于约40重量%、诸如大于约50重量%、或甚至大于约60重量%的量存在。
实施例9.根据实施例3所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物。
实施例10.根据实施例4所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体包括与四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元聚合物、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物或它们的组合共混的嵌段共聚物。
实施例11.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述多层管具有约95或以下的肖氏A硬度,诸如约40至约90或甚至约40至约80。
实施例12.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述内层具有95或以下的肖氏A硬度,诸如约40至约90或甚至约40至约80。
实施例13.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体具有至少67重量%,诸如至少70重量%或甚至至少73重量%的标称聚合物氟含量。
实施例14.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体具有小于约50%,诸如小于约30%或甚至小于约10%的结晶度。
实施例15.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体在158°F下在pH为约1至约14的化学溶液中168小时的体积变化百分比为不大于20%或甚至不大于15%。
实施例16.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体在73°F下在小分子制剂中168小时的体积变化百分比为不大于100%,诸如不大于50%或甚至不大于25%。
实施例17.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述含氟弹性体在73°F下在氧化剂中168小时的体积变化百分比为不大于30%,诸如不大于20%或甚至不大于10%。
实施例18.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述非含氟弹性体包括热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯、二烯弹性体、丁苯橡胶、聚烯烃弹性体、PVC、异戊二烯、热塑性异戊二烯复合材料、天然橡胶、共混物、合金或它们的任何组合。
实施例19.根据实施例18中所述多层管或形成多层管的方法,其中所述非含氟弹性体包括二烯弹性体,所述二烯弹性体包括乙烯、丙烯和二烯单体的共聚物(EPDM)、热塑性EPDM复合材料或它们的组合。
实施例20.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述连结层包含至少一种单体单元,所述单体单元包括丙烯酸酯、环氧树脂、酯、乙烯、胺、酰胺、TFE、VDF、HFP、全氟乙烯基醚或它们的组合。
实施例21.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述连结层包括至少一种单体单元,所述单体单元包括丙烯酸酯、乙烯或它们的组合。
实施例22.根据前述实施例中任一项所述的多层管或制造多层管的方法,其中所述内层比所述外层薄。
实施例23.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述外层具有约95或以下的肖氏A硬度,诸如约40至约90或甚至约40至约80。
实施例24.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述内层直接设置在所述连结层上。
实施例25.根据实施例24所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述内层与所述连结层之间的粘合强度是粘聚的。
实施例26.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述外层直接设置在所述连结层上。
实施例27.根据实施例26所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述连结层与所述外层之间的粘合强度是粘聚的。
实施例28.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述内层、所述外层或它们的组合进一步包括填料。
实施例29.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中各个层中的任何一个层进一步包含固化剂。
实施例30.根据实施例29所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述固化剂包括二羟基化合物、二胺化合物、有机过氧化物、硫化合物或它们的组合。
实施例31.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述多层管是蠕动泵管、耐化学性液体输送管、器皿洗涤管、洗衣管或它们的组合。
实施例32.根据前述实施例中任一项所述的多层管或形成多层管的方法,其中多层管在蠕动泵中具有至少6个月的泵寿命。
实施例33.根据实施例32所述的多层管或形成多层管的方法,其中所述多层管的流速变化小于约30%,诸如小于约20%,诸如小于约10%或甚至小于约5%。
实施例34.多层管包括:包含含氟弹性体的内层,其中所述含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物、包含至少一个硬链段和至少一个软链段的嵌段共聚物或四元聚合物和嵌段共聚物的共混物,所述至少一个硬链段包含四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元,所述至少一个软链段包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元;与所述内层直接接触的连结层;以及与所述连结层直接接触的外层,其中所述外层包含二烯弹性体。
实施例35.根据实施例34所述的多层管,其中所述二烯弹性体包括乙烯、丙烯和二烯单体的共聚物(EPDM)、热塑性EPDM复合材料或它们的组合。
实施例36.根据实施例34所述的多层管,其中所述连结层包含至少一种单体单元,所述单体单元包括丙烯酸酯、环氧树脂、酯、乙烯、胺、酰胺、TFE、VDF、HFP、全氟乙烯基醚或它们的组合。
实施例37.根据实施例2所述的方法,其中提供所述内层、所述连结层和所述外层包括挤出所述内层、所述连结层、所述外层或它们的组合。
实施例38.根据实施例37所述的方法,其中提供所述内层、所述连结层和所述外层包括共挤出所述内层、所述连结层、所述外层或它们的组合。
实施例39.根据实施例2所述的方法,所述方法进一步包括固化所述内层、所述连结层、所述外层或它们的组合。
实施例40.根据实施例2所述的方法,所述方法进一步包括应用包括热处理、辐射处理或它们的组合的后处理步骤。
实施例41.根据实施例40所述的方法,其中所述辐射处理包括电子束处理、γ处理或它们的组合。
提供以下实例是为了更好地公开和教导本发明的方法和组合物。它们仅为了进行示意性的说明,并且必须承认,可以进行微小的变型和改变而不实质上影响如下面权利要求所述的本发明的精神和范围。
实例
衬里材料
组成和机械性能:
含氟聚合物1-硬度为85A的含氟聚合物四元聚合物THVP,具有四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的单体单元。
含氟聚合物2(″改性剂″,嵌段共聚物)-基于THV和E(乙烯)、硬度为60A的含氟聚合物。嵌段共聚物包括硬链段(单体组合物:四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯(TFE/E/HFP)=49/43/8摩尔)和含氟软链段(单体组合物:偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯(VdF/HFP/TFE)=50/30/20摩尔),并且硬链段与软链段的重量比=15∶85)。
使用含氟聚合物1和含氟聚合物2进行了共混研究。将两种聚合物在1.5英寸单螺杆挤出机中进行熔融共混并制粒。
共混物1是在含氟聚合物1中添加25重量%含氟聚合物2所得。
共混物2是在含氟聚合物1中添加50重量%含氟聚合物2所得。
共混物3是在含氟聚合物1中添加75重量%含氟聚合物2所得。
制备共混物和纯氟聚合物的压缩成型样品,并测试其物理性能和耐化学性。图2显示了将含氟聚合物2添加至含氟聚合物1中。x轴是与含氟聚合物1共混的含氟聚合物2的重量%。例如,在″0″处,含氟聚合物2以共混物的0重量%的量存在,而含氟聚合物1以共混物的100重量%的量存在。在x轴的″25″处,含氟聚合物2以共混物的25重量%的量存在,而含氟聚合物1以共混物的75重量%的量存在,即″共混物1″。
将含氟聚合物2添加到含氟聚合物1中显著降低了拉伸模量(ASTM D412)。共混物的抗撕裂性(ASTM D1004)和计示硬度(ASTM D2240)相对于成分呈现出线性响应。如按照垂直回弹(ASTM D2632)所测量的,弹性直到添加量>50%才显着下降。相反,向嵌段共聚物中添加四元聚合物增强了弹性和抗撕裂性。所有聚合物共混物都是透明的。
耐化学性
在各种化学溶液中测试了预期衬里材料的耐化学性。下表中列出了示例,表1。
表1
Figure BDA0003642574720000201
在室温(25℃)下,将拉力试棒在四种不同的化学溶液中浸泡28天,然后测试拉伸和伸长率以及质量和体积变化。上述表1显示了相对于未浸泡对照组的%变化。″柑橘清洁剂″是一种小分子溶液;″Microtech去污剂″是一种氧化剂;″Clothesline Fresh XtremeSour″是一种低pH值溶液;以及″Clothesline Fresh Liquid Alkali″是一种高pH值溶液(如上所述)。显然,所测试的材料具有理想的耐化学性。在室温下浸泡28天的所有含氟弹性体经测试,拉伸强度变化%均小于15%、甚至小于10%或甚至小于5%。在室温下浸泡28天的所有含氟弹性体经测试,伸长率变化%均小于25%、甚至小于15%或甚至小于10%。在室温下浸泡28天的所有含氟弹性体经测试,质量变化%均小于0.5%、甚至小于0.3%或甚至小于0.1%。在室温下浸泡28天的所有含氟弹性体经测试,体积变化%均小于1.0%、甚至小于0.5%或甚至小于0.2%。
粘附性
已测试含氟聚合物2(改性剂)、共混物2和共混物3对预期连结层材料的粘附性。将连结层材料的片板与上述各者共压缩成型,并评估所得层压材料的粘附性。连结层对含氟聚合物2没有粘附性。连结层对共混物2和共混物3粘附性良好。尝试剥离连结层导致连结层内发生粘聚破坏。
共挤出管件
以下组合被共挤出成ABC多层管材,其中A是外层护套,B是连结层,并且C是衬里。管件经挤出,内径为0.25英寸,外径为0.450英寸。所得壁厚为0.100。
管件实例
Figure BDA0003642574720000211
Figure BDA0003642574720000221
A=护套;B=连结层;C=衬里
衬里和连结层厚度单位为英寸
护套厚度是壁厚的其余部分
其他实例
如上述实例所述,含氟聚合物2与标准THV等级共聚物共混。用肖氏硬度为80A至55D的THV等级取代了四元聚合物等级(含氟聚合物1)。
将改性剂或共混物挤出成管件,随后使用氨基钠或萘基钠进行蚀刻。管是挤出件,涂覆有亲电聚合物,诸如马来酸酐或环氧官能化EPDM、聚乙烯、或聚乙烯连结层和外层护套材料。
需注意,并非所有上述一般说明或实例中的行为都是必需的,可能不一定需要具体行为的一部分,并且除描述的那些行为外,还可执行一个或多个进一步的行为。此外,所列行为的次序不一定是它们所执行的次序。
在上述说明书中,参考具体实施例描述了这些概念。然而,本领域普通技术人员理解,可以在不脱离下面权利要求书所述的本发明的范围的情况下进行各种修改和变化。因此,说明书和附图被视为例示性的而非限制性的,并且所有这些修改都将被包括在本发明的范围内。
上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而,益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。
在阅读本说明书之后,本领域的技术人员会理解,本文中为清楚起见而在单独实施例的上下文中描述的某些特征,也可在单个实施例中以组合的方式来提供。相反地,为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供,或以任何子组合的方式来提供。此外,对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。

Claims (15)

1.一种多层管,所述多层管包括:
包含含氟弹性体的内层,其中所述含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;
连结层,所述连结层与所述内层相邻;以及
外层,所述外层与所述连结层相邻,其中所述外层包含非含氟弹性体。
2.根据权利要求1所述的多层管,其中所述含氟弹性体包含至少三种单体单元,其中所述单体单元包括偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、全氟乙烯基醚、乙烯或它们的组合。
3.根据权利要求2所述的多层管,其中所述含氟弹性体包括嵌段共聚物,所述嵌段共聚物包含至少一个硬链段和至少一个软链段。
4.根据权利要求3所述的多层管,其中所述至少一个硬链段包含四氟乙烯、乙烯和六氟丙烯的单体单元,并且所述至少一个软链段包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的单体单元。
5.根据权利要求2所述的多层管,其中所述含氟弹性体包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物。
6.根据权利要求3所述的多层管,其中所述含氟弹性体包括与四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元聚合物、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟乙烯基醚的四元聚合物或它们的组合共混的所述嵌段共聚物。
7.根据权利要求1所述的多层管,其中所述含氟弹性体具有至少67重量%,诸如至少70重量%或甚至至少73重量%的标称聚合物氟含量。
8.根据权利要求1所述的多层管,其中所述含氟弹性体具有小于约50%,诸如小于约30%或甚至小于约10%的结晶度。
9.根据权利要求1所述的多层管,其中所述含氟弹性体在158°F下在pH为约1至约14的化学溶液中168小时的体积变化百分比为不大于20%或甚至不大于15%。
10.根据权利要求1所述的多层管,其中所述含氟弹性体在73°F下在小分子制剂中168小时的体积变化百分比为不大于100%,诸如不大于50%或甚至不大于25%。
11.根据权利要求1所述的多层管,其中所述含氟弹性体在73°F下在氧化剂中168小时的体积变化百分比为不大于30%,诸如不大于20%或甚至不大于10%。
12.根据权利要求1所述的多层管,其中所述非含氟弹性体包括热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯、二烯弹性体、丁苯橡胶、聚烯烃弹性体、PVC、异戊二烯、热塑性异戊二烯复合材料、天然橡胶、共混物、合金或它们的任何组合。
13.根据权利要求12所述的多层管,其中所述非含氟弹性体包括二烯弹性体,所述二烯弹性体包括乙烯、丙烯和二烯单体的共聚物(EPDM)、热塑性EPDM复合材料或它们的组合。
14.根据权利要求1所述的多层管,其中所述连结层包括至少一种单体单元,所述单体单元包括丙烯酸酯、环氧树脂、酯、乙烯、胺、酰胺、TFE、VDF、HFP、全氟乙烯基醚或它们的组合。
15.一种形成多层管的方法,所述方法包括:
提供包含含氟弹性体的内层,其中所述含氟弹性体具有小于约40MPa的挠曲模量;
提供与所述内层相邻的连结层;以及
提供与所述连结层相邻的外层,其中所述外层包含非含氟弹性体。
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