專利名稱：用于高壓流體的管子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓流體的管子，尤其是用于傳送諸如制冷機(jī)流體之類的相態(tài)會(huì)改變的流體的管子。
目前用于制冷機(jī)流體如氟氯烷即氟利昂(最新的一種名為R134a)的管子是由多層彈性體制成的，彈性體中夾有加強(qiáng)件，這些加強(qiáng)件是在硫化過程中固定于各彈性層上的。
這類管子中的某些型號(hào)具有一由塑性材料如聚酰胺所形成的管的內(nèi)襯，用以增加管壁對(duì)所傳送制冷機(jī)流體的抗?jié)B性，不管所傳送的流體是液態(tài)的還是氣態(tài)的。
這類管子的一個(gè)主要的缺點(diǎn)在于其重量、體積和缺少柔性。
本發(fā)明利用把對(duì)制冷機(jī)流體起抗摻作用的防滲部分同起承載壓力作用的耐壓部分相分離的方法來克服上述缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明提出一種具有多層起防滲功能的內(nèi)芯和起承載壓力作用的外側(cè)部分的管子。
內(nèi)芯的特性，尤其是其外層的材料的特性，限制了管子外側(cè)部分的制造。通常，所述的外表面是一種實(shí)際上不可能在其上粘結(jié)纖維織物加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的聚酰胺材料。經(jīng)過多次試驗(yàn)，本發(fā)明提出一種專門的在所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)同纖維織物加強(qiáng)件之間的粘結(jié)劑，它不僅具有很高的質(zhì)量，而且即使是在高溫和高壓下，管子也能用相對(duì)比較薄的壁來制造，因而使其具有很大的柔韌性。
為此，本發(fā)明提供了一種管子，它包括一內(nèi)芯，其外部結(jié)構(gòu)由聚酰胺制成，具有有效的抗摻功能和能承載壓力的外部加強(qiáng)件，該加強(qiáng)件包括一繞于內(nèi)芯上的諸如編織物之類的纖維織物加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、一以聚烯烴或聚丙丁烯為主要成分的熱塑性橡膠材料的外覆層、和至少一種用于確保至少所述纖維織物結(jié)構(gòu)同內(nèi)芯之間結(jié)合的粘結(jié)劑。由于內(nèi)芯的外表面同所用的纖維結(jié)構(gòu)(芳香族聚酰胺或聚酯)特性之間相容性較低，通過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有效的粘結(jié)劑應(yīng)為熱熔性聚氨酯、或熱熔性聚酰胺、或熱固性聚酯。
內(nèi)芯最好是包括三層聚酰胺，外層由聚酰胺彈性體制成，如由瑞士蘇黎士的EMS CHEMIE AG開發(fā)的ELY 60或ELX 23NZ型的共聚多酰胺彈性體。內(nèi)芯是利用共擠壓法制成，它有效地解決了既要在柔軟的管子中傳送制冷機(jī)流體，同時(shí)又要保持優(yōu)良的抗?jié)B性和耐化學(xué)性的問題。它也可以在兩聚酰胺層之間或這兩層的外側(cè)設(shè)一共擠壓成的E.V.O.H.層。
在第一種方法中，制外部加強(qiáng)件時(shí)是將熱熔性聚酰胺或聚氨酯或是熱固性聚酯擠壓于內(nèi)芯上，而后裝上纖維織物結(jié)構(gòu)(繞在上面的由芳香族聚酰胺或聚酯纖維制成的編織物之類)，然后再于其上擠壓第二層熱熔性聚酰胺或聚氨酯或者熱固性聚酯，最好同時(shí)擠壓馬來酸以加強(qiáng)與熱塑性橡膠材料外層之間的粘結(jié)。
在另一種方法中，只在內(nèi)芯和纖維織物結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一層粘結(jié)劑。或者，在另一種改變的形式中，可將粘結(jié)劑設(shè)于纖維織物結(jié)構(gòu)同外層或內(nèi)芯之間，只要所述粘結(jié)劑的粘度能允許它滲過纖維織物結(jié)構(gòu)而到達(dá)內(nèi)芯或外層。
當(dāng)纖維織物結(jié)構(gòu)是由片狀纖維織物制成時(shí)，就只要將一層粘結(jié)劑粘置于兩片依次按相反方向纏繞于內(nèi)芯上的纖維織物之間就可以。
如果需要管子的剛性大一些，則可用一層聚酰胺來代替熱塑性橡膠；在這種情況下，馬來酸就不是必需的了。
在另一有所變化的實(shí)施例中，將一以纖維為主要材料的、已預(yù)先浸漬過熱熔性聚酰胺或聚氨酯或是熱固性聚酯的纖維織物結(jié)構(gòu)繞在中間內(nèi)芯上。在這種情況下，內(nèi)芯、纖維織物和外層之間粘結(jié)質(zhì)量比較差一些，但成本較低，并且這種粘結(jié)在某些情況下也是足夠的。
本發(fā)明其他的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過下面對(duì)舉例說明用的實(shí)施例的描述而變得更為清楚。
附圖的簡要說明

圖1示出了組成本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的管子的各層；圖2、3和4為圖1所示實(shí)施例的變型。
圖1中的管子1包括一基本上由多層聚酰胺層構(gòu)成的內(nèi)芯2，例如由三層即一厚度約為0.35mm的內(nèi)聚酰胺層、一厚度約為0.2mm的中間聚酰胺彈性體層和一厚度約為0.45mm的外聚酰胺層6，內(nèi)芯由共擠壓形成為一厚度約為1mm的管狀壁。
此外，本發(fā)明的管子包括一擠壓于內(nèi)芯上的熱熔性聚酰胺層，或熱熔性聚氨酯層，或熱固性聚酯層3，其上設(shè)有一纖維編織層4，該纖維可以由聚酯或芳香族聚酰胺制成，如Kevlar(注冊(cè)商標(biāo))。
層5與層3是相同的，即它是一層熱熔性聚酰胺或聚氨酯或者熱固性聚酯，通過共擠壓由一層馬來酸覆蓋，馬來酸用于加強(qiáng)中間層與由以聚烯烴或聚丙丁烯為主要成分的熱塑性橡膠制成的外層7之間的粘結(jié)。層3和層5的厚度大約是5/100mm到1/10mm。層7的厚度在1mm到2mm的范圍內(nèi)。馬來酸層約百分之幾毫米厚。
值得注意的是，采用諸如熱熔性聚氨酯或聚酰胺或熱固性聚酯之類的粘結(jié)劑的優(yōu)點(diǎn)在于它們能在大大高于以溶劑為主要成分的粘結(jié)劑所能承受的溫度的情況下(150℃—200℃)，提供較高的強(qiáng)度和性能。
圖2示出了本發(fā)明管子的另一實(shí)施例。其中，粘結(jié)劑層5被省去，僅有層3。在一些情況下，適當(dāng)選擇粘結(jié)劑的粘度以使其能穿過纖維織物結(jié)構(gòu)4的間隙而到達(dá)外層7，必要時(shí)通過馬來酸層6。更確切地說，管子是由一單層3和不允許本發(fā)明的粘結(jié)劑穿過的，緊密的加強(qiáng)件4制成的。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就在于它能在35巴的壓力和135℃的溫度下保持其機(jī)械和抗?jié)B性能。因此，多層內(nèi)芯就包括一由瑞士的一家公司EMS CHEMIE AG制造的改性聚酰胺ELX23NZ材料的外層、位于內(nèi)芯和加強(qiáng)件之間的粘結(jié)劑可以是NATIONALSTARK的Purfect 254或413的可交聯(lián)聚氨酯粘結(jié)劑，加強(qiáng)層是由AKZO的DIOLEN 855T材料的1440 dtex聚酯纖維織物，位于所述加強(qiáng)件和熱塑彈性體材料的外層之間的粘結(jié)劑可以是EXXON的PO 1015F的馬來酸產(chǎn)品，熱塑彈性體為SANTOPREN型的，AES的EPDM聚丙烯(101—64)和DSM的丁基聚丙烯均適用。該粘結(jié)劑用已知的方法通過熱水進(jìn)行交聯(lián)。
圖3示出了制造本發(fā)明的管子的另一種方法。粘結(jié)劑層3被省去，僅剩下層5，其粘度選定為能使它穿過纖維織物結(jié)構(gòu)4上的間隙而到達(dá)內(nèi)芯2。
最后，圖4表示一利用將兩片纖維材料4a和4b先后繞制而制成的纖維織物結(jié)構(gòu)，它們是以相反的方向圍著內(nèi)芯軸繞的。在這種情況下，粘結(jié)劑可以是置于構(gòu)成一編織物的兩片纖維材料4a和4b之間的單層粘結(jié)劑8，粘結(jié)劑至少能滲透到達(dá)內(nèi)芯。
在本發(fā)明管子的又一實(shí)施例中，層3和5被省去，編織或紡織成的織物加強(qiáng)件4直接由熱熔性材料浸漬。這樣，粘結(jié)便被自然地限制在加強(qiáng)件4同內(nèi)芯2或外層7的接觸點(diǎn)處，外部的粘結(jié)通過加馬來酸6解決。
在某些使用中，希望有一聚酰胺的外層，以使管子具有較大的剛性，這樣，在熱熔性聚按酯(或聚酰胺)同外層之間就無需馬來酸。
最后，內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)也可以用共擠壓法加入一EVOH層，EVOH是一種為人們所熟知的材料，它能有效地防止某些汽油成分的滲透。EVOH層可設(shè)于多層聚酰胺的外面，由于它與纖維織物加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和丁基聚丙烯或熱塑橡膠的柔性外層同樣很難相容和相粘結(jié)，因此本發(fā)明的方法也適用。
本發(fā)明可提供重量較輕、直徑較小，并在抗?jié)B和耐高溫(135℃)高壓(35巴)方面具有優(yōu)良性能的管子。
權(quán)利要求
1.一種管子，包括一多層結(jié)構(gòu)的內(nèi)芯(2)，內(nèi)芯的外層由聚酰胺或E.V.O.H.制成以提供有效的抗?jié)B功能，還包括可耐壓的外部加強(qiáng)件，其特征在于，外部加強(qiáng)件包括至少一個(gè)繞于內(nèi)芯(2)上的纖維織物加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(4)、一外覆層(7)、和至少一層用于將加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(4)粘結(jié)于內(nèi)芯(2)上的粘結(jié)劑(3、5)。該粘結(jié)劑從聚氨酯或聚酰胺熱熔性粘結(jié)劑及熱固性聚酯中選出。
2.如權(quán)利要求1所述的管子，其特征在于，用于將纖維織物結(jié)構(gòu)(4)粘結(jié)于其任一側(cè)的層上的粘結(jié)劑(3、5)是一種熱熔性聚氨酯。
3.如權(quán)利要求1所述的管子，其特征在于，用于將纖維織物結(jié)構(gòu)(4)粘于其任一側(cè)的層上的粘結(jié)劑(3、5)是一種熱熔性聚酰胺。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的管子，其特征在于，它在粘結(jié)劑(5)和外覆層(7)之間具有一層馬來酸(6)。
5.如權(quán)利要求1所述的管子，其特征在于，用于將纖維織物結(jié)構(gòu)(4)粘結(jié)于外覆層(7)上的粘結(jié)劑由馬來酸層(6)構(gòu)成。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的管子，其特征在于，中心管狀內(nèi)芯(2)是由共擠壓多層聚酰胺層和一E.V.O.H.層而得到的。
7.如權(quán)利要求6所述的管子，其特征在于，E.V.O.H.層是夾于兩聚酰胺層之間的。
8.如權(quán)利要求6所述的管子，其特征在于，E.V.O.H.層位于內(nèi)芯(2)的外側(cè)。
全文摘要
一種管子，包括一多層結(jié)構(gòu)的內(nèi)芯(2)，內(nèi)芯的外層由聚酰胺或EVOH制成以提供有效的抗?jié)B功能，還包括可耐壓的外部加強(qiáng)件。外部加強(qiáng)件包括至少一個(gè)繞于內(nèi)芯(2)上的纖維織物加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(4)、一外層覆(7)、和至少一層用于將加強(qiáng)結(jié)構(gòu)(4)粘結(jié)于內(nèi)芯(2)上的粘結(jié)劑(3、5)，該粘結(jié)劑從聚氨酯或聚酰胺熱熔性粘結(jié)劑及熱固性聚酯中選出。
文檔編號(hào)B32B1/00GK1134743SQ941940
公開日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1994年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月9日
發(fā)明者讓-克洛德·杜歇 申請(qǐng)人:諾貝爾塑制品公司