一種復合管材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復合管材，具有一基材管，在所述基材管的內表面和或外表面上包覆一層阻隔層；其中，所述阻隔層為表面氟化處理的熱塑性樹脂。本發(fā)明的復合管材，通過對熱塑性樹脂層進行氟化處理，獲得了致密性良好的阻隔層，有效改善了目前市面上的管材對含有易滲透易揮發(fā)介質的輸送損耗所造成的介質滲透問題，解決了油管滲油造成的環(huán)境污染，減緩了環(huán)境壓力。同時本發(fā)明的制造方法簡單，反應條件易于控制，制造成本低，節(jié)約設備投資，易于工業(yè)化,并可根據(jù)不同的使用要求選擇及調整基材、防滲透層的材料及厚度以獲得最佳性能的產品。
【專利說明】一種復合管材及其制造方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡塑制造加工領域，具體而言涉及一種復合管材及其制造方法。

【背景技術】
[0002] 目前市場上的輸送液態(tài)介質的管材有聚氨酯管、橡膠管、聚氯乙烯管或含有多種 材質的多層復合管，主要用于液態(tài)介質的輸送管道用于汽柴油發(fā)電機、汽車燃料系統(tǒng)油箱、 加油站、化工醫(yī)藥設備、化工醫(yī)藥儀器、醫(yī)療耗材等眾多領域的管線輸送。這些管材用量大， 品種多，廣泛應用于日常生活中的各個領域。
[0003] 在醫(yī)療化工領域，為提高產品的純度，在介質輸送管路中的介質滲透導致的污染、 損耗等問題越來越不被接受；為保護人類生存環(huán)境，隨著社會發(fā)展，特別是環(huán)保意識的提 高，全世界包括中國對從汽車油箱包括油管的汽油滲透率也提出了越來越高的要求。例如 美國環(huán)保署（EPA)及加州大氣資源局（CARB)為針對通用汽油發(fā)動機、汽油園林工具產品的 排放法規(guī)，不但對發(fā)動機尾氣排放的碳氫化合物（HC)、氮氧化合物（NOx)，一氧化碳（CO)的 限值要求越來越嚴格，甚至對汽油從燃油箱，燃油管中滲透揮發(fā)出的汽油蒸汽（碳氫化合 物HC)加以限制，其中輸油管的限值為15g/m 2/天。
[0004] 然而，目前市售的常規(guī)管材線，均存在因材料的致密性而導致的介質滲透問題，或 者，因為克服介質滲透而使用含有聚四氟乙烯、EVOH等特殊阻隔材料而產生的高成本，同時 聚四氟乙烯、EVOH本身具有硬度較高、彎曲半徑大等無法克服的缺陷；如何解決復合管材 的介質滲透、降低成本及阻隔層性能影響整體管材物理性能的問題，一直是本領域研究的 對象。
[0005] 因此，我們需要一種新的復合管材，在解決介質滲透問題、控制制造成本及阻隔層 對管材物理性能影響最小化。


【發(fā)明內容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種復合管材及其制造方法，通過在基材表 面形成阻隔層達到介質滲透率極低的技術效果，同時制備方法簡單，制造成本低。
[0007] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種復合管材，具有一基材管，在所述基材管的內 表面和或外表面上包覆一層阻隔層；其中，所述阻隔層為表面氟化處理的熱塑性樹脂。
[0008] 在本發(fā)明一實施例中，所述熱塑性樹脂選自聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)和聚氯乙烯 (PVC)中的一種。
[0009] 在本發(fā)明一實施例中，所述聚乙烯選自低密度聚乙烯（LDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)、線性低密度聚乙烯（LLDPE)中的一種。
[0010] 在本發(fā)明一實施例中，所述阻隔層的厚度為0· Olmm?50mm。
[0011] 在本發(fā)明一實施例中，所述基材管為聚氨酯（TTO)、聚氯乙烯、橡膠中的一種或幾 種。
[0012] 在本發(fā)明一實施例中，所述復合管材還包含至少一層覆蓋層，所述覆蓋層覆設于 所述復合管材的外表面。
[0013] 在本發(fā)明一實施例中，所述覆蓋層為聚氨酯、橡膠、聚氯乙烯、聚酯纖維中的一種 或幾種混合。
[0014] 在本發(fā)明一實施例中，所述覆蓋層的厚度為0. 1?50mm。
[0015] 本發(fā)明還提供一種上述復合管材的制造方法，所述方法為：使內表面和或外表面 上包覆有一熱塑性樹脂層的基材管在氟氣氣氛中進行氟化處理，從而獲得具有一阻隔層的 復合管材；其中，所述氟化處理的溫度為20?40°C，氟化處理的時間為1?3小時，氟化處 理的壓力為〇· 〇3?〇· 〇7MPa。
[0016] 氟化處理的原理是：利用氟化劑（如氟氣（F2)、XeF2等）對聚合物進行表面氟化， 氟原子取代表面聚合物中-C-H鍵中的氫原子，生成-C-F鍵，使表面聚合物變?yōu)椴糠址?者全氟化聚合物，改變了表面性質，致密性加強，透氣率減小，防油滲增加，起到了表面覆蓋 作用，其氟化厚度一般為10?20 μ m，其化學反應式如下：
[0017] XeF2+R-C-H - R-C-F+HF+Xe
[0018] F2+R-C_H - R-C-F+HF。
[0019] 在本發(fā)明一實施例中，所述方法還可以包括以下步驟：在獲得的具有一阻隔層的 復合管材的外表面再覆蓋至少一層覆蓋層。
[0020] 需要說明的是，在上述制造方法中，可以通過任何已知的方法獲得內表面和或外 表面上包覆有一熱塑性樹脂層的基材管。在本發(fā)明一實施例中，可以通過雙模頭擠出機獲 得內表面和或外表面上包覆有一熱塑性樹脂層的基材管。同樣地，可以通過任何已知的方 法在所述具有一阻隔層的復合管材的外表面上包覆至少一層覆蓋層。在本發(fā)明一實施例 中，可以通過擠出設備，在所述具有一阻隔層的復合管材的外表面上包覆至少一層覆蓋層。
[0021] 此外，需要說明的是，如無特殊說明，本發(fā)明中所述的試劑均是有市售的產品。
[0022] 本發(fā)明的復合管材，通過對熱塑性樹脂層進行氟化處理，獲得了致密性良好的阻 隔層，有效改善了目前市面上的管材對含有易滲透易揮發(fā)介質的輸送損耗所造成的介質滲 透問題，解決了油管漏油造成的環(huán)境污染，減緩了環(huán)境壓力。同時本發(fā)明的制造方法簡單， 反應條件易于控制，制造成本低，節(jié)約設備投資，易于工業(yè)化，引入的阻隔層材料、尺寸均可 控，最大限度保持了基材的物理性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明一實施例的復合管材的結構示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明另一實施例的復合管材的結構示意圖；其中，
[0025] 10、20-基材管；11、21-阻隔層；13-覆蓋層。

【具體實施方式】
[0026] 以下結合實施例對本發(fā)明做詳細的說明，實施例旨在解釋而非限定本發(fā)明的技術 方案。
[0027] 實施例一
[0028] 在本實施例中提供一種復合管材，其結構如圖1所示。
[0029] 在本實施例中，所述復合管材以TPU為基材管10,阻隔層11為經氟化處理的 HDPE，覆蓋層13為TPU。具體制造方法如下：
[0030] (1)通過雙模頭擠出工藝擠出成型內徑為I. 6mm，厚度為0· 5mm的管材，其中，內層 材質為TPU基材管10,基材管厚度為0. 4mm，外層包覆0. Imm厚度的HDPE層；
[0031] (2)對步驟（1)的管材進行氟化處理，氟氣濃度為5%，在40°C下進行氟化反應，氟 化反應時間為1. 5小時，氟化壓力為0. 05MPa，獲得外表面具有一阻隔層11的復合管材；
[0032] (3)通過擠出設備在步驟（2)的復合管材的外表面覆蓋一層TPU覆蓋層13,厚度 為0. 6mm，獲得最終管材。
[0033] 本實施例的復合管材保持了 TPU的良好拉伸性能，透明的外觀。同時，通過氟化處 理的HDPE，獲得了優(yōu)良的阻隔性能。 申請人:對本實施例的復合管材的滲透性能做了測試，并 獲得了表1的測試數(shù)據(jù)。
[0034] 表1 :燃油滲透測試

【權利要求】
1. 一種復合管材，具有一基材管，其特征在于，在所述基材管的內表面和或外表面上包 覆一層阻隔層；其中，所述阻隔層為表面氟化處理的熱塑性樹脂。
2. 如權利要求1所述的復合管材，其特征在于，所述熱塑性樹脂選自聚乙烯、聚丙烯和 聚氯乙烯中的一種。
3. 如權利要求2所述的復合管材，其特征在于，所述聚乙烯選自低密度聚乙烯、高密度 聚乙烯、線性低密度聚乙烯中的一種。
4. 如權利要求1所述的復合管材，其特征在于，所述阻隔層的厚度為0. 01mm?50mm。
5. 如權利要求1所述的復合管材，其特征在于，所述基材管為聚氨酯、聚氯乙烯、橡膠 中的一種或幾種。
6. 如權利要求1?5中任一所述的復合管材，其特征在于，所述復合管材還包含至少一 層覆蓋層，所述覆蓋層覆設于所述復合管材的外表面。
7. 如權利要求6所述的復合管材，其特征在于，所述覆蓋層為聚氨酯、橡膠、聚氯乙烯、 聚酯纖維中的一種或幾種混合。
8. 如權利要求6所述的復合管材，其特征在于，所述覆蓋層的厚度為0. 1?50mm。
9. 一種如權利要求1所述的復合管材的制造方法，其特征在于，所述方法為：使內表面 和或外表面上包覆有一熱塑性樹脂層的基材管在氟氣氣氛中進行氟化處理，從而獲得具有 一阻隔層的復合管材；其中，所述氟化處理的溫度為20?80°C，氟化處理的時間為0. 2?3 小時，氟化處理的壓力為〇? 002?0? 2MPa。
10. 如權利要求9所述的復合管材的制造方法，其特征在于，所述方法還可以包括以下 步驟：在獲得的具有一阻隔層的復合管材的外表面再覆蓋至少一層覆蓋層。
【文檔編號】F16L11/04GK104344107SQ201410446806
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】方科, 閔翔, 崔武孝 申請人:上海塑泰新材料科技有限公司