[发明专利]带有金属夹层的PVC/CPVC复合管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合管，其被挤出成型而具有：(i)金属导管，其被夹置在(ii)内部导管与(iii)外部导管之间，内部导管或者是聚合氯乙烯(“PVC”)的导管、或者是氯化聚氯乙烯(“CPVC”)的导管，其被粘接固定到金属导管的内表面上，外部导管也是PVC或CPVC的导管，其被粘接固定到金属导管的外表面上。PVC/CPVC(简单起见称为“聚合物”)材质的内部导管和外部导管都被牢固地粘接到金属导管的内表面和外表面上，以使得该复合管件满足为CTS和IPS管所设定的标准，其中的CTS和IPS管可用作民用热水/冷水管、用在进行流体输送的工业系统中、以及用在消防洒水系统中。一定长度段的管件各个末端的环周断面(限定了管件端部的环圈表面)上装配有具有精密锥度的衬套和配件，以防止流体微滴流入到聚合物与金属之间的环形边界部中。

背景技术

复合管也被称为多层金属管，现有技术中的多个文献都已公开了这样的复合管，例如在属于Bushi等人的第6293311号美国专利(’311专利)的第一、第二页中就列举了一些这样的文献，该专利也是与本申请所公开的发明最为相关的背景文件。’311号专利公开了一种复合管，其是通过如下的方法制得的：挤出成型PVC/CPVC的内部导管；用第一层粘接剂来涂覆该内部导管；在涂覆了粘接剂的内部导管上形成金属导管，金属导管是通过如下的工艺制出的：对金属条带执行卷拔(drawndown)以使其纵长边缘之间形成小于2mm的间隙，而后对金属条带的纵长边缘执行对接焊；可选地是，对外套有金属层的内部导管进行加热，以使粘接剂活化；在金属导管的外表面上涂覆第二层粘接剂；然后在第二层粘接剂上挤出PVC/CPVC的外部导管。

’311号专利中的粘接剂是分两个阶段进行涂覆的。在卷拔制出金属导管之后，对第一层粘接剂进行加热以使其活化，从而将外套的金属导管粘接到内部的CPVC导管上，由此形成了三层结构的导管。然后涂覆第二层粘接剂(第10栏的第21-31行)。该文献建议对很多种类粘接剂中的任意粘接剂进行活化处理，但却没有提示任何具体的粘接剂。另外，说明性的实例涉及Estane58271聚氨酯-一种热塑性的、不可热活化的粘接剂。该文献没有提到如下的技术内容：在将金属条带制成导管之前，在金属条带的两侧上预先涂覆热固性的双层粘接剂，这种粘接剂是由第一底层与第二顶涂层组合到一起而形成的，该组合物被涂覆到金属条带的两侧上，并干燥固化。下文将要提到这种双层热固性粘接剂，其在下文被称为“双层粘接剂”。

’311专利涉及对金属执行卷拔以封闭“金属质中间层与底层粘接剂之间小于2.0mm的间隙”的内容，且可选地是对底层粘接剂进行加热以将其“活化”，但却没有意识到将金属条带围绕着内部导管紧密成型的重要性，紧密成型能使条带紧邻边缘之间的间隙小于0.5mm(0.020″)，优选地是小于0.25mm(0.010″)，还能在紧邻边缘的下方留出垂直的空隙，其足以防止底层的聚合物被焊接激光束点燃，优选地是，该空隙的尺寸在0.25mm(0.010″)到0.75(0.030″)，该尺寸是从金属边缘的下方垂直测得的。

文中所用的词语“管件”是指满足CTS或IPS要求的复合管，而不论其是管道还是管体。词语“导管”被用来指代挤出成型的聚合物内部管状层和外部管状层、以及夹置在它们之间的管状金属体；用于涂覆金属导管内表面与外表面的粘接剂被称为内层粘接剂和外层粘接剂。“PVC/CPVC”导管意味着该导管或者是PVC/CPVC材质的，或者是PVC与CPVC的混合材质。在复合管中，如果内部导管是PVC材质，则外部导管或者是PVC的，或者是CPVC的；如果内部导管是CPVC的，则外部导管可以是PVC的，或者是CPVC的，也就是说，各层中的聚合物可以是相同的、或者是不同的(混杂的或匹配的)。PVC与CPVC是用在本发明复合管上的主导材料。PVC与CPVC合成物中都含有适当量的其它聚合物材料-例如抗冲改性剂、加工助剂以及润滑剂。在导管的PVC或CPVC或它们混合的合成物中，PVC或CPVC的重量组分应当大于50％，优选地是大于70％，更为优选地是大于80％。