[发明专利]多层共挤出管道

说明书

发明领域

本发明涉及多层共挤出的管道，所述管道包括两个或更多个半芳族半结晶聚酰胺层。

发明背景

由于它们的力学特性和耐化学品性，聚酰胺为用于许多要求高的应用中有吸引力的材料。许多这些应用涉及在高温下使用。例如，用于机动车引擎隔室，如导管、风扇和挡风圈、集合管、管子等需要在高温下操作的部件。在所有这些应用中，希望所述结构和部件在高温下保持它们的力学特性，如硬度、强度和蠕变阻力。

半结晶聚合物随着温度在特性上的变化由其玻璃化转变温度所控制。当分子经历从玻璃态过渡到粘流态时，这为聚合物分子构造的温度特征。聚合物在玻璃态展示的力学特性，如硬度和强度一般显著地比在粘流态时的那些高。

在高温下，聚合物链段的热氧化降解的速率更高，导致力学特性以更快的速率丧失。所述降解导致任何暴露于空气的表面发生表面脆化。由于外部的弯曲和挠曲负载通常在所述表面提供高应力集中的上升，表面脆化在所述管材的物理特性上具有严重的后果。

延迟聚酰胺氧化降解的一个常见方法将是以低含量使用热稳定剂，分散在整个聚合物基质中。用于聚酰胺的热氧化稳定剂一般分为三类：(i)基于芳族胺的有机稳定剂，(ii)基于有时与磷基化合物组合的受阻酚的有机稳定剂，和(iii)基于铜和卤素化合物的无机稳定剂。由所述有机稳定剂于趋于挥发或分解，它们通常不适于掺入到需要在接近300℃或更高的温度下加工的聚酰胺。铜基无机稳定剂也是不适宜的，因为它们在这些高温下导致降解反应。在诸如挤出、吹塑、浇铸、吹膜等涉及将所述聚合物熔融暴露于空气条件下的方法尤其如此。

美国专利5,219,003公开了具有低温抗冲击性的管道，所述管道适用于传输机动车辆引擎燃料，并且包括由至少两种彼此相容的聚酰胺制成的三层。内层和外层含有抗冲击改性剂而中间层基本上不含。

美国专利7,122,255公开了多层聚酰胺复合材料制品，所述制品包括至少包含脂族和半芳族聚酰胺的三层，并且这能够更好地在高温下且经过长时间保持其力学特性。包含脂族聚酰胺的层可任选地含有氧化稳定剂。所述制品可呈结合到换热器的导管形式。

需要由聚酰胺加工的管道，其在高应用温度下同时提供改善的力学特性保持和对热降解的稳定性。此外，具有在组成上以及通过导管厚度的物理特性变化的导管可能是有用的并通过共挤出工艺获得。然而，在共挤出工艺中具有广泛不同的热特性的各种聚合物组合物所需的在热加工上的变化导致显著的生产问题。

本发明的目标是提供多层共挤出的包括多层聚酰胺的管道和用于制造这些制品的方法，使得与掺入通常可获得的热稳定剂至聚酰胺、在高应用温度下保持所述管道的力学特性、以及共挤出的管道的制造问题相关联的问题同时解决。

发明内容

本文公开且受权利要求书保护的多层共挤出的管道，所述管道包括

A)外层，所述外层包含第一聚合物组合物，所述第一聚合物组合物包含第一半芳族半结晶聚酰胺和铜热稳定剂，所述第一半芳族半结晶聚酰胺基本上由以下组成

a)至少一种衍生自选自以下的单体的重复单元：

(i)具有8至20个碳原子的芳族二元羧酸和至少一种具有6至12个碳原子的脂族二胺，和

b)至少一种衍生自选自以下一种或多种单体的重复单元：

(ii)至少一种具有10至14个碳原子的脂族二元羧酸和至少一种具有6至12个碳原子的脂族二胺，和

(iii)至少一种具有6至20个碳原子的内酰胺和/或氨基羧酸；和

B)内层，所述内层包含第二聚合物组合物，所述第二聚合物组合物包含第二半芳族半结晶聚酰胺；

其中所述第一半芳族半结晶聚酰胺具有约240℃至280℃的熔融温度；并且所述第二半芳族半结晶聚酰胺具有等于或大于100℃的玻璃化转变，如使用ISO-6721-3方法用动态力学分析测量。

发明详述