【发明授权】多层管及其制造方法_韦文有限公司_201680050039.1 

申请/专利权人:韦文有限公司

申请日:2016-07-06

发明/设计人:M·利马尔;D·科尔贝克

公开(公告)日:2021-01-12

代理机构:中国贸促会专利商标事务所有限公司

公开(公告)号:CN107921755B

代理人:夏正东

主分类号:B32B27/08(20060101)

地址:荷兰兹沃勒

分类号:B32B27/08(20060101);F16L9/12(20060101);B32B27/18(20060101);B32B27/32(20060101);B32B27/34(20060101);B32B1/08(20060101)

优先权:["20150714 NL 1041400"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.01.12#授权;2018.07.06#实质审查的生效;2018.04.17#公开

摘要:本发明涉及多层管,其包含内部基础层1以及外部层2,内部基础层1以及外部层2包含聚丙烯,以及以矿物纤维增强以及位于内部基础层1和外部层2之间的增强层3,6,其中在内部基础层1以及外部层2之间该管的至少一层是包含聚酰胺的阻隔层3。

主权项:1.多层管,其包含:内部基础层1以及外部层2,内部基础层1以及外部层2包含聚丙烯,以及以矿物纤维增强以及位于内部基础层1和外部层2之间的增强层,其中位于在内部基础层1与外部层2之间该管的至少一层是包含聚酰胺的阻隔层,和增强层与阻隔层相同或不同。

全文数据:多层管及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种多层管及其制造方法。特别地,本发明涉及一种例如在加热,冷却或供水系统中用于运输热或冷流体的多层管。[0002]多层管已经广泛地取代了以前常用于建筑行业的单层金属或塑料管。通过组合不同层的有利特性,例如,特殊的刚性,耐腐蚀性和或有效的可制造性,它们可以胜过单层管道。[0003]EP2602103Al公开了一种多层管,其包括内部基础层和包含聚丙烯的外部层,以及位于内部基础层和外部层之间并用矿物纤维增强的增强层。增强层为管道提供强度,结构完整性和耐温性。[0004]与此无关地,已经开发了包括适于阻隔流体如空气或湿气通过的阻隔层的多层管。常用的阻隔层包含铝或EV0H。阻隔层可以保护在管道中输送的流体免受其他流体的影响,例如扩散到管道中的污染物。[0005]具有高强度和耐高温性以及显示额外的阻隔性能的管道将是理想的。然而,当试图制造同时显示增强和阻隔性能的多层管时遇到问题,例如,通过将包括增强层的上述管与另外的阻隔层组合,管的焊接性能和机械性能恶化。例如,阻隔层中的添加剂可以在焊接过程中与聚丙烯混合。这种混合趋于减少管道的寿命。另外,添加阻隔层可能需要增厚包含矿物纤维的增强层,以便保持具有耐高温性和刚度的均衡表现的管道。然而,具有较厚增强层的较厚管具有比没有阻隔层的前述管更脆的趋势。鉴于此,既显示阻隔性又显示增强性的多层管仍然可以改进。[0006]因此,本发明的目的在于提供一种具有良好的刚性和耐久性的多层管,但是其也提供了足够的阻隔效果且不会变得太脆。发明内容[0007]本发明由以下独立权利要求限定。从属权利要求涉及可选特征和优选实施方案。[0008]根据本发明的多层管包括内部基础层和外部层,内部基础层和外部层包含聚丙烯。所述管还包括增强层,所述增强层被矿物纤维增强并且位于所述内部基础层和所述外部层之间。此外,管还包括位于内部基础层和外部层之间的至少一个层,其是包含聚酰胺的阻隔层。由此阻隔层可以与增强层重合,或者阻隔层和增强层可以作为单独的层提供。[0009]贯穿本公开内容,术语〃聚丙烯〃应被解释为指广义上的任何类型的聚丙烯,因此包括聚丙烯均聚物,聚丙烯无规共聚物,例如具有改变结晶性的聚丙烯无规共聚物PPR,聚丙烯嵌段共聚物和或者包括被分类为"聚丙烯无规结晶度温度"PPRCT类型的一种或几种材料,或者这些变体中的任何一种的混合物,只要该解释不与说明书特定章节的特定上下文相冲突。此外,基础层和或外部层可以是包含符合ENISO15874或DIN8077的材料的层。[0010]无论是组合还是两个独立的层,阻隔层和增强层的组合存在都提供了所需的阻隔效果,遮蔽了从外部输送到管道内部的流体,例如从诸如存在于管道周围环境中的空气和或湿气,以及刚度,耐久性,耐热性和高冲击强度。在管中包含作为添加剂的聚酰胺的阻隔层与矿物纤维增强物的特定组合使得将矿物纤维层的厚度增加到使管变脆的程度的需求得到抑制。[0011]这些优点可以至少部分归因于以下事实:包含聚酰胺的阻隔层比其它阻隔层更具刚性。包含聚酰胺的阻隔层也更能抵抗焊接过程中发生的收缩效应。优点还可以进一步至少部分归因于将聚酰胺阻隔层与包括矿物纤维的增强层结合的优点。其原因在于,即使存在阻隔层,矿物纤维也可以足够密集地分布在其层中,以避免增强层厚度的整体增加。具体而言,如果增强层的厚度增加,多层管可能变得太脆,而与层中存在的纤维的密度无关。换句话说,由于增强层厚度的增加导致的管的脆性不能通过同时降低层中纤维的密度来补救。本发明通过选择增强层和阻隔层的特定组合,即通过选择矿物纤维增强层和聚酰胺阻隔层来克服该障碍。[0012]因此,根据本发明的多层管将有利的阻隔性能与管道的期望的硬度和寿命相结合。作为有利的副带结果,在执行焊接步骤之前,管道不需要在焊接区域附近剥离管道的外部部分,而是使用已知的焊接工艺例如多恪融polyfusion焊接来焊接管道。[0013]具体而言,本发明的多层管与已知的包含阻隔层的管相比,在焊接部分附近也不易发生品质劣化。[0014]矿物纤维在至少一个增强层中的存在通常降低了阻隔层对热膨胀的亲和力并且促进了高冲击强度。通过这种方式,不仅在焊接区域,而且在整个管道中,可以进一步改善阻隔层对于不同环境条件,特别是非常高、低或变化的温度的耐受性。另外,冲击强度的降低允许提高通过多层管道输送的流体的最大压力,而且还提供了使用紧凑的,节省空间设计的管道的可能性。因此管道结构可以保持在紧凑的建筑空间中,从而有助于现代和紧凑的节省空间的建筑技术。[0015]此外,尤其由于聚丙烯的存在,内部基础层和外部层都促进了管道的刚性和寿命提高。聚丙烯的结晶度低于例如高密度聚乙烯HDPE的结晶度以及(内部和外部聚丙烯层的脆性比聚乙烯层低,因此降低了管道中形成裂纹的风险并提升了管道的寿命。[0016]进一步有利的是,包含聚丙烯的外部层改进了刚性并保护阻隔层。这意味着阻隔层的化学和机械性能较少受环境条件的影响或至少较缓慢地受环境条件的影响。[0017]PPRPPRCT外部层和或基础层可以显示高结晶度,并因此为管提供改进的耐压性。同时,PPRPPRCT层具有较轻的重量,因此相对于最大合适的流体输送压力水平允许多层管的直径减小。PPRPPRCT层可以经济有效地制造和加工制造可以例如包括使用高挤出速度),因此它们的使用促进了整个管道的制造成本的降低。另外,基础层和或外部层表现出低程度的脆性。其原因可能在于存在高含量的β-成核晶体,从而实现优异的缓慢裂纹生长特性或由于共聚物本身的不同分子结构。[0018]包含在阻隔层中的聚酰胺优选为低熔点聚酰胺。聚酰胺可以选自聚己内酰胺ΡΑ6,其共聚物,ΡΑ66和ΡΑ66共聚物。然而,阻隔层也可以包括这些材料的任何组合。另外,本发明包括其中阻隔层由这些聚酰胺的任何一种或组合组成的实施方案。[0019]ΡΑ6,ΡΑ6共聚物,ΡΑ66或ΡΑ66共聚物为阻隔层提供了特别高的刚性,并进一步改善了整体管道刚性。它们还显示出色的吸收性能,由此防止大量的任何流体如水分从管道内部泄漏到周围,反之亦然。ΡΑ6目前被认为是最优选的,因为它在性能和材料成本方面提供了出色的折衷。[0020]优选地,增强层中的矿物纤维选自玄武岩纤维,碳纤维和玻璃纤维(如E-玻璃纤维或其任何组合。拉伸强度在3〜5.5GPa,优选3.5〜4.9GPa范围内的其它矿物纤维可以替代地或附加地用于增强增强层。类似地,优选使用弹性模量在75和240GPA之间的替代或附加纤维,以及纤维密度优选为1.75-2.75gcm3,因为这样的密度产生整个管的合适的重量密度,帮助管道的现场易操作性,例如,当在施工现场将管道焊接在一起时,或者当在整修工程期间更换管道时。[0021]当增强层包含相对于增强层重量的重量含量为10-15重量%的矿物纤维时是优选的。进一步优选为11-15重量%,最优选为11〜13重量%的重量含量。这些重量含量范围最大化了增强层的上述有益效果。[0022]当增强层的厚度在管道总厚度的25-40%的范围内时也是优选的。较高的厚度可能导致不希望的管道脆性水平,而较低的厚度可能会使管道的热膨胀性能变差。甚至更优选30-35%,尤其是31-34%的厚度范围。这些提到的范围以从一般到更优选范围的增加的方式提供了抗脆性和促进良好的热膨胀性质之间的出色折衷。[0023]当矿物纤维是玄武岩纤维时,纤维的体积优选为管总体积的4-6%,甚至更优选为4.5-5.5%。同样,当矿物纤维是玻璃纤维时,纤维的体积优选为管总体积的6-8%,甚至更优选为6.5-7.5%。已经发现这些范围对于避免管道增厚的需要是特别有用的。因此,可以减小管的脆性,同时确保高的刚性,耐温性和冲击强度。[0024]矿物纤维进一步优选具有7-20微米的直径,更优选10-13微米的直径。另外或与此无关的是,矿物纤维的平均长度优选为100-3000微米,优选400-2000微米。这些直径范围和长度尤其促进了管道良好的可焊性,而不损害阻隔层的完整性,特别是在焊接区域附近。此夕卜,阻隔层和至少一个层的增强的效果相互很好互补。与使用例如较短纤维相反,当使用具有优选直径和长度的矿物纤维时,这些互补作用更强,原因在于纤维长度和直径适合于阻隔层中使用的聚酰胺的性质而促进遮蔽效果。[0025]根据本发明的优选实施方案,所述至少一个增强层是阻隔层,即增强矿物纤维被设置在阻隔层中。这导致了有利的复合配混物概念,因为包含聚酰胺和矿物纤维例如玄武岩纤维)的配混材料可以混合这些化合物。[0026]根据另一个优选的实施方案,所述至少一个增强层位于所述内部基础层和所述阻隔层之间或者外部层和阻隔层之间。这些构造是有利的,因为这是成本特别有利的并且容易分开地实现阻隔层和增强层,并且当在阻隔层附近并且可能甚至邻近提供增强层时,阻隔层和增强层的补偿效果之间的相互作用仍然保持强。包括径向位于增强层内侧的阻隔层的实施方案是进一步有利的,因为增强层额外保护阻隔层,使得聚酰胺与聚丙烯混合的机会进一步降低。[0027]本发明还包括这样的实施方案,除了上面讨论的增强层之外,一个或者甚至两个附加层径向位于阻隔层的内侧或外侧是增强的增强层。[0028]优选地,增强层包含优选用玄武岩纤维增强的聚丙烯无规共聚物PPR和或"聚丙烯无规结晶度温度"PPRCT类别的一种或多种材料。[0029]增强层提供良好的抗热膨胀性,因此能够在宽的温度范围内以及在暴露于甚至强烈变化的温度期间使用多层管,而不会受到降解影响。[0030]多层管还可以包括位于阻隔层和外部层之间的外部粘合层,其适于促进阻隔层和外部层之间的粘合剂粘合。作为对此的替代或附加,多层管可以包括位于基础层和阻隔层之间的内部粘合层。由此,内部粘合层和或外部粘合层优选位于阻隔层附近。[0031]优选地,内部和或外部粘合层包含采用马来酸酐接枝的聚丙烯共聚物。特别是由于马来酸酐和邻近的聚丙烯和聚酰胺之间的特定相互作用,相应的粘合层,特别是当用马来酸酐接枝时,提供有效的粘合。[0032]阻隔层可以进一步包含纳米填料,例如硅灰石或蒙脱石。它们的重量含量优选限制在6至17%,甚至更优选8至15%,或者甚至10至13%的重量含量范围内。由于纳米填料的存在,额外促进了可焊性,并且它们的存在还促进了管道的热膨胀和其冲击强度的降低。[0033]也可以用矿物纤维例如玄武岩,碳和或玻璃纤维来增强多层管的其它层中的任何一层,例如基础层或外部层(最外部层,取决于层的总数),和这同样适用于基础层,外部层,粘合层或增强层。这使得促进这些另外的层的热膨胀降低以及冲击强度改善。[0034]优选地,内部基础层和或外部层由聚丙烯,优选聚丙烯共聚物,PPR或PPRCT制成。如果基础层包含以下化合物中的任何一种,则是特别有利的:聚偏二氟乙烯PVDF,聚偏二氯乙烯PVdC,聚苯硫醚PPS或聚苯砜PPSF或PPSU。这些化合物中的任何一种或其组合增加了层和因此整个管的温度和耐化学性。基础层也可以由PVDF,PVDC,PPS或PPSUPPSF中的任何一种组成。[0035]多层管的一个具体实施方案仅由沿管径向由内向外按以下次序排列的三个层构成:内部基础层,增强的阻隔层和外部层。这样的管道是有利的,因为它可以低成本地制造,因为要形成的层数保持较低,并且可以节省用于例如额外的粘合剂等的成本。然而,根据本发明的三层管提供了阻隔效果,良好可焊性,抵抗焊接区附近的阻隔性劣化,热膨胀系数小,刚性,抗裂纹形成和寿命的良好平衡。[0036]管的另一个优选实施方案由沿管径向由内向外按以下次序排列的四个层构成:内部基础层,增强层,阻隔层和外部层;或内部基础层,阻隔层,增强层和外部层。以这种方式,实现了可成本高效制造管道,该管道呈现出与三层管道类似的上述有利效果,其中阻隔层和增强层可以独立制造。[0037]另外,优选五层管,其由沿管径方向由内向外按以下次序排列的五个层构成:内部基础层,内部粘合层,增强阻隔层,外部粘合层,外部层。该管道具有优异的刚度,阻隔性能,热膨胀性能和抗裂性能,同时确保管道的非常强的粘结结构,从而进一步提高管道的寿命。[0038]本发明的另一个优选实施方案包括六层管,该六层管由沿管径方向由内向外按以下次序排列的的六个层构成:内部基础层,增强层,内部粘合层,阻隔层,外部粘合层和外部层;或内部基础层,内部粘合层,阻隔层,外部粘合层,增强层和外部层。[0039]根据本发明的六层管提供了在阻隔效应、降低的热膨胀、刚度、防止裂纹、制造容易且成本高效,模塑阶段抗收缩效应、在极端环境温度下和或湿度条件或强烈变化的环境条件的使用适用性的限定的平衡,其中热膨胀性能被特别有效地降低,阻隔性能大大增强,并且六层管表现出显著低的脆性。[0040]然而,作为前面讨论的实施方案中的任何一个的补充,本发明的多层管可以包括位于内部基础层的径向外侧的包括聚乙烯或由聚乙烯组成的额外的外部层。这种额外的外部层在户外安装时可防止紫外线辐射。[0041]除此之外或作为另外一种选择,所述管还可以包括另外的内部内衬层,所述内部内衬层包括选自由PVDF,PPS,PPSU或其任何组合组成的组中的任何材料或由其组成。该层进一步保护管道免受侵蚀性化学物质或氧化剂如二氧化氯的侵蚀,并进一步提高管道的耐温性。[0042]本发明还涉及根据上述任一个实施方案的多层管的形成制造方法,与管有关的结构或其组合,其中所述方法包括挤出,注塑和或吹塑。以这种方式,可以使用惯用技术形成各方面均衡的多层管,从而根据待形成的多层管的期望特性允许工艺参数的大范围微调。[0043]优选地,该方法包括通过氨基硅烷化学处理矿物纤维以粘附到诸如PP和PPR等聚合物的步骤。[0044]从以下对优选实施方案的公开中,本发明的其他优点和特征将变得显而易见上述优点和特征可以单独实现或者与上面讨论的一个或多个特征相结合,只要特征不相互矛盾。[0045]参照附图给出说明,其中:附图说明[0046]图1描述了根据本发明的一个实施方案的三层管配置。[0047]图2描述了根据本发明的一个实施方案的五层管配置。[0048]图3A描述了根据本发明的一个实施方案的四层管配置。[0049]图3B描述了根据本发明的一个实施方案的四层管配置。[0050]图4A描述了根据本发明的一个实施方案的六层管配置。[0051]图4B描述了根据本发明的一个实施方案的六层管配置。[0052]发明详述[0053]图1描述了具有三层管道构造的本发明的优选实施方案。该管包括内部基础层1,外部层2以及也是增强层的阻隔层3。[0054]基础层1和外部层2均包含聚丙烯无规共聚物PPR。然而,这些实施方案的变体可替代地或额外地在广义上包含不同的聚丙烯,例如分类为"聚丙烯无规结晶度温度〃PPRCT类型的一种或多种材料。[0055]阻隔层3包含聚丙烯和聚酰胺PA6,并且相对于阻隔层3用重量含量约13重量%的玄武岩纤维增强。玄武岩纤维具有约11-12微米的直径和约1150-12500微米的平均长度。阻隔层3的厚度约为管道总厚度的28%,和玄武岩纤维的总体积约为整个管道总体积的5%。[0056]增强阻隔层3优于非增强的阻隔层,因为其特别提高了管道焊接部分的抗收缩效果的能力。特别地,阻隔层3中的玄武岩纤维的存在补偿了聚酰胺,换言之在焊接部分中,出现收缩效应的敏感性。[0057]当聚酰胺和玄武岩纤维混合在复合化合物层中时,两种组分之间的协同作用在本实施方案中特别显著。[0058]因此,图1所示的管道显示出有利的焊接性能,并且由于阻隔层3而提供了有效的遮蔽效果,特别是在焊接区域附近严重劣化的情况下遮蔽效果变差的风险着实减小。尤其是,可能促进收缩效应的热膨胀力均匀地分布在管道的较大区域。因此管道的阻隔效应可以在整个区域保持完整。由于增强的阻隔层3中聚酰胺和玄武岩纤维之间发生的协同作用,促进收缩效果的力被有效地平衡。[0059]玄武岩纤维的存在总体也降低了阻隔层3对热膨胀的关联性,并且提高了管的冲击强度。这样,不仅在焊接区域,而且在整个管道中,可以进一步改善阻隔层对于变化的环境条件,特别是非常高,低或变化的温度耐受性。此外,冲击强度的降低允许提高通过多层管道输送的流体的最大压力,而且与现有技术中已知的管道相比,还可以使用更小的管道,用于涉及最大压力相同要求的类似应用。通过这种方式,管道结构可以维持在更紧凑的结构空间中,从而有助于现代和紧凑的节省空间的建筑技术。[0060]图2所示的本发明的实施方案还包括增强的阻隔层3,其包含聚丙烯,作为聚酰胺的PA6以及玄武岩纤维,其重量含量为约13-14重量%。阻隔层3的厚度约为管道总厚度的30%。玄武岩纤维的体积约占管道总体积的5%。这种管子的有利特性与前面关于前面实施方案所说明的那些特性相似,因此不再对所有的优点进行解释。参考前面的解释。[0061]另外,图2的实施方案包括位于内部基础层1和阻隔层3之间的内部粘合层4,以及位于阻隔层3和外部层2之间的外部粘合层5。内部粘合层4和外部粘合层5均包含用马来酸酐接枝的聚丙烯共聚物。[0062]粘合层4,5分别促进阻隔层3与内部层和外部层1,2之间的强粘合剂粘合。[0063]此外,图2的管子防止在管子的焊接部分发生收缩效应。阻隔层中的玄武岩纤维弥补了阻隔层对收缩效应的敏感性。尽管如此,五层管也可以经济地制造,同时通过阻隔层3提供遮蔽效果。由于纤维增强,所述阻隔层3不容易在管道的焊接部分附近显示任何形式的泄漏。因此,可能导致已知管道中的收缩效应的力分布在更大的区域也在阻隔层3中),从而保持管道在整个区域的阻隔效果完好无损。[0064]图2的五层管是特别有利的,因为它表现出优良的刚度和阻隔性能,热膨胀性能和抗裂性能,同时确保了管道非常牢固的内聚结构,从而进一步提高了管道的寿命。这种高质量的管道对于在高质量建筑中的使用是特别有利的。[0065]本申请的图3A和3B描述了由四层管构造组成的本发明的实施方案。[0066]图3A和图3B的管道的有利特性类似于关于之前的实施方案所解释的那些,由此并非所有的优点将被重新解释,并且参考前面的解释。[0067]图3A中描绘的管道由从内向外沿管径向方向依次排列的四层构成:内部基础层1,增强层6,阻隔层3和外侧层2。[0068]内部基础层1和外部层2设置为类似于图1和2所示的实施方案的情况。阻隔层3包含聚丙烯和聚酰胺PA6。此实施方案的增强层6包含聚丙烯并且用重量含量为约10.5重量%的玄武岩纤维增强,玄武岩纤维具有约11-12微米的平均直径和约1100-1300微米的平均长度。阻隔层3的厚度约为管道总厚度的31%。玄武岩纤维的体积约占管道总体积的5%。[0069]图3A和3B所示的构造之间的区别在于,阻隔层3和增强层6的顺序在管的径向方向上相反。换句话说,图3B所示的管道,由以下内径方向由内向外依次排列的4层构成:内部基础层1,增强层6,阻隔层3,外部层2。[0070]图3A和3B构造是特别有利的,因为阻隔层3和增强层6独立形成是成本有效的。然而,阻隔层3和增强层6的补偿效应之间的相互作用是强烈的。[0071]本申请的图4A和图4B描述了六层管构造组成的本发明的实施方案。[0072]图4A和4B的管道的有利特性类似于关于前面的实施方案所解释的那些,所以并不是所有的优点都将被再次解释。参考前面的解释。[0073]图4A和图4B所示的构造之间的区别在于,4A和4B是阻隔层3和增强层6在管的径向方向上的顺序相反。[0074]图4A的管道沿管的径向由内向外由以下依次排列的六个层构成:内部基础层1,内部粘合层4,阻隔层3,外部粘合层5,增强层6,和外部层2。[0075]图4B的管道沿管的径向由以下内向外依次排列的六个层构成:内部基础层1,增强层6,内部粘合层4,阻隔层3,外部粘合层5,和外部层2。此构造具有另外的优点,即径向外部的增强层6额外保护阻隔层3。这进一步降低了聚酰胺在焊接过程中与聚丙烯混合的机会。[0076]在图4A和4B二者的管道中,阻隔层3包含聚丙烯和聚酰胺PA6。其中的增强层6包括聚丙烯并且用相对于增强层6整体重量含量为约12重量%的玄武岩纤维增强,玄武岩纤维的平均直径为约11-12微米和平均长度约1100-1300微米。阻隔层3的厚度约为管道总厚度的37%,玄武岩纤维的体积约为管道总体积的5%。[0077]图4A和图4B描绘的管道在阻隔效果,良好的可焊性而不需要剥离外部层的一部分,良好的热膨胀性能,刚性,防裂纹,易于和成本高效的可制造性,提供在模制部分中的收缩效果在极端的环境温度和或湿度条件或强烈变化的环境条件下使用的适用性方面提供良好的平衡,其中热膨胀性能被特别有效地降低,并且阻隔性能显著提高。另外,六层管表现出非常低的脆性。[0078]已经进行以下测试。使用六层实施方案,其中氧气阻隔符合标准DIN4726IS021003渗透率低于3.6mgm2天)。这些测试表明,与现有技术已知的单层管相比,根据本发明的管显示热膨胀系数低约三倍。具体而言,使用具有10%至30%的玄武岩纤维填料水平的管子在25°C和80°C温度范围之间的纵向热膨胀系数为约3·HT5至6.5·lT5mmmm°C。[0079]对于六层管实施方案和对于没有阻隔层的三层玄武岩纤维填充管进行了根据标准IS01167在4.3MPa95°C下的压力性能的标准测试。考虑损坏前的小时数,本发明的六层管道维持预定压力性能的时间可以长约10%。[0080]在中央供暖设备中,将六层实施方案的刚度和冲击强度与没有阻隔层的玄武岩填充管和具有EVOH氧气阻隔层的六层玄武岩填充管进行比较。本发明的六层管的刚度高约40%。相对于没有阻隔层的玄武岩填充管冲击强度增加约70%,和相对于具有EVOH氧气阻隔层的六层玄武岩填充管冲击强度增加约90%。[0081]此外,对于包括14%玄武岩纤维的本发明的六层管和对于使用H50作为测试的EVOH阻隔层的六层玄武岩填充管,按规范EN1411中描述,在TC下进行测量冲击强度(以焦耳为单位):[0083]另外,使用满足标准IS017455的方法测量它们的渗透率似mgm2天度量)[0085]最后,使用符合标准IS01167的方法测量它们的压力性能(测量损坏前的小时数;在95°C下的环向应力4.3MPa,平均每根管10个样品:[0088]根据本发明图1至4B的管道的每一个实施方案,使用注塑成型制造,并且玄武岩纤维在每种情况下都通过氨基硅烷进行化学处理以促进玄武岩纤维与聚丙烯的良好粘附。在阻隔层是增强层的实施方案的情况下,玄武岩纤维和PA6之间也可以实现良好粘附。[0089]尽管在图1至图4B所示的实施方案中,全部包括用于使增强层增强的玄武岩纤维,但是应当理解的是,也可以使用其他矿物纤维例如碳纤维,玻璃纤维或这些纤维的混合物来增强这些实施方案变体中的增强层。然而,玻璃纤维是优选的,并且玄武岩纤维因为它们的特定材料特性如拉伸强度,可加工性和制造步骤中涉及的成本而特别优选。[0090]尽管在图1-4B中,仅仅包括玄武岩纤维作为增强纤维,应该理解,这些实施方案的变体其另外包含纳米填料,例如硅灰石或蒙脱石,是可以实现的。由于存在纳米填料,进一步促进焊接性,抵抗焊接区附近的收缩效应的阻力并因此防止阻隔效应恶化,并且还进一步促进了管的热膨胀的减小和其冲击强度改善。[0091]虽然图1-4B中所描绘的实施方案的内部基础层和外部层,包含PPR,本领域技术人员将容易想到这样的变化,其中两层中的任何一个替代地或额外地包含:聚偏二氟乙烯PVDF,聚偏二氯乙烯PVdC,聚苯硫醚PPS或聚苯砜PPSF或PPSU。这些化合物中的任何一种或其组合增加了层的温度和耐化学性,从而增加了整个管的耐化学性。[0092]许多附加的变化和修改是可能的并且被理解为落入本发明的框架内。

权利要求:1.多层管,其包含:内部基础层⑴以及外部层2,内部基础层⑴以及外部层⑵包含聚丙烯,以及以矿物纤维增强以及位于内部基础层⑴和外部层⑵之间的增强层3,6,其中位于在内部基础层(1与外部层(2之间该管的至少一层是包含聚酰胺的阻隔层⑶。2.权利要求1的多层管,其中该阻隔层3中的聚酰胺是聚己内酰胺PA6或者它的共聚物。3.权利要求1或者2的多层管,其中该矿物纤维选自玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维或者其任何组合。4.前述权利要求任一项的多层管,其中该矿物纤维形成增强层3,6的10-15wt%的重量含量。5.前述权利要求任一项的多层管,其中增强层厚度占该管总厚度的25-40%。6.前述权利要求任一项的多层管,其中矿物纤维是玄武岩纤维以及该纤维体积占整个管体积的4-6%。7.前述权利要求任一项的多层管,其中矿物纤维是玻璃纤维以及该纤维体积占整个管体积的6-8%。8.前述权利要求任一项的多层管,其中矿物纤维具有7-20微米的直径。9.前述权利要求任一项的多层管,其中矿物纤维具有100-3000微米的平均长度。10.前述权利要求任一项的多层管,其中阻挡层⑶是增强层。11.前述权利要求1-9中任一项的多层管,其中增强层6位于阻隔层3和外部层(2之间或者位于内部基础层⑴和阻隔层⑶之间。12.前述权利要求任一项的多层管,其中增强层3,6包含聚丙烯。13.前述权利要求任一项的多层管,包含在该管的径向上位于阻隔层3的内侧,以及优选与阻隔层⑶邻接的另外内部粘合层⑷,和或包含在该管的径向上位于阻隔层⑶的外侧,以及优选与阻隔层3邻接的另外外部粘合层5。14.前述权利要求任一项的多层管,其中内部基础层(1和或外部层2用聚丙烯共聚物、PPR或PPRCT制成。15.前述权利要求任一项的多层管,其中阻隔层(3包含纳米填料,优选硅灰石或者蒙脱石。16.前述权利要求任一项的多层管,其中内部基础层(1包含选自PVDF、PVDC、PPS以及PPSU的任何原料,或者包含这些原料的任何组合。17.前述权利要求任一项的多层管,包含另外的外部层,该另外的外部层包含聚乙烯以及沿径向位于外部层⑵的外侧。18.前述权利要求任一项的多层管,包含另外的内衬层,该另外的内衬层沿径向位于内部基础层(1的内侧并且包含选自PVDF、PPSF、PPSU及其任何组合的原料。19.前述权利要求任一项的多层管,由在该管的径向上从内部到外部采用以下顺序排列的三个层组成:内部基础层(1、阻隔层3以及外部层2。20.权利要求1-18中任一项的多层管,由在该管的径向上从内部到外部采用以下顺序排列的四个层组成:内部基础层(1、增强层6、阻隔层(3以及外部层2;或者内部基础层(I、阻隔层3,增强层6、以及外部层2。21.权利要求1-18中任一项的多层管,由在该管的径向上从内部到外部采用以下顺序排列的六个层组成:内部基础层(1、增强层6、内部粘合层4、阻隔层(3、外部粘合层5以及外部层6;或者内部基础层(1、内部粘合层4、阻隔层3、外部粘合层5、增强层6、以及外部层2。22.形成前述权利要求任一项的多层管的方法,该方法包括挤出模塑、注塑和或吹塑。23.形成前述权利要求任一项的多层管的方法,其中该矿物纤维通过氨基硅烷化学处理。

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