具有稳定流速的柔性管道及其制造和使用方法技术

本公开整体涉及柔性管道，例如，适用于蠕动泵的柔性管道。本公开更具体地涉及尽管由热塑性聚合物挤压出但具有稳定流速的柔性管道以及制造此类管道的方法。在一个方面，本公开的柔性管道的所述材料体积的至少50％由第一聚合物材料形成，所述第一聚合物材料包含：连续相，所述连续相包含聚丙烯和能够与所述聚丙烯相混溶的非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体；以及分散在所述连续相内(例如，不连续地分散在所述连续相内)的交联橡胶相。所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在所述第一聚合物材料中以在2wt％至15wt％的范围内的量存在。在本文所述的所述柔性管道的某些期望实施例中，所述柔性管道在480小时内的使用中具有小于20％的流速变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有稳定流速的柔性管道及其制造和使用方法
本公开整体涉及柔性管道，例如，适用于蠕动泵的柔性管道。本公开更具体地涉及尽管由热塑性聚合物挤压出但具有稳定流速的柔性管道以及制造此类管道的方法。
技术介绍
诸如蠕动泵之类的泵通常用于向多种工艺提供各种流体。柔性管道通常与这种泵结合使用。弹性体通常用作这种柔性管道的基础材料，因为它们可以通过挤压加工以提供实际上任何所需长度的管道，并且它们足够柔韧以提供可以根据需要布线并由蠕动泵的辊子压缩的管道。例如，一种用于柔性管道的常规聚合物材料是热塑性弹性体，其包括两相：连续聚丙烯相和分散在连续聚丙烯相中的交联橡胶相。例如，这些材料在化学品的计量输送过程中特别有用。然而，本专利技术人已经确定由这种材料制成的管道具有一个重要的缺点：通过这种柔性管道(例如，在蠕动泵中)泵送的流体的流速随时间而变化(即，在其他相同的泵送条件下)。本专利技术人已经确定，在安装的最初几天内，流速可以下降多达30％。这种不一致的流速会使使用所输送的化学品的过程大为复杂化，尤其是在过程严重依赖于所提供的化学品数量的情况下。这在通过管道分发清洁溶液的应用中尤其重要，因为这可能意味着清洁的最终产品和不卫生的脏污最终产品之间的区别。需要的是具有稳定流速的柔性管道材料，尤其是在安装后的最初几天内。专利技术摘要在一个方面，本公开提供了具有环形横截面的一定长度的柔性管道，该环形横截面具有内表面、外表面、内径和外径，该环形横截面定义了该管道的壁厚，其中管道的材料体积的至少50％(例如，至少70％、至少80％或至少90％)由第一聚合物材料形成，该第一聚合物材料包括包含聚丙烯的连续相和能够与聚丙烯相混溶的非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体；和分散在连续相内的交联橡胶相(例如，不连续地分散在连续相内)，其中非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在第一聚合物材料中以在2wt％至15wt％的范围内的量存在。在如本文所述的柔性管道的某些期望实施例中，一定长度的柔性管道在480小时内的流速变化小于20％，例如小于15％，或者甚至小于10％。在另一方面，本公开提供了如本文另外描述的一定长度的柔性管道，其中第一聚合物原料的制造方法包括：提供聚合物原料，该聚合物原料包括包含聚丙烯(例如半结晶聚丙烯)的连续相；和分散在连续相中的交联橡胶的不连续相；以及将该一种或多种添加剂共混至该聚合物原料中以形成该聚合物材料，该一种或多种添加剂包括非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体。在另一方面，如本文所述，一种制造一定长度的柔性管道的方法包括提供第一聚合物材料；和将第一聚合物材料形成一定长度的柔性管道，例如通过挤压形成。在某些此类实施例中，提供第一聚合物材料，该第一聚合物材料包括提供聚合物原料，该聚合物原料包括包含聚丙烯(例如半结晶聚丙烯)的连续相；和分散在连续相内的交联橡胶的不连续相；以及将该一种或多种添加剂共混至该聚合物原料中以形成该聚合物材料，该一种或多种添加剂包括非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体。根据本文的公开内容，本公开的其他方面将是显而易见的。附图简要说明将附图包括在内以提供对本公开的方法和装置的进一步理解，并且附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚起见，各种元件的尺寸可能会变形。附图示出了本公开的一个或更多个实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理和操作。图1是根据本公开的一个方面的一定长度的柔性管道的示意性透视图；图2是图1所示一定长度的柔性管道的示意性横截面图；图3是根据本公开的一个实施例的一定长度的柔性管道的示意性横截面图；图4是显示根据本公开的两个试验管道的流速稳定性的曲线图；和图5是显示根据本公开的两个试验管道的流速稳定性的曲线图。具体实施方式如上所述，本专利技术人已经注意到，传统的柔性管道可能发生不希望的随时间的流速变化，特别是在使用的最初几天内。本专利技术人意外地确定，管道的聚合物材料的改性可以提供一种柔性管道，该柔性管道随时间具有相对低的流速变化，特别是在使用的最初几天内。因此，本公开的一个方面是具有环形横截面的一定长度的柔性管道，该环形横截面具有内表面、外表面、内径和外径，该环形横截面定义管道的壁厚。此类管道在图1中以示意性透视图示出，且在图2中以示意性横截面示出。柔性管道100包括环形横截面110(在图2中详细示出)，其具有内表面112、外表面114、内径116和外径118。内径和外径定义管道的壁厚120。柔性管道100也具有长度130。柔性管道100以整体形状为圆形示出。当然，本领域普通技术人员将理解，管道可以制造成其他整体形状，例如卵形、椭圆形或多边形。类似地，尽管柔性管道100示出为具有径向恒定的壁厚，但是本领域普通技术人员将会理解，在其他实施例中，壁厚不必是恒定的。在这种情况下，“壁厚”被视为径向平均壁厚。在某些期望实施例中，沿管道圆周的任何一点处的壁厚不小于平均壁厚的50％。值得注意的是，在本公开的这一方面，管道的材料体积的至少50％由第一聚合物材料形成，该第一聚合物材料包括连续相，该连续相包括聚丙烯和与聚丙烯可混溶的非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体，以及分散在连续相中(例如，不连续地分散在连续相中)的交联橡胶相。非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在第一聚合物材料中以在2wt％至15wt％的范围内的量存在。在本文另外描述的柔性管道的某些实施例中，聚丙烯在第一聚合物材料中以在10wt％至70wt％的范围内的量存在；并且交联橡胶在第一聚合物材料中以在30wt％至85wt％的范围内的量存在。如上所述，柔性管道的材料体积的至少50％由这种第一聚合物材料构成。如本文所用，管道的“材料体积”是管道本身的材料体积，即不包括由管道限定的通道的体积。这是由环形横截面的内表面和环形横截面的外表面限定的体积。在本文中另外描述的柔性管道的某些实施例中，柔性管道的材料体积的至少70％、至少80％或者甚至至少90％由第一聚合物材料构成。如下文更详细描述的，本公开的柔性管道可以通过挤压制成。因此，它可以制成多种长度。在某些实施例中，如本文中另外描述的一定长度的柔性管道的长度为至少1m。在本文中另外描述的各种实施例中，一定长度的柔性管道的长度为至少2m、至少3m、至少5m、或者甚至至少10m。它可以制成多种尺寸。例如，在本文另外描述的柔性管道的某些实施例中，环形横截面的内径在0.5mm至40mm的范围内。在本文另外描述的柔性管道的各种特定实施例中，环形横截面的内径在0.5mm至30mm，或0.5mm至20mm，或0.5mm至15mm，或0.5mm至10mm，或0.5mm至5mm，或1mm至40mm，或1mm至30mm，或1mm至20mm，或1mm至15mm，或1mm至10mm，或5mm至40mm，或5mm至30mm，或5mm至20mm，或5mm至15mm，或5mm至10mm，或10mm至40mm，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一定长度的柔性管道，所述柔性管道具有环形横截面，所述环形横截面具有内表面、外表面、内径和外径，所述环形横截面限定所述管道的壁厚，其中所述管道的材料体积的至少50％(例如，至少70％、至少80％或至少90％)由第一聚合物材料形成，所述第一聚合物材料包括/n连续相，所述连续相包括聚丙烯以及能够与所述聚丙烯相混溶的非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体；和/n分散在所述连续相内的交联橡胶相(例如，不连续地分散在所述连续相内)，/n其中/n所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在所述第一聚合物材料中以在2wt％至15wt％的范围内的量存在。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 US 62/476,2221.一定长度的柔性管道，所述柔性管道具有环形横截面，所述环形横截面具有内表面、外表面、内径和外径，所述环形横截面限定所述管道的壁厚，其中所述管道的材料体积的至少50％(例如，至少70％、至少80％或至少90％)由第一聚合物材料形成，所述第一聚合物材料包括
连续相，所述连续相包括聚丙烯以及能够与所述聚丙烯相混溶的非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体；和
分散在所述连续相内的交联橡胶相(例如，不连续地分散在所述连续相内)，
其中
所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在所述第一聚合物材料中以在2wt％至15wt％的范围内的量存在。


2.根据权利要求1所述的一定长度的柔性管道，在480小时内具有小于20％的流速变化，例如小于15％或甚至小于10％。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的一定长度的柔性管道，具有至少1m的长度，例如至少2m。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的一定长度的柔性管道，具有在0.5mm至40mm的范围内的内径。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的一定长度的柔性管道，具有在0.5mm至15mm的范围内的壁厚。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的一定长度的柔性管道，在其内表面上具有衬里层。


7.根据权利要求6所述的一定长度的柔性管道，其中所述柔性管道的所述材料体积基本上由所述第一聚合物材料和所述衬里层组成。


8.根据权利要求1-5中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述柔性管道的所述材料体积基本上由所述第一聚合物材料组成。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述聚丙烯的至少80％为半结晶聚丙烯。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述聚丙烯的至少5％为非结晶聚丙烯。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述聚丙烯在所述第一聚合物材料中以在10wt％至70wt％的范围内的量存在。


12.根据权利要求1-10中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述聚丙烯在所述第一聚合物材料中以在10wt％至60wt％、或10wt％至50wt％、或10wt％至40wt％、或10wt％至30wt％、或20wt％至70wt％、或20wt％至50wt％、或20wt％至40wt％、或30wt％至70wt％、或30wt％至60wt％、或30wt％至50wt％、或40wt％至70wt％、或40wt％至50wt％、或50wt％至70wt％的范围内的量存在。


13.根据权利要求1-12中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述交联橡胶为EPDM橡胶。


14.根据权利要求1-12中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述交联橡胶为硅橡胶。


15.根据权利要求1-12中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述交联橡胶为丁基橡胶。


16.根据权利要求1-12中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述交联橡胶为丁腈橡胶。


17.根据权利要求1-16中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述交联橡胶在所述第一聚合物材料中以在30wt％至85wt％的范围内的量存在。


18.根据权利要求1-16中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述交联橡胶在所述第一聚合物材料中以在15wt％至80wt％、或15wt％至75wt％、或15wt％至65wt％、或15wt％至60wt％、或15wt％至50wt％、或15wt％至40wt％、或30wt％至85wt％、或30wt％至80wt％、或30wt％至75wt％、或30wt％至65wt％、或30wt％至60wt％、或30wt％至50wt％、或40wt％至85wt％、或40wt％至80wt％、或40wt％至75wt％、或40wt％至65wt％、或40wt％至60wt％、或50wt％至85wt％、或50wt％至80wt％、或50wt％至75wt％、或60wt％至85wt％、或60wt％至80wt％的范围内的量存在。


19.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SIS、SEPS、SEEPS和SEP中的一种或多种。


20.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SEPS、SEEPS或SEP或它们的组合。


21.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SEPS。


22.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SEEPS。


23.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SEP。


24.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SIS。


25.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体为SEBS。


26.根据权利要求1-18中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体不是SEBS。


27.根据权利要求1-26中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在肖氏A标度上具有30至90的硬度。


28.根据权利要求1-27中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体具有1MPa至1.6MPa的拉伸模量。


29.根据权利要求1-28中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体可熔融加工。


30.根据权利要求1-29中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在所述第一聚合物材料中以在2wt％至10wt％的范围内的量存在。


31.根据权利要求1-29中任一项所述的一定长度的柔性管道，其中所述非交联苯乙烯嵌段共聚物弹性体在所述第一聚合物材料中以在4w...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·S·哥鲁布，H·S·列侬，M·T·怀特，J·贝克，L·雷，G·H·凌，
申请(专利权)人：美国圣戈班性能塑料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US