低渗透的泵软管 |
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| 申请号 | CN201510013225.5 | 申请日 | 2015-01-09 | 公开(公告)号 | CN104776019B | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 贝扬斯技术公司; | 发明人 | 雷蒙·约瑟夫·迪马西奥; 安德鲁·J·斯派德尔; | ||||
| 摘要 | 本主题 发明 公开了一种低渗透的 泵 软管，其特征在于包括：(a)管层，其中所述管层包括第一丁腈 橡胶 ；(b)位于管层上的屏障层，其中所述屏障层包括含氟热塑性 聚合物 ；(c)位于屏障层上的摩擦层，其中所述摩擦层包括第二丁腈橡胶；(d)位于摩擦层上的增强层，其中所述增强层包括编织 钢 丝，其中所述编织钢丝具有在约30％至约60％范围内的丝包覆率；以及(e)位于增强层上的包封层，其中所述包封层包括聚氯乙烯。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种泵软管，其特征在于，包括：(a)管层，其中所述管层包括第一丁腈橡胶，所述第一丁腈橡胶具有在28重量％至50重量％范围内的丙烯腈含量，并且其中所述管层还包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；(b)位于管层上的屏障层，其中所述屏障层包括含氟热塑性聚合物；(c)位于屏障层上的摩擦层，其中所述摩擦层包括第二丁腈橡胶，所述第二丁腈橡胶具有的丙烯腈含量比所述第一丁腈橡胶的丙烯腈含量低，并且其中所述摩擦层还包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；(d)位于摩擦层上的增强层，其中所述增强层包括编织钢丝，其中所述编织钢丝具有在30％至60％范围内的丝包覆率；以及(e)位于增强层上的包封层，其中所述包封层包括聚氯乙烯。 |
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| 说明书全文 | 低渗透的泵软管技术领域背景技术[0002] 对燃料泵所用的软管(诸如在汽油加油站和卡车休息站所使用的那些)存在广泛的性能需求。例如，这种软管必须结实、耐用、柔性、耐有机溶剂、耐体积膨胀、提供较长的使用寿命、并且具有对汽油的低渗透性。这种燃料软管还必须能够以防止燃料逸出的方式结合到配件(fittings)。 [0003] 目前存在进一步改进这种软管的要求，以使它们对于燃料(诸如汽油、乙醇汽油(含有大量诸如10％或更多乙醇的汽油)、柴油和生物柴油)甚至更少的渗透。这是因为移动穿过软管的燃料最终蒸发并逸出到大气内，这是一个环境问题。因此，这种软管必须遵守由环境保护局、加州空气资源委员会和许多其它政府机关强制规定的各种标准。然而，改进这种软管的对燃料特别是乙醇汽油渗透的抗性而不损害软管所需的物理和化学特性已被证实是一项非常困难的任务。 发明内容[0004] 本发明的泵软管(curb pump hose)(燃料软管)提供对汽油和乙醇汽油相当高水平的抗渗透性(小于10克/平方米/天)。这是在不损害软管的其它重要特性的情况下实现的，所述特性诸如强度、耐用性、柔性和耐体积膨胀性。这些软管还提供较长的使用寿命，并且能够以防止燃料逸出的方式联接到配件。 [0005] 本主题发明更具体地公开了一种泵软管，其包括：(a)管层，其中所述管层包括第一丁腈橡胶，所述第一丁腈橡胶具有在约28重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量，并且其中所述管层包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性聚合物(fluorothermoplastic)粘合促进剂(adhesion promoting agent)；(b)位于管层上的屏障层(barrier layer)，其中所述屏障层包括含氟热塑性聚合物；(c)位于屏障层上的摩擦层，其中所述摩擦层包括第二丁腈橡胶，所述第二丁腈橡胶具有在约28重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量，并且其中所述摩擦层还包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；(d)位于摩擦层上的增强层(reinforcement layer)，其中所述增强层包括编织钢丝，其中所述编织钢丝具有在约30％至约60％范围内的丝包覆率；以及(e)位于增强层上的包封层，其中所述包封层包括聚氯乙烯。 [0006] 本发明还披露了一种泵软管，其包括：(a)管层，其中所述管层包括第一丁腈橡胶，所述第一丁腈橡胶具有在约25重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量；(b)位于管层上的连接层(tie layer)，其中所述连接层包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；(c)屏障层，其位于连接层上，其中所述屏障层包括含氟热塑性聚合物；(d)位于屏障层上的摩擦层，其中所述摩擦层包括第二丁腈橡胶，所述第二丁腈橡胶具有在约15重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量，并且其中所述摩擦层还包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；(e)位于摩擦层上的增强层，其中所述增强层包括编织钢丝，其中所述编织钢丝具有在约30％至约60％范围内的丝包覆率；以及(f)位于增强层上的包封层，其中所述包封层包括聚氯乙烯。附图说明 [0007] 图1是示出其中各种层的本发明的泵软管的剖视图。 [0008] 图2是本发明泵的另一替代性实施例的剖视图，其包括位于所述管层和屏障层之间的连接层。 [0009] 图3示出具有位于摩擦层上的丝编织图案的增强层(未示出包封层)。 具体实施方式[0010] 本发明的泵软管10在图1中示出并且通常具有约0.720英寸到0.780英寸的内径和约1.115英寸到1.165英寸的外径。软管10具有相对于软管的径向方向以及纵向的软管轴线的管层(芯层)1。管层1是软管的最内层。该管状内部芯层限定软管的管腔11并通常为约0.045英寸到0.095英寸厚。管层更通常为从0.060英寸到0.080英寸厚。管状内部芯层1在本领域内通常被简称为“管”或简称为“芯”。 [0011] 管层1包括第一丁腈橡胶，所述第一丁腈橡胶具有在约28重量％到约50重量％范围内的丙烯腈含量。第一丁腈橡胶通常地具有在约30重量％到约45重量％范围内的丙烯腈含量，并将更通常地具有在约35重量％到约45重量％范围内的丙烯腈含量。在许多情况下，第一丁腈橡胶将具有在约38重量％到约42重量％范围内的丙烯腈含量。在管层中使用的第一丁腈橡胶用过氧化物固化剂(peroxide curative)和助剂(coagent)固化(cured)，所述过氧化物固化剂和助剂在约4至10份(phr：在每100重量份橡胶中的重量份)的水平。 [0012] 例如，软管的管层中所采用的丁腈橡胶在固化过程中可使用的过氧化物诸如过氧化二异丙苯，α-α双(叔丁基过氧化)二异丙苯，过氧化苯甲酰，2,4-二氯过氧化苯甲酰，1,1-双(叔丁基过氧)3,3,5-三甲基环己烷，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己炔-3，和正丁基4,4-双(叔丁基过氧)戊酸酯(n-butyl4,4-bis(t-butylperoxy)valerate)。最优选和可商购到的过氧化物固化剂是来自Arkema公司的40KE和 40KE。基于100份的基础聚合物(base polymer)通常采用从1 到约10份的过氧化物。 [0013] 在本发明的软管管层中使用的丁腈橡胶也可含有对于本领域内的普通技术人员公知的常规或适当量的各种添加剂。这种添加剂可包括但不限于用于防止过快固化的阻滞剂、抗氧化剂、加工助剂、补强剂(reinforcing agents)和填料，所述填料诸如炭黑、白炭黑(silica)、其它矿物填料、木质素以及类似物。补强填料通常在50份至150份范围内的水平下使用。 [0014] 在管层中使用的第一丁腈橡胶还包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂。这种粘合促进剂包括：(a)至少一种金属氧化物，其选自于由氧化镁、氧化钙、和水滑石(hyrdrotalcite)所构成的组；和(b)有机鎓盐或二胺盐。金属氧化物通常地以15份至40份范围内的水平存在，优选以20份至30份范围内的水平存在。有机鎓盐通常以约3份至8份范围内的水平存在，同时二胺盐以1份至4份范围内的水平存在。对于有机鎓盐而言优选以4份至6份范围内的水平存在，同时二胺盐以2份至3份范围内的水平存在。可在管层中使用的附加的丁腈橡胶配方在美国专利6,270,901和美国专利6,482,522中有所描述。美国专利6,270,901和美国专利6,482,522的教导出于描述可在本发明的软管管层中使用的各种丁腈橡胶配方的目的通过引用并入本文。 [0015] 屏障层2位于管层1的外面。屏障层包括含氟热塑性聚合物且通常地为从0.003英寸至0.017英寸厚。屏障层更通常地为从0.006英寸至0.014英寸厚。所述含氟热塑性聚合物通常是半结晶含氟聚合物，其具有在100℃至275℃范围内并且通常在120℃至250℃范围内的峰值熔融温度，如通过ASTM D4591所测定的那样。在许多情况下，该半结晶含氟聚合物将具有在130℃至200℃范围内的峰值熔融温度。对于半结晶含氟聚合物而言具有在140℃至185℃范围内的峰值熔融温度通常是优选的。对于半结晶含氟聚合物而言具有在150℃至 175℃范围内的峰值熔融温度通常是更优选的。对于半结晶含氟聚合物而言具有在160℃至 170℃范围内的峰值熔融温度通常是最优选的。 [0016] 半结晶含氟聚合物将通常具有在25,000至1,000,000范围内的数均分子量，小于5重量％的氢含量，以及在65重量％至76重量％范围内的氟含量。半结晶含氟聚合物将通常包括六氟丙烯、偏氟乙烯(vinylidenedifluoride)和四氟乙烯的共聚重复单元(interpolymerized repeat units)，其中在半结晶含氟聚合物中的重复单元以基本随机的顺序分布。六氟丙烯重复单元通常以在50重量％至70重量％范围内的水平存在，其中所述偏氟乙烯重复单元以在10重量％至30重量％范围内的水平存在，并且其中四氟乙烯重复单元以在10重量％至30重量％范围内的水平存在。 [0017] 在半结晶含氟聚合物中六氟丙烯重复单元通常以在55重量％至65重量％范围内的水平存在，其中所述偏氟乙烯重复单元以在15重量％至25重量％范围内的水平存在，并且其中所述四氟乙烯重复单元以在15重量％至25重量％范围内的水平存在。在许多情况下，在半结晶含氟聚合物中六氟丙烯重复单元以在57重量％至61重量％范围内的水平存在，其中所述偏氟乙烯重复单元以在20重量％至24重量％范围内的水平存在，并且其中所述四氟乙烯重复单元以在17重量％至21重量％范围内的水平存在。 [0018] 半结晶含氟聚合物将通常具有在180兆帕至240兆帕范围内的挠曲模量，并且将优选具有在200兆帕至220兆帕范围内的挠曲模量，如通过ASTM D790所测定的那样。半结晶含氟聚合物还将通常具有在8到12范围内的熔体流动指数(melt flow index)，如在265℃/5千克下通过ASTM D1238所测定的那样。美国专利6,489,420描述了可在本发明的软管的屏障层2中使用的各种半结晶含氟聚合物。美国专利6,489,420的教导出于描述在合成这种聚合物中可采用的这种含氟热塑性聚合物和技术的目的通过引用并入本文。 [0019] 在本发明软管10中摩擦层3位于屏障层2上并位于其外侧。摩擦层通常为从0.015英寸至0.075英寸厚，优选为从0.030英寸至0.050英寸厚。摩擦层3通常地与屏障层2直接接触。摩擦层3包括过氧化物固化的丁腈橡胶，并且可与管层1中使用的配方相同。然而在某些情况下会希望在摩擦层中使用不同的丁腈橡胶配方。例如在某些情况下会希望使用具有较低丙烯腈含量水平的丁腈橡胶。 [0020] 本发明的泵软管具有增强层4，其位于摩擦层3上并位于其外侧。如图2中所示，增强层4将通常与摩擦层3直接接触。增强层4由编织钢丝形成，所述编织钢丝通常镀有黄铜。例如，增强层4可利用编织机制造，所述编织机具有24个载体(丝的筒管)，其配有0.012英寸规格丝的6个丝头。在任何情况下，对于增强层4中使用的编织钢丝而言具有在约30％至约 60％范围内的丝包覆率是重要的。换言之，增强层的丝包覆率摩擦层3表面面积的30％至 60％，同时摩擦层3剩余的40％到70％通过编织图案的窗口暴露。编织钢丝将通常具有在约 32％至约55％范围内的丝包覆率，并将优选具有在约35％至约50％范围内的丝包覆率。编织钢丝将更优选具有在约40％至约45％范围内的丝包覆率。 [0021] 包封层5位于所述增强层4的外侧。包封层5通常地从0.050英寸至0.1英寸厚，优选为0.065英寸至0.085英寸厚。包封层5包括聚氯乙烯，其通常具有在30％至36％范围内的氯含量。对于聚氯乙烯而言具有在34％至36％范围的氯含量是优选的。 |
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