專利名稱：多層撓性管材的制作方法
多層撓性管材發(fā)明領(lǐng)域本披露總體上涉及撓性管材，并且具體地涉及多層撓性管。背景撓性管材被用在多種工業(yè)以及家庭產(chǎn)品中。具體地說(shuō)，撓性管材經(jīng)常被用在保健產(chǎn)品中，例如導(dǎo)管以及其他醫(yī)用管材。此外，撓性管材被用在家庭產(chǎn)品中，如補(bǔ)水產(chǎn)品 (hydration product)，包括便攜式水容器。然而，用于此類應(yīng)用的常規(guī)管材是采用增塑聚氯乙烯制作的，它表現(xiàn)出對(duì)環(huán)境和健康的危害。基于聚氯乙烯的產(chǎn)品已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于保健產(chǎn)品，例如薄膜、手套、 袋子、導(dǎo)管以及管材。具體地說(shuō)，大多數(shù)一次性醫(yī)療裝置是由增塑的撓性PVC生產(chǎn)的。然而， 此類PVC產(chǎn)品對(duì)環(huán)境和個(gè)人健康都是有危害的。包含醫(yī)療廢物的PVC的焚燒導(dǎo)致了鹽酸的釋放并且PVC被視為焚燒煙氣中HCL的一個(gè)主要構(gòu)成因素。此外，PVC還可能促成在焚燒過(guò)程中形成多氯代的二苯并二噁英以及呋喃毒素。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)療傳染性的廢物中的這些毒素的水平比市政廢物流多出高達(dá)三倍。除了對(duì)焚燒的顧慮以外，在使用撓性PVC管材制成的產(chǎn)品時(shí)，避免增塑劑進(jìn)入血液、醫(yī)療溶液或食物中的問(wèn)題也被認(rèn)為是一個(gè)潛在的健康危害。為了形成撓性PVC產(chǎn)品，制造廠家典型地使用增塑劑或者加工助劑。具體地講，暴露于加工助劑或者增塑劑，如二乙基亞磷酸酯(DEHP)，代表著多種有關(guān)健康的顧慮。具體地講，人們懷疑DEHP減小了血液中血小板的有效性并且懷疑其生殖毒性，特別是對(duì)于青年男性的生殖系統(tǒng)。因?yàn)槌Ｒ?guī)管材使用了一種基于PVC的撓性組合物并且這種管材通常被用于轉(zhuǎn)移或處理醫(yī)藥、食物以及飲料的流體，所以任何洗脫的加工助劑或增塑劑都可以留在消費(fèi)者的體內(nèi)，從而增加了他們暴露于毒性增塑劑的危險(xiǎn)。因此，減少與基于PVC的撓性組合物相關(guān)的環(huán)境和健康顧慮的撓性管材將是令人希望。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明通過(guò)參見(jiàn)附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得清楚。圖1和圖2包括示例性管材的圖示。在不同的圖中使用相同的參考符號(hào)表示相似的或相同的事項(xiàng)。


在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，一種撓性管材包括由丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的共混物形成的一個(gè)層。在一個(gè)實(shí)例中，該共混物在25°C下具有至少0. 1的損耗角正切值(tan δ )。此外，該共混物可以具有不大于IOOMPa的楊氏模量。在一個(gè)具體的實(shí)例中， 該共混物不含增塑劑和加工助劑。此外，該撓性管材可以包括形成撓性管材內(nèi)表面的一個(gè)襯層。該襯層可以包括一種基于聚烯烴的材料，該材料具有不大于150MPa的撓曲模量。當(dāng)存在時(shí)，該襯層形成整個(gè)管材厚度的大約5%到大約20%，并且該外層形成該厚度的大約80%到大約95%。
在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，一種撓性管材可以通過(guò)擠出而形成。例如，由一種基于聚烯烴的材料形成的一個(gè)襯層可以與一個(gè)外層(由丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物形成)一起共擠出。該內(nèi)層可以直接與外層相接觸并且直接結(jié)合到其上而不需要插入層或者粘合劑。另外，該外層可以在沒(méi)有增塑劑或其他加工助劑的情況下擠出。 該襯層可以不含加工助劑或增塑劑，或者可替代地，該襯層可包括的碳氟化合物加工助劑為不大于約1500ppm的量。
圖1包括一個(gè)示例性管材100的截面的圖示。管材100包括由一種撓性聚合物共混物形成的層102。具體地講，該撓性聚合物共混物包括一種丙烯類聚合物和一種苯乙烯類嵌段共聚物。
在一個(gè)實(shí)例中，該丙烯類聚合物是一種丙烯共聚物或者一種間規(guī)茂金屬聚丙烯。 該丙烯共聚物可以是丙烯與一種共聚單體的一種無(wú)規(guī)共聚物。一個(gè)共聚單體的實(shí)例包括乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、2-甲基丙烯、3-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯、或者它們的任何組合。在一個(gè)具體的實(shí)例中，這些丙烯共聚物包括不大于20wt%的一種丙烯之外的共聚單體。該丙烯無(wú)規(guī)共聚物可以通過(guò)一種催化技術(shù)而產(chǎn)生，例如，齊格勒-納塔或茂金屬催化法。示例性的無(wú)規(guī)丙烯共聚物是從Basell或Huntsman可獲得的?？商娲兀摫╊惥酆衔锟梢允且环N間規(guī)茂金屬聚丙烯或一種間規(guī)丙烯共聚物。例如，間規(guī)丙烯共聚物可以包括一種單體，如乙烯或一種α-烯烴，如上文所述的那些。此類間規(guī)茂金屬聚丙烯或丙烯共聚物是從iTotal Petrochemical可獲得的。在任一情況下，這些丙烯類聚合物具有0. 1到35dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)(MFR)以及130到1100MPA的撓曲模量。熔體流動(dòng)指數(shù)是遵照ASTM D1238在230°C的溫度下、在2. 16千克的負(fù)載下確定的，并且撓曲模量是根據(jù)ASTM D 790確定的。
該苯乙烯類嵌段共聚物包括具有聚苯乙烯嵌段的一種嵌段共聚物。在一個(gè)實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物包括至少兩種聚苯乙烯嵌段。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物包括至少一個(gè)氫化的共軛二烯聚合物嵌段。該至少一個(gè)氫化的共軛二烯聚合物嵌段是由在氫化之前提供高乙烯基含量的一種共軛二烯聚合物嵌段形成的。例如，一個(gè)共軛二烯單體可以包括4到8個(gè)碳原子，如單體1，3_ 丁二烯、2-甲基-1，3- 丁二烯(異戊二烯)、2，3_ 二甲基-1，3-丁二烯、1，3_戊二烯、1，3_己二烯、或者它們的任何組合。具體地講，該共軛二烯單體可以包括1，3-丁二烯或異戊二烯。例如，該共軛二烯單體可以是1，
3-丁二烯。在一個(gè)具體的實(shí)例中，由此類共軛二烯單體形成的共軛二烯聚合物嵌段在氫化之前具有至少50%的乙烯基含量，如至少60%，或者甚至是至少65%。這些共軛二烯嵌段的乙烯基含量?jī)?yōu)選地是小于70%。
該苯乙烯類嵌段共聚物還包括多個(gè)苯乙烯類嵌段。例如，這些苯乙烯類嵌段可以由一個(gè)或多個(gè)單體形成，如苯乙烯、O-甲基苯乙烯、P-甲基苯乙烯、P-叔丁基苯乙烯、2，
4-二甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、或者它們的任何組合。在一個(gè)實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段可以包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯或?qū)谆揭蚁?在一個(gè)具體的實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段包括苯乙烯。
在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該苯乙烯類嵌段共聚物可以是氫化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、它們的多種變體、或者它們的任何組合。在另一個(gè)實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物可以是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEBS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)、或者它們的任何組合。在具體的實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物是 SEBS?？傊?，該苯乙烯類嵌段共聚物是一種具有下述特性的苯乙烯類嵌段共聚物。示例性的苯乙烯類嵌段共聚物包括可獲自美國(guó)休斯頓的Kraton Polymers或者日本倉(cāng)敷的Kuraray 有限公司的聚合物。
在一個(gè)實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物具有至少0. 5dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。熔體流動(dòng)指數(shù)是遵照ASTM D1238、在230°C的溫度下、在2. 16千克的負(fù)載下確定的。例如，該苯乙烯類嵌段共聚物的熔體流動(dòng)指數(shù)可以是在ldg/min到20dg/min的范圍之內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物可以具有在0. 2MPa到2. 5ΜΙ^范圍內(nèi) (如0. 5MPa到2. OMPa的范圍)的一個(gè)100%模量。該100%模量是根據(jù)ASTM D638確定的。另外，該苯乙烯類嵌段共聚物可以具有在30肖氏A級(jí)到80肖氏A級(jí)的范圍內(nèi)(如35 肖氏A級(jí)到70肖氏A級(jí)的范圍)的硬度。
在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，該聚合物共混物包括按重量計(jì)在10%到80%范圍內(nèi)的量值的丙烯類聚合物。該共混物還包括按重量計(jì)在20%到90%范圍內(nèi)的量值的苯乙烯類嵌段共聚物。例如，該共混物可以包括按重量計(jì)在20%到70%范圍內(nèi)(如按重量計(jì) 30%到60%的范圍)的量值的丙烯類聚合物。該共混物可包括按重量計(jì)在30%到80%的范圍(如按重量計(jì)40%到70%的范圍)內(nèi)的量值的苯乙烯類嵌段共聚物。具體地講，應(yīng)當(dāng)注意，在丙烯類聚合物含量不大于80wt%的共混物中，該管材總體上是透明的或者輕度半透明的。
在一個(gè)實(shí)例中，該共混物可以包括填充劑、增塑劑、加工助劑、UV添加劑、顏料、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑、或其他添加劑，或者它們的任何組合。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該共混物不含這些添加劑，特別是不含加工助劑和增塑劑。
例如，該共混物可以包括一種UV添加劑。在一個(gè)實(shí)例中，該UV添加劑是選自一種有機(jī)UV添加劑類，如苯并三唑類、三嗪類、受阻胺光穩(wěn)定劑(HALQ類、以及草酰苯胺類。 例如，該UV添加劑可以是一種苯并三唑類吸收劑，如2，4- 二-叔-丁基-6-(5-氯苯并三唑-2-基)酚、或者2-QH-苯并三唑-2-基)-ρ-苯甲酚。在另一個(gè)實(shí)例中，該UV添加劑屬于三嗪類，如2- (4，6-聯(lián)苯-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己氧基-酚。在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，該UV添加劑是一種HALS UV添加劑，如二 0，2，6，6，-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(sehceate)。其他示例性的UV添加劑是在Tinuvin 或Chemisorb 名下可從CIBA Specialty Chemicals, Inc.獲得，或在商品名Cyasorb 下可從Cytec獲得。在一個(gè)實(shí)例中，該UV添加劑可以按在0. Iwt%到l.Owt%的范圍(如0. 1 1%到0. 3wt%的范圍)內(nèi)的量值被包括在該共混物中。另外，可以包括多于一種的UV添加劑。具體地講，該UV添加劑可以包括苯并三唑UV吸收劑和HALS的一種共混物，各自處于0. 2wt%到0. 3wt%的范圍內(nèi)的水平上。在另一個(gè)實(shí)例中，該UV添加劑是一種無(wú)機(jī)添加劑，如陶瓷添加劑。例如，該UV 添加劑可以包括二氧化鈦或者氧化鋅。
在一個(gè)實(shí)例中，該共混物呈現(xiàn)一個(gè)令人希望的硬度。例如，該共混物呈現(xiàn)在40到 90肖氏A級(jí)的范圍內(nèi)的一個(gè)肖氏A級(jí)硬度，如50到85肖氏A級(jí)、或者甚至65到80肖氏A級(jí)。
在另一個(gè)實(shí)例中，該聚合物共混物具有不大于IOOMPa的楊氏模量。例如，該共混物可以具有在1到60MPa的范圍內(nèi)的楊氏模量，如3到50MPa。另外，該共混物可以具有的 100%模量是在0. 8MPa到15MPa的范圍內(nèi)，如1. OMPa到IOMPa的范圍、或者甚至在2MPa到 SMPa的范圍之內(nèi)。此外，該共混物可以具有的300%模量是在0. 4到6MPa的范圍內(nèi)，如1到 5MPa的范圍、或者甚至在1到3MPa的范圍。該300%模量是根據(jù)ASTM D638確定的。在另一個(gè)實(shí)例中，該共混物可以具有的延伸率是在300 %到1500 %的范圍內(nèi)，如500 %到1100 % 的范圍，或者甚至600%到1000%的范圍。另外，該共混物可以呈現(xiàn)的最大應(yīng)力是在5MPa 到25MPa的范圍內(nèi)，如6MPa到20MPa的范圍、或者甚至9到17MPa的范圍。
在另一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，該軟管可以具有多于一個(gè)的層。例如，圖2包括一個(gè)撓性管材200的圖示，該撓性管包括一個(gè)主體層202和一個(gè)襯層204。內(nèi)層或襯層204形成一個(gè)內(nèi)表面206，該內(nèi)表面限定了一個(gè)腔管208。在一個(gè)實(shí)例中，主體層202形成管200 的外表面210。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，層202和層204是直接相接觸的并且在一個(gè)表面 212處彼此直接結(jié)合，而不存在插入層。表面212可以沒(méi)有粘合劑或其他處理。
在一個(gè)實(shí)例中，層202可以由以上相對(duì)于圖1的層102說(shuō)明的共混物形成。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該共混物包括一種丙烯類聚合物，如無(wú)規(guī)共聚物或間規(guī)聚丙烯。此外，該共混物包括一種苯乙烯類嵌段共聚物。例如，該苯乙烯類嵌段共聚物可以包括至少兩種苯乙烯嵌段聚合物以及至少一種氫化的共軛二烯聚合物嵌段。在另一個(gè)實(shí)例中，該苯乙烯類嵌段共聚物可以包括SEBS、SEPS、SEEBS、SEEPS、或者它們的任何組合。具體地講，該共混物可以具有不大于IOOMPa的楊氏模量或者可以具有在25°C下的一個(gè)至少0. 1的損耗角正切值(tan δ )0 襯層204可以由一種聚烯烴材料形成，如基于聚丙烯的或者基于聚乙烯的彈性體或塑性體。例如，該彈性體或塑性體可以由一種茂金屬聚合產(chǎn)物形成。具體地講，該彈性體或塑性體具有低的可萃取性并且具有良好的感官特性?？商娲兀摼巯N材料可以通過(guò)茂金屬催化之外的一種技術(shù)形成。
具體地講，層204具有不大于150MPa的撓曲模量。例如，撓曲模量可以是不大于 120MPa，如5MPa到IlOMPa的范圍、或者甚至IOMPa到IlOMPa0該撓曲模量是根據(jù)ASTM D 790確定的。
該聚烯烴材料可以具有在40肖氏A級(jí)到50肖氏D級(jí)的范圍內(nèi)的硬度。例如，該硬度可以在60肖氏A級(jí)到95肖氏A級(jí)的范圍之內(nèi)，如80肖氏A級(jí)到95肖氏A級(jí)的范圍。另外，該聚烯烴材料可以具有的熔體流動(dòng)指數(shù)是在ldg/min到30dg/min的范圍內(nèi)，如5dg/min 到25dg/min的范圍、或者甚至5dg/min到lOdg/min的范圍。該熔體流動(dòng)指數(shù)是根據(jù)上述方法測(cè)定的。示例性的聚烯烴材料可以是在由Dow Chemicals提供的Affinity 、Infuse , VersifyTM、FlexomerTM、Nordel 和 Engage 的名稱下可獲得的、從 Exxon Mobil Chemicals 可獲得的 Exact 和 Vistamaxx 、以及從 Mitsui Chemicals 可獲得的 Notio 。
在又一個(gè)實(shí)例中，襯層204可以包括一種抗微生物添加劑。例如，該抗微生物添加劑可以是一種銀基抗微生物添加劑，如在商品名稱AlphaSan 下從Milliken可獲得的一種抗微生物添加劑。該抗微生物添加劑可以包含的量值是在0. 到5wt%的范圍內(nèi)，如 0. 5wt%到3wt%的范圍、或者甚至0. 5wt%到2wt%的范圍?？商娲?，特別是在缺少襯層204的實(shí)施方案中，其中的丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的共混物與流體相接觸，該抗微生物添加劑可以按上述量包含在該共混物中。
在一個(gè)實(shí)例中，襯層204形成該管的全部厚度的大約5 %到大約20 %，并且該外層形成80%與90%之間的管厚度。例如，襯層204可以形成5%與15%之間的厚度，如5% 與10%之間的厚度、或者甚至6%與10%之間的厚度。外層202可以形成85%與95%之間的厚度，如90%與95%之間的厚度。在一個(gè)實(shí)例中，該軟管的總厚度是不大于250密耳， 如不大于200密耳、或者甚至不大于150密耳。另外，該軟管的總厚度可以是至少20密耳， 如至少50密耳、或者甚至至少100密耳。襯層204的厚度可以是在1密耳與20密耳之間， 如在3密耳與15密耳之間、或者甚至在5密耳與10密耳之間。該外厚度可以是在20密耳到250密耳的范圍內(nèi)，如50密耳到200密耳的范圍、100密耳到200密耳的范圍、或者甚至 100密耳到150密耳的范圍。
該單層或多層管的多個(gè)具體實(shí)施方案呈現(xiàn)出令人希望的安裝保持性、抗扭結(jié)性、 透明度、機(jī)械減振、玻璃轉(zhuǎn)化溫度、以及儲(chǔ)能模量。為了確定安裝保持性，采用多個(gè)管材樣品和四類帶刺的或楔形的連接件之一來(lái)形成多種管路構(gòu)造，這些連接件包括用于1Λ"內(nèi)徑管材的塑料構(gòu)造的一個(gè)2-刺連接件、3-刺連接件、一個(gè)1-類的4-刺連接件和一個(gè)2-類的 4-刺連接件。將該管材手動(dòng)地推到這些配件上并且在一個(gè)hstron拉伸測(cè)試儀中對(duì)在兩個(gè)溫度(室溫或65°C)之一下對(duì)將管從連接件上分離的力進(jìn)行測(cè)試。導(dǎo)致管材與配件斷開(kāi)的力代表安裝保持力。在一個(gè)實(shí)例中，在25°C下的安裝保持力是至少151bf，如至少201bf、或者甚至至少251bf。在另一個(gè)實(shí)例中，在65°C下的安裝保持力是至少51bf，如至少IOlbf、或者甚至至少151bf。
抗扭結(jié)性是通過(guò)測(cè)量該管材在扭結(jié)之前的最小彎曲半徑(MBR)來(lái)確定的。將一根管在其兩端處夾持并且系成多個(gè)圈。在沒(méi)有扭結(jié)的情況下該管材可以系的最小圈的半徑就是該管的MBR。越小的MBR意味著越大的抗扭結(jié)性。在一個(gè)實(shí)例中，該管材呈現(xiàn)出的MBR不大于1英寸，如不大于0. 9英寸或者甚至不大于0. 85英寸。
管材的透明度是在視覺(jué)上進(jìn)行檢驗(yàn)并且依據(jù)透明性將其分為四個(gè)等級(jí)透明、半透明、模糊、以及不透明。在多個(gè)具體的實(shí)施方案中，管材不是不透明的并且可以是透明的或者半透明的。優(yōu)選地，該管材是透明的。
進(jìn)行了動(dòng)態(tài)機(jī)械分析(DMA)以確定在形成這些管所用的共混物的玻璃轉(zhuǎn)化溫度、 機(jī)械減振、和儲(chǔ)能(彈性)模量。機(jī)械減振是由在DMA測(cè)試過(guò)程中給出的在IHz處的損耗角正切值(tan δ)表示的。在管材中所用的聚合物共混物的多個(gè)實(shí)施方案呈現(xiàn)出一個(gè)單一的玻璃轉(zhuǎn)化峰值，這表明該共混物的組分的可混合性和相容性。具體地講，該聚合物共混物具有在-20°C到15°C的范圍內(nèi)的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。在該管中使用的共混物在25°C下的損耗角正切值(tan δ )(代表機(jī)械減振)是至少大約0. 1。例如，tan δ可以是至少大約0. 30， 或者甚至至少0. 4。在另一個(gè)實(shí)例中，該共混物可以在90°C下呈現(xiàn)一個(gè)至少5MPa的儲(chǔ)能模量，如至少7MPa、至少8MPa、或者甚至至少9MPa。該共混物可以呈現(xiàn)的硬度是在40肖氏A 級(jí)到90肖氏A級(jí)的范圍內(nèi)，如50肖氏A級(jí)到85肖氏A級(jí)的范圍、60肖氏A級(jí)到80肖氏A 級(jí)的范圍、或者甚至65肖氏A級(jí)到75肖氏A級(jí)的范圍。
在一個(gè)示例性的方法中，一個(gè)單層管可以通過(guò)擠出一種包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的聚合物共混物而形成。在另一個(gè)示例性的方法中，一個(gè)多層管可以通過(guò)擠出多于一個(gè)的層而形成，這些層中的至少一層包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的共混物。
具體地講，為了形成一個(gè)單層管，丙烯類聚合物的粒料和苯乙烯類嵌段共聚物的粒料可以通過(guò)一種共旋轉(zhuǎn)嚙合式雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混配(compounded)、通過(guò)水浴冷卻并且被切成混配粒料。所生成的共混物粒料被送入帶有管材?？诘囊慌_(tái)擠出機(jī)之中，如一臺(tái)單螺桿擠出機(jī)。在一個(gè)具體的實(shí)例中，使用了一個(gè)3-區(qū)螺桿?？商娲?，對(duì)于易混合的共混物，可以避免這些混配步驟并且單個(gè)成分的粒料可用進(jìn)行干混合而用于擠出成管。
對(duì)于一個(gè)多層管而言，這些層可以共擠出。將多臺(tái)擠出機(jī)連接到一個(gè)多層管材?？谏?。共混物被送入一臺(tái)第一擠出機(jī)中，并且聚烯烴材料被送入一臺(tái)第二擠出機(jī)中。該共混物包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物。該丙烯類聚合物具有在0. ldg/min到35dg/ min的范圍內(nèi)的熔體流動(dòng)指數(shù)。該苯乙烯類嵌段共聚物具有至少0. 5dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該共混物不含添加劑，并且具體是不含加工助劑和增塑劑。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚烯烴材料具有不大于150MPa的撓曲模量。該聚烯烴材料可以具有在ldg/min到30dg/min的范圍內(nèi)的熔體流動(dòng)指數(shù)。在一個(gè)實(shí)例中，該聚烯烴材料可以不含添加劑，如增塑劑或加工助劑?？商娲兀摼巯N可以包括不大于1500ppm的一種加工助劑，如碳氟化合物加工助劑。在一個(gè)實(shí)例中，一種碳氟化合物加工助劑可以添加的量值是在500ppm到IOOOppm的范圍內(nèi)。
這些撓性管的具體的實(shí)施方案提供了超越先前的管材結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。例如，本發(fā)明的撓性管的多個(gè)實(shí)施方案提供了令人希望的多項(xiàng)特征的組合，如機(jī)械減振、硬度、單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度、透明度、或最小彎曲半徑，同時(shí)不含可能洗脫進(jìn)入操作流中的添加劑、并且可任選地不含在焚燒過(guò)程中可能產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物的物質(zhì)種類。
在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，以上披露的與管相關(guān)的撓性材料可以在不同的應(yīng)用中使用。例如，該撓性材料可以被用在多種應(yīng)用中，如用于體育和娛樂(lè)設(shè)備的補(bǔ)水管材 (hydration tubing)、在食品和飲料加工設(shè)備中的流體輸送管材、在醫(yī)療和保健、生物藥劑的制造設(shè)備中的流體輸送管材，以及用于醫(yī)療、實(shí)驗(yàn)室和生物藥劑應(yīng)用的蠕動(dòng)泵管材。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，一個(gè)流體源(如一個(gè)容器、反應(yīng)器、儲(chǔ)存器、罐或者袋)被連接到一個(gè)撓性管上，如圖1或圖2中所展示的撓性管。該撓性管可以接合一個(gè)泵、配件、閥門(mén)、分配器、 或另一個(gè)容器、反應(yīng)器、儲(chǔ)存器、罐或袋。在一個(gè)實(shí)例中，該管可以被連接到一個(gè)水容器上并且可以具有安裝在遠(yuǎn)端上的一個(gè)分配器。在另一個(gè)實(shí)例中，該管可以被連接到一個(gè)流體袋上并且被連接到在遠(yuǎn)端處的一個(gè)閥門(mén)上。在另一個(gè)實(shí)例中，該管可以被連接到一個(gè)容器上、 被接合在一臺(tái)泵中、并且被連接到在遠(yuǎn)端的一個(gè)第二容器上。另外，由rPP(增強(qiáng)聚丙烯)/ 苯乙烯類嵌段共聚物的共混物制成的單層或多層管材可以被用作蠕動(dòng)泵管。
SM 實(shí)例1 聚合物共混物的樣品是由一種丙烯類聚合物和一種苯乙烯類嵌段共聚物制備的。 該丙烯類聚合物是選自一種無(wú)規(guī)丙烯共聚物或一種間規(guī)的聚丙烯。該丙烯無(wú)規(guī)共聚物具有25dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)和900MPa的撓曲模量。該丙烯無(wú)規(guī)共聚物是從Huntsman可獲得的。從Total Petrochemical可獲得的間規(guī)聚丙烯具有12dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)和 377MI^的撓曲模量。該苯乙烯類嵌段共聚物是從美國(guó)休斯頓Kraton Polymer可獲得的一種SEBS共聚物，并且具有18dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)、50肖氏A級(jí)的硬度、以及1. 5MPa的 100%模量。
表1.丙烯類聚合物與SEBS的共混物
權(quán)利要求
1.一種撓性管，包括一個(gè)第一層，該第一層包括具有不大于150MPa的撓曲模量的一種聚烯烴材料；以及一個(gè)第二層，該第二層被直接結(jié)合到該第一層上并且與其直接相接觸，該第二層包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物。
2.如權(quán)利要求1所述的撓性管，其中該撓性模量是不大于120MPa。
3.如權(quán)利要求2所述的撓性管，其中該撓性模量是在IOMPa到IlOMPa的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的撓性管，其中該共混物包括10wt%到80wt%的該丙烯類聚合物。
5.如權(quán)利要求4所述的撓性管，其中該共混物包括20wt%到70wt%的該丙烯類聚合物。
6.如權(quán)利要求5所述的撓性管，其中該共混物包括30wt%到60wt%的該丙烯類聚合物。
7.如權(quán)利要求1所述的撓性管，其中該共混物包括20wt%到90wt%的該苯乙烯類嵌段共聚物。
8.如權(quán)利要求7所述的撓性管，其中該共混物包括30wt%到SOwt %的該苯乙烯類嵌段共聚物。
9.如權(quán)利要求8所述的撓性管，其中該共混物包括40wt%到70wt %的該苯乙烯類嵌段共聚物。
10.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物進(jìn)一步包括在0.到 Iwt %的范圍內(nèi)的一種UV添加劑。
11.如權(quán)利要求10所述的撓性管，其中該UV添加劑是包括在0.Iwt %到0. 3wt%的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的撓性管，其中該UV添加劑包括苯并三唑UV吸收劑以及HALS， 各自所處的標(biāo)準(zhǔn)都在0. 2wt%到0. 3wt%的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物在25°C下呈現(xiàn)一個(gè)至少 0. 1的損耗角正切值(tanS)。
14.如權(quán)利要求13所述的撓性管，其中該損耗角正切值是至少0.30。
15.如權(quán)利要求14所述的撓性管，其中該損耗角正切值是至少0.4。
16.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管呈現(xiàn)不大于1.0英寸的一個(gè)最小彎曲半徑。
17.如權(quán)利要求16所述的撓性管，其中該最小彎曲半徑是不大于0.9英寸。
18.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管在25°C下呈現(xiàn)一個(gè)至少 201bf的抓握性能。
19.如權(quán)利要求18所述的撓性管，其中該撓性管在65°C下呈現(xiàn)一個(gè)至少IOlbf的抓握性能。
20.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該第一層進(jìn)一步包括重量在 0. 到5wt%的范圍內(nèi)的一種銀基抗微生物添加劑。
21.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該第一層形成了該撓性管厚度的 5%到 20%。
22.如權(quán)利要求21所述的撓性管，其中該第一層形成了該撓性管厚度的5%到15%。
23.如權(quán)利要求22所述的撓性管，其中該第一層形成了該撓性管厚度的6%到10%。
24.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管具有不大于250密耳的一個(gè)平均厚度。
25.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管具有至少20密耳的一個(gè)平均厚度。
26.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物具有在40肖氏A級(jí)到90 肖氏A級(jí)范圍內(nèi)的硬度。
27.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該聚烯烴具有40肖氏A級(jí)到50肖氏D級(jí)范圍內(nèi)的硬度。
28.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中在90°C下的儲(chǔ)能模量是至少5MPa。
29.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管具有至少50小時(shí)的泵壽命。
30.如權(quán)利要求四所述的撓性管，其中該泵壽命是至少60小時(shí)。
31.一種撓性管，包括一個(gè)第一層，包括具有不大于150MPa的撓曲模量的一種聚烯烴，該第一層形成該撓性管的一個(gè)內(nèi)表面，該內(nèi)表面限定一個(gè)腔管；以及與該第一層直接相接觸的一個(gè)第二層，該第二層包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物，該共混物在25°C下具有至少0. 1的損耗角正切值(tan δ )。
32.如權(quán)利要求31所述的撓性管，其中該損耗角正切值是至少0.30。
33.如權(quán)利要求32所述的撓性管，其中該損耗角正切值是至少0.40。
34.如權(quán)利要求31所述的撓性管，其中該撓性模量是不大于120MPa。
35.如權(quán)利要求34所述的撓性管，其中該撓性模量是在5MPa到IlOMPa的范圍內(nèi)。
36.如權(quán)利要求31到35中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該第二層形成該撓性管的一個(gè)外表面。
37.如權(quán)利要求31到35中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管具有至少50小時(shí)的泵壽命。
38.一種形成撓性管的方法，該方法包括擠出包括聚烯烴的一個(gè)第一層，該第一層具有一個(gè)不大于150MPa的撓曲模量；并且與該第一層一起共擠出一個(gè)第二層，該第二層直接相接觸該第一層并且被直接結(jié)合到其上，該第二層包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該聚烯烴具有一個(gè)1到30dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
40.如權(quán)利要求38到39中任一項(xiàng)所述的方法，其中該丙烯類聚合物具有在0.ldg/min 到35dg/min范圍內(nèi)的一個(gè)熔體流動(dòng)指數(shù)。
41.如權(quán)利要求38到39中任一項(xiàng)所述的方法，其中該苯乙烯類嵌段共聚物具有一個(gè)至少0. 5dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
42.一種撓性管，包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物，該共混物在 25°C下具有一個(gè)至少0. 1的損耗角正切值(tan δ )，該共混物不含增塑劑或加工助劑。
43.如權(quán)利要求42所述的撓性管，其中該損耗角正切值是至少0.3。
44.如權(quán)利要求43所述的撓性管，其中該損耗角正切值是至少0.4。
45.如權(quán)利要求42所述的撓性管，其中該共混物呈現(xiàn)在-20°C到15°C的范圍內(nèi)的一個(gè)單一的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。
46.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該苯乙烯類嵌段共聚物具有一個(gè)至少0. 5dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
47.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該丙烯類聚合物具有在0.Idg/ min到35dg/min范圍內(nèi)的一個(gè)熔體流動(dòng)指數(shù)。
48.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物包括10襯％到80wt% 的該丙烯類聚合物。
49.如權(quán)利要求48所述的撓性管，其中該共混物包括20wt%到70wt %的該丙烯類聚合物。
50.如權(quán)利要求49所述的撓性管，其中該共混物包括30wt%到60wt%的該丙烯類聚合物。
51.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物包括20wt%到90wt% 的該苯乙烯類嵌段共聚物。
52.如權(quán)利要求51所述的撓性管，其中該共混物包括30wt%到SOwt%的該苯乙烯類嵌段共聚物。
53.如權(quán)利要求52所述的撓性管，其中該共混物包括40wt%到70wt %的該苯乙烯類嵌段共聚物。
54.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該丙烯類聚合物是一種帶有共聚單體的丙烯無(wú)規(guī)共聚物。
55.如權(quán)利要求M所的撓性管，其中該共聚單體包括乙烯。
56.如權(quán)利要求M述的撓性管，其中該共聚單體包括α-烯烴。
57.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該丙烯類聚合物是一種帶有共聚單體的間規(guī)丙烯。
58.如權(quán)利要求57所的撓性管，其中該共聚單體包括乙烯。
59.如權(quán)利要求57述的撓性管，其中該共聚單體包括α-烯烴。
60.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該苯乙烯類嵌段共聚物包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
61.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該苯乙烯類嵌段共聚物包括苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物。
62.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該苯乙烯類嵌段共聚物包括苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物。
63.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該苯乙烯類嵌段共聚物包括苯乙烯-乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
64.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物具有40到90范圍內(nèi)的一個(gè)肖氏A級(jí)硬度。
65.如權(quán)利要求64所述的撓性管，其中硬度是50到85肖氏A級(jí)。
66.如權(quán)利要求65所述的撓性管，其中硬度是60到80肖氏A級(jí)。
67.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物具有一個(gè)不大于 IOOMPa的楊氏模量。
68.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物具有0.8到15MPa的范圍內(nèi)的一個(gè)100%模量。
69.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物具有0.4到6MPa的范圍內(nèi)的一個(gè)300%模量。
70.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該共混物呈現(xiàn)300%到1500%范圍內(nèi)的一個(gè)延伸率。
71.如權(quán)利要求42到45中任一項(xiàng)所述的撓性管，其中該撓性管具有至少50小時(shí)的泵壽命ο
72.一種裝置，包括一個(gè)流體源；以及一個(gè)撓性管，該撓性管在一個(gè)第一端處被連接到該流體源上，該撓性管包括一個(gè)第一層，該第一層包括具有不大于150MPa的撓曲模量的一種聚烯烴材料；以及一個(gè)第二層，該第二層被直接結(jié)合到該第一層上并且與其直接相接觸，該第二層包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物。
73.如權(quán)利要求72所述的裝置，其中該撓性管的一個(gè)第二端被連接到一個(gè)閥門(mén)上。
74.如權(quán)利要求72所述的裝置，其中該撓性管的一個(gè)第二端被連接到一個(gè)配件上。
75.如權(quán)利要求72所述的裝置，其中該撓性管接合一臺(tái)泵。
76.一種撓性管，該撓性管包括一種聚合物的共混物，該共混物包括30wt %到60wt % 范圍內(nèi)的丙烯類聚合物以及40wt%到70wt%范圍內(nèi)的苯乙烯類嵌段共聚物，該共混物在 25°C下呈現(xiàn)一個(gè)至少0. 1的損耗角正切值(tan δ )。
77.如權(quán)利要求76所述的撓性管，其中該撓性管具有一個(gè)至少50小時(shí)的泵壽命。
全文摘要
一種撓性管包括一個(gè)第一層，該第一層包括具有不大于150MPa的撓曲模量的一種聚烯烴材料，并且該撓性管包括直接結(jié)合到該第一層上并且與其直接相接觸的一個(gè)第二層。該第二層包括丙烯類聚合物和苯乙烯類嵌段共聚物的一種共混物。
文檔編號(hào)B32B37/10GK102186669SQ200980141026
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者Z·劉, C·戈盧布, H·薩丁哈, W·E·加夫, M·科爾頓, M·西蒙 申請(qǐng)人:美國(guó)圣戈班性能塑料公司