具有未結合復合阻擋層的管段的制作方法
【專利摘要】公開了管段和用于形成管段的方法。管段包括由聚合物材料形成的空心體，所述空心體具有內表面和外表面，所述內表面限定內部。管段進一步包括圍繞空心體并且未與空心體結合的阻擋層，所述阻擋層具有內表面和外表面。阻擋層由連續(xù)纖維增強熱塑性材料形成。這樣的管段可以是輕重量和柔性的，同時顯示出改進的強度特征。
【專利說明】具有未結合復合阻擋層的管段
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請請求申請日為2012年4月13日的美國臨時專利申請61/623,618、申請日 為2012年6月28日的美國臨時專利申請61/665,423 ;申請日為2012年8月1日的美國 臨時專利申請61/678, 370 ;申請日為2012年9月20日的美國臨時專利申請61/703, 331 ; 申請日為2012年9月28日的美國臨時專利申請61/707,314 ;申請日為2012年10月24 日的美國臨時專利申請61/717, 899 ;和申請日為2012年12月20日的美國臨時專利申請 61/739, 926的申請權益，將它們全部整體援引加入本文。

【背景技術】
[0003] 通常將多層管組件用以輸送油、氣和/或其它合適的流體。特別地，該類管組件被 用于油和氣工業(yè)，例如用于海底應用以及用于油和氣的生產(chǎn)現(xiàn)場。在岸上或海底應用中，例 如將多層管用于提升管、傳輸管道、臍帶管和/或其它合適的管組件。在生產(chǎn)現(xiàn)場應用中， 多層管可以用于提升管、現(xiàn)場出油管道、出口管道和/或其它合適的管組件。
[0004] 多層管組件及其管段，通常包括至少兩層；空心體或內層、以及一般圍繞空心體的 阻擋層或外層。還可包括一般圍繞阻擋層的其它層。各種材料已在努力改進所得管段的各 種性能特性中被用以形成這些層的每一個。此外，已將這些層結合在一起或保持不結合，這 取決于管段的應用和希望的性能。例如美國專利5, 876, 648公開了具有金屬內層和由特別 的可收縮性聚合物形成的外層的管段。美國專利6, 039, 083公開了具有金屬內層和由特別 的聚合物形成的管段。美國專利8, 210, 212公開了具有金屬內層和聚合物外層的管段。美 國專利8, 163, 364公開了具有聚合物層和薄膜層的管段。美國專利申請2009/0301594公 開了具有金屬內層和由聚苯硫醚（PPS)形成的外層的管段。美國專利申請2010/0326558 公開了具有內層和聚合物外層的管段。美國專利申請2011/0041947公開了具有熱塑性內 層和與內層結合的帶外層的管段。日本專利3021435公開了具有熱塑性內層和帶外層的管 段。
[0005] 然而，用于這些已知的管組件的材料不提供許多應用所需的特性。例如，在許多情 況中，特別是在使用聚合物空心芯時，阻擋層保持未增強。因此，總管段的強度可能受限。在 許多情況中，增加另外的層，其圍繞阻擋層，以強化管段。然而，這樣的另外的層給管段增加 了重量并且降低了其柔性。
[0006] 由此，本領域中希望改進的管段和由該管段形成的組件。特別地，使用向總管段提 供增加的強度的阻擋層的管段是希望的。具有增加的強度和柔性的輕重量管段會是特別有 利的。


【發(fā)明內容】

[0007] 依據(jù)本公開的一個實施方案公開內容，公開了一種管段。該管段包括由聚合物材 料形成的空心體，所述空心體具有內表面和外表面，所述內表面限定內部。所述管段還包括 圍繞空心體并且未與空心體結合的阻擋層，所述阻擋層具有內表面和外表面，阻擋層由連 續(xù)纖維增強熱塑性材料形成。
[0008] 根據(jù)本公開的另一個實施方案，公開了用于形成管段的方法。方法包括提供由聚 合物材料形成的空心體，所述空心體具有內表面和外表面，所述內表面限定內部。所述方法 進一步包括用阻擋層圍繞空心體，使得阻擋層與空心體的外表面接觸并且未與空心體的外 表面結合。阻擋層由連續(xù)纖維增強熱塑性材料形成。
[0009] 以下將更詳細地說明本發(fā)明的其他特征和方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 本發(fā)明的完整和可行的公開內容，包括對本領域技術人員來說的最佳模式，更具 體地展示在說明書的剩余部分中，包括參照附圖，其中：
[0011] 圖1示出了根據(jù)本公開的一個實施方案的海底應用中的多個管組件；
[0012] 圖2示出了根據(jù)本公開的一個實施方案的生產(chǎn)現(xiàn)場應用中的多個管組件；
[0013] 圖3是根據(jù)本公開的一個實施方案的多層管段的透視圖；
[0014] 圖4是根據(jù)本公開的另一個實施方案的多層管段的透視圖；
[0015] 圖5是根據(jù)本公開的一個實施方案的多層管段的橫截面視圖；
[0016] 圖6是根據(jù)本公開的一個實施方案的用于形成聚芳硫醚組合物的工藝的示意圖； [0017] 圖7是根據(jù)本公開的一個實施方案的浸漬系統(tǒng)的示意圖；
[0018] 圖8是根據(jù)本公開的一個實施方案的模具的示意圖；
[0019] 圖9是圖8中所示的模具的橫截面圖；
[0020] 圖10是用于根據(jù)本公開的一個實施方案的模具的歧管組件和澆口通道的分解 圖；
[0021] 圖11是根據(jù)本公開的一個實施方案的至少部分限定浸漬區(qū)的第二浸漬板的一個 實施方案的透視圖；
[0022] 圖12是根據(jù)本公開的一個實施方案的浸漬區(qū)的一部分的特寫橫截面視圖；
[0023] 圖13根據(jù)本公開的一個實施方案的浸漬區(qū)的下游端部的特寫橫截面視圖；
[0024] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案公開內容的到達區(qū)的透視圖；
[0025] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案公開內容的到達區(qū)的透視圖；
[0026] 圖16是根據(jù)本公開的一個實施方案的帶的透視圖；
[0027] 圖17是根據(jù)本公開的一個實施方案的帶的橫截面視圖；
[0028] 圖18示出了用于測定本文所述的聚芳硫醚組合物的熔體強度和熔體伸長率的樣 品。
[0029] 圖19示出了溫度變化對本文所述的聚芳硫醚組合物和對比性組合物的缺口 Charpy沖擊強度的影響。
[0030] 圖20是本文所述的聚芳硫醚組合物（圖20A)和對比性聚芳硫醚（圖20B)的掃 描電子顯微鏡圖像。
[0031] 圖21對比了硫酸暴露對本文所述的聚芳硫醚組合物和對比性組合物的強度特性 的影響。
[0032] 圖22提供了本文所述的聚芳硫醚組合物得到的復數(shù)粘度的對數(shù)與剪切速率的函 數(shù)關系。
[0033] 圖23提供了本文所述的聚芳硫醚組合物的熔體強度與亨基應變的函數(shù)關系。 [0034] 圖24提供了本文所述的聚芳硫醚組合物的熔體伸長率與亨基應變的函數(shù)關系。
[0035] 圖25示出了在測定聚芳硫醚組合物對CElO燃料共混物的耐滲透性中測試樣品的 每日重量損失。
[0036] 圖26示出了在測定聚芳硫醚組合物對CM15A燃料共混物的耐滲透性中測試樣品 的每日重量損失。
[0037] 圖27示出了在測定聚芳硫醚組合物對甲醇的耐滲透性中測試樣品的每日重量損 失。
[0038] 本發(fā)明說明書和附圖中重復使用的參照符號旨在表示本發(fā)明的相同或類似的特 征和要素。

【具體實施方式】
[0039] 本領域技術人員將理解本討論僅是示例性實施方案的描述，并且不旨在作為對本 發(fā)明更寬泛方面的限制。
[0040] 一般而言，本發(fā)明涉及管段和用于形成管段的方法。所得管段可用于各種應用，并 且特別是在嚴苛的環(huán)境下，例如在油和氣的應用中。有利的是，用于形成根據(jù)本發(fā)明的管段 的材料可針對特定應用定制，以使其承受特定的環(huán)境和相關的溫度、pH、磨損等。根據(jù)本公 開形成的管段有利的是輕重量的，并且除了高強度和耐受性之外還顯示出柔性。
[0041] 如以下詳細討論的。由根據(jù)本公開形成的多層管段的最內層或空心芯可以由聚合 物材料形成，所述聚合物材料在示例性實施方案中是熱塑性的。內芯可以暴露于相對嚴苛 的環(huán)境，例如油、氣或流動通過其中的其它流體或漿料。將聚合物材料用于形成空心芯為空 心芯提供了改進的耐受性質，例如對磨損和腐蝕的耐受。此外，空心芯可以有利地是輕重量 的。圍繞并且與空心芯接觸的阻擋層可以由連續(xù)纖維增強熱塑性（"CFRT"）材料形成。該 阻擋層和空心芯可以進一步有利地是未結合的。使用未結合的增強阻擋層可以增加管段的 總柔性，同時另外增加總管段的強度，特別是其耐爆裂壓力性和拉伸強度。
[0042] 由此，根據(jù)本公開的管段因此包括聚合物空心體和一個或多個圍繞空心體的CFRT 阻擋層。阻擋層可以未與空心體結合。此外，在示例性的實施方案中，阻擋層是由CFRT材 料形成的帶。由CFRT材料形成的未結合的阻擋層的使用可以向由其形成的管段賦予多個 優(yōu)點。特別是，這樣的管段可以是輕重量和柔性的，同時顯示出改進的強度特性。
[0043] 在一些實施方案中，根據(jù)本公開形成的管段可用于油氣應用中。例如，在海底應用 中，根據(jù)本公開形成的管段可用于提升管、傳輸管道、臍帶管或其它合適的海底管組件。提 升管、傳輸管道等可使油或氣從中通過。臍帶管可包括用于輸送流體和/或電流、信號的各 種元件（element)。例如臍帶管可包括伸長的臍帶管元件（例如兩個或更多個），例如通道 元件、流體管、導電體/電線（例如光學纖維纜線）、鎧裝線等。管段可圍封這些元件。在生 產(chǎn)現(xiàn)場應用中，根據(jù)本公開形成的管段可用于提升管、現(xiàn)場出油管道、出口管道和/或其它 合適的管組件。
[0044] 圖1示出了海底管道系統(tǒng)10的一個實施方案，其是其中可利用根據(jù)本公開形成 的管段的一項應用。管道系統(tǒng)10可包括一個或多個管段100,并且在海底設備14,例如井 眼和容器16,例如鉆探裝備、船只等之間延伸，或在兩個容器16之間延伸，或以其它方式延 伸。海底設備14可與水體22的底部20相鄰。容器16和/或海底設備14可永久性地安 裝在水體22中或在水體22中可移動。在某些實施方案中，海底管道系統(tǒng)10可用于約2500 米或更深，在一些情況中為約4000米或更深，并且在一些實施方案中為約5000至約15000 米的深度的水中。海底管道系統(tǒng)900可橫跨這些深度的大部分。
[0045] 在不例實施方案中，海底管道系統(tǒng)10被用于在海底設備14和容器16之間輸送液 體（例如油）或氣，或用于包含其中的各種部件。管道系統(tǒng)10由此可包括例如提升管24、 傳輸管道26、臍帶管或合適于其它應用的管組件。根據(jù)本公開的管段100可用于形成任何 一個或多個這些管道組件。
[0046] 圖2示出了在各種管道組件中可結合根據(jù)本公開的管段的典型生產(chǎn)現(xiàn)場。如可見 的，該現(xiàn)場可包括固定的提升管31，其可從海床32將生產(chǎn)流體攜帶至平臺35。該現(xiàn)場可包 括現(xiàn)場出油管道33,其可在現(xiàn)場內攜帶生產(chǎn)流體、支持流體、臍帶管等。此外，提升管31和 現(xiàn)場出油管道33兩者可以是成束管道，如以上討論的。該系統(tǒng)還包括多個管段連接34,在 該點不同出油管可合并，例如用于形成成束的提升管和/或在該處單個出油管可例如通過 擴展而改變。該系統(tǒng)還包括多個衛(wèi)星井38,從其得到烴生產(chǎn)流體和歧管。出口管道37可從 平臺35將生產(chǎn)流體攜帶至海岸、儲存設備或輸送容器。出口管道37還可包括一個或多個 橫越管（crossing) 36以繞過其他出油管，例如另一管道39。根據(jù)本公開的管段100可用于 形成任何一個或多個這些管組件。
[0047] 圖3-5示出了根據(jù)本公開的各個實施方案的管段100。管段100包括空心體102。 如其所示，空心體102具有內表面104和外表面106。內表面104限定空心體102的內部 108,合適的材料,例如上述的液體或氣體可流動通過其。在示例實施方案中，空心體102 - 般可以是柱形的，其具有圓形或橢圓形的橫截面輪廓。替代地，空心體102可具有任何合適 的形狀，其可以是恒定或可變化的?？招捏w102可沿著縱軸110延伸。應注意的是，縱向110 是一般穿過空心體102的中心的方向，并可對應例如穿過空心體102的流動方向。由此，縱 向110可以根據(jù)空心體102的曲率所需的任何合適的角度彎曲。
[0048] 空心體102可由適合的聚合物材料形成，其在示例性實施方案中可以是熱塑性材 料但是替代地可以是熱固性材料。用于根據(jù)本公開的空心體102的適合的熱塑性聚合物包 括，例如，聚烯烴（例如，聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等）、聚酯（例如，聚對苯二甲酸丁二酯 ("PBT")）、聚碳酸酯、聚酰胺（例如，PA12，Nyl〇n?)、聚醚酮（例如，聚醚醚酮（"PEEK")）、 聚醚酰亞胺、聚亞芳基酮（例如，聚苯二酮（"PPDK"））、液晶聚合物、聚芳硫醚（例如，聚 苯硫醚（"PPS"）、聚（亞聯(lián)苯硫醚酮）、聚（苯硫醚二酮）、聚（亞聯(lián)苯硫醚）等）、含氟 聚合物（例如，聚四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚聚合物、全氟烷氧基烷烴聚合物、四氟乙烯 (petrafluoroethylene)聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物等）、聚縮醒、聚氨酯、聚碳酸酯、苯 乙烯聚合物（例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯（"ABS"））等。
[0049] 在示例性實施方案中，聚合物材料可以擠出以形成空心體102,如圖4和5中所示。 替代地，空心體102可以由帶形成，所述帶由聚合物材料形成，如圖3中所示，或具有任何其 它適合的構成（formation)。
[0050] 根據(jù)本公開的管段102還包括一個或多個阻擋層120。各阻擋層120 -般可圍繞 空心體102。最內側的阻擋層120 (相對于空心體102)可以與空心體102接觸，并且圍繞 的外側阻擋層120可各自與相鄰的阻擋層120接觸，例如圖4所示。阻擋層120具有內表 面122和外表面124。當最內側的阻擋層120圍繞空心體102時，內表面122可接觸空心體 102,例如其最外側表面106。
[0051]阻擋層120可以未與空心體102結合。然而，在其中使用多于一個阻擋層120的 一些實施方案中，這些阻擋層120可與彼此結合。阻擋層120的結合可涉及將阻擋層120 加熱至固結溫度。加熱可以在模具、加熱器中實施，或另外在阻擋層120或其帶的形成過程 中實施，或可以分開實施。合適的熱源可以是例如紅外、熱氣、激光或其他。固結溫度是使 得相鄰的阻擋層120固結，并由此結合在一起的溫度。例如，特定聚合物樹脂的固結溫度可 以是熔點溫度，或在低于熔點溫度約20°C、15°C、KTC或5°C和該聚合物樹脂的熔點溫度之 間的溫度。結合可另外包括將阻擋層120固結在一起。固結可涉及例如將阻擋層120壓制 在一起，或簡單地使阻擋層120在其加熱后保持接觸。結合可另外包括在固結并由此結合 之后冷卻阻擋層120。
[0052] 如以上討論和以下詳細討論的，根據(jù)本公開的阻擋層120由連續(xù)纖維增強熱塑性 材料形成。用于根據(jù)本公開的阻擋層120的適合的熱塑性材料包括，例如，聚烯烴（例如， 聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等）、聚酯（例如，聚對苯二甲酸乙二酯（"PBT"））、聚碳酸酯、 聚酰胺（例如，PA12,Nylon?)、聚醚酮（例如，聚醚醚酮（"PEEK"））、聚醚酰亞胺、聚亞芳 基酮（例如，聚苯二酮（"PPDK"））、液晶聚合物、聚芳硫醚（例如，聚苯硫醚（"PPS"）、聚 (亞聯(lián)苯硫醚酮）、聚（苯硫醚二酮）、聚（亞聯(lián)苯硫醚）等）、含氟聚合物（例如，聚四氟乙 烯-全氟甲基乙烯基醚聚合物、全氟燒氧基燒經(jīng)聚合物、四氟乙烯（petrafIuoroethylene) 聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物等）、聚縮醛、聚氨酯、聚碳酸酯、苯乙烯聚合物（例如，丙烯 腈丁二烯苯乙烯（"ABS"））等。
[0053] 用于形成根據(jù)本公開的阻擋層120的熱塑性材料可以進一步包括嵌入其中的多 根纖維以增強熱塑性材料。在示例性實施方案中，阻擋層120包括多根連續(xù)纖維，盡管應該 理解長纖維也可以另外地包含于其中。纖維可以分散在形成阻擋層120的熱塑性材料中。 如本文所用，術語"長纖維"一般是指不連續(xù)的纖維、絲、紗線或粗紗，并且與"連續(xù)纖維"相 對，其一般是指長度一般僅由部件長度限制的纖維、絲、紗線或粗紗。分散在聚合物材料中 用于形成阻擋層120的纖維可以由本領域中已知的任何常規(guī)材料形成，例如金屬纖維、玻 璃纖維（如E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、S-玻璃例如Sl-玻璃或 S2-玻璃等）、碳纖維（例如石墨）、硼纖維、陶瓷纖維（如氧化鋁或二氧化硅）、芳族聚酰胺 纖維（如由E.I，duPontdeNemours,Wilmington,Del.市場化的Kevlar? )、合成有機 纖維（如聚酰胺、聚乙烯、對亞苯基（paraphenylene)、對苯二甲酰胺、對苯二甲酸乙二酯和 聚苯硫醚）和已知用于增強聚合物組合物的多種其它天然或合成無機或有機纖維材料。玻 璃纖維、碳纖維和芳族聚酰胺纖維是特別理想的。
[0054] 在示例性實施方案中，連續(xù)纖維可以是大體上單向的，如圖16中所示。此外，在示 例性實施方案中，阻擋層120是由CFRT材料形成的帶。在其它實施方案中，阻擋層120可 以，例如，擠出在空心體102上。
[0055] 在一些示例性實施方案中，阻擋層120可以由聚芳硫醚組合物形成，所述聚芳硫 醚組合物顯示出極佳的強度和柔性特性，以及耐受由于與例如水、油、氣、合成或天然化學 品等接觸產(chǎn)生的化學降解的耐化學降解性。有益的是，即使當用于管線應用中可能遇到的 極端溫度，例如高溫和低溫的應用時，所述聚芳硫醚組合物可維持良好的物理特性。所述聚 芳硫醚還可在該材料受到極端溫度波動的條件下維持良好的物理特性。
[0056] 根據(jù)本公開的聚芳硫醚組合物可根據(jù)熔體加工技術形成，其包括將聚芳硫醚與沖 擊改性劑組合而形成混合物，并對混合物施加動態(tài)硫化。更具體地，所述聚芳硫醚可與沖 擊改性劑組合，并且該混合物可施以剪切條件使得沖擊改性劑良好地分布在整個聚芳硫醚 中。在混合物形成之后，可加入多官能交聯(lián)劑。所述多官能交聯(lián)劑可與混合物的組分反應 而在組合物中，例如在沖擊改性劑的聚合物鏈內和鏈間形成交聯(lián)。
[0057] 不希望受限于任何特定理論，相信通過在將沖擊改性劑分布在整個聚芳硫醚之 后，向聚芳硫醚組合物加入多官能交聯(lián)劑，可改進在熔體加工單元中聚芳硫醚、沖擊改性劑 和交聯(lián)劑之間的相互作用，造成經(jīng)交聯(lián)的沖擊改性劑在整個組合物中的分布改進。經(jīng)交聯(lián) 的沖擊改性劑在整個組合物中分布的改進可改進組合物的強度和柔性特性，例如組合物在 變形下的維持強度的能力，并提供組合物良好的可加工性，其可用于形成可顯示出極佳的 在各種條件下耐降解性的產(chǎn)品。
[0058] 根據(jù)一個實施方案，形成工藝可包括聚芳硫醚的官能化。該實施方案可提供額外 的位點用于沖擊改性劑和聚芳硫醚之間的結合，其還可改進沖擊改性劑在整個聚芳硫醚中 的分布，并進一步防止相分離。此外，聚芳硫醚的官能化可包括聚芳硫醚鏈的切斷，其可降 低組合物的熔體粘度，并改進可加工性。這還可提供作為低鹵素組合物，例如低氯組合物的 聚芳硫醚組合物，其顯示出極佳的物理特性和高耐降解性。
[0059] 為了向聚芳硫醚組合物提供進一步的改進，可形成根據(jù)標準實踐包含其他常規(guī)添 加劑，例如填料、潤滑劑、著色劑等的所述組合物。
[0060] 所述聚芳硫醚組合物的高強度和柔性特性可通過測試材料的拉伸性質、彎曲性質 和/或沖擊性質而證明。例如，所述聚芳硫醚組合物可具有根據(jù)ISO測試第179-1號（技 術上等同于ASTMD256,方法B)在23°C下測定的大于約3kJ/m2,大于約3. 5kJ/m2,大于約 5kJ/m2,大于約 10kJ/m2,大于約 15kJ/m2,大于約 30kJ/m2,大于約 33kJ/m2,大于約 40kJ/m2, 大于約45kJ/m2,或大于約50kJ/m2的缺口Charpy沖擊強度。在ISO測試第180號（技術 上等同于ASTMD256)的測試條件下在23°C下，無缺口Charpy樣品不破裂。
[0061] 有益的是，所述聚芳硫醚組合物即使在極端溫度，包括高溫和低溫下也可維持良 好的物理特性。例如所述聚芳硫醚組合物可具有根據(jù)ISO測試第179-1號在-30°c下測定 的大于約8kJ/m2,大于約9kJ/m2,大于約10kJ/m2,大于約14kJ/m2,大于約15kJ/m2,大于約 18kJ/m2或大于約20kJ/m2的缺口Charpy沖擊強度；并且可具有根據(jù)ISO測試第179-1號 在-40°C下測定的大于約8kJ/m2,大于約9kJ/m2,大于約10kJ/m2,大于約llkj/m2,大于約 12kJ/m2,或大于約15kJ/m2的缺口Charpy沖擊強度。
[0062] 此外，溫度變化對所述聚芳硫醚組合物的影響可出人意料地小。例如根據(jù)ISO測 試第179-1號在23°C下與_30°C下測定的缺口Charpy沖擊強度的比例可以為大于約3. 5， 大于約3. 6,或大于約3. 7。由此，并且如以下的實施例部分中更詳細描述的，隨著溫度提 高，所述聚芳硫醚組合物的沖擊強度也如預期地提高，但是沖擊強度的提高速率非常高，特 別是相比于不含動態(tài)交聯(lián)的沖擊改性劑的組合物。由此，所述聚芳硫醚組合物可顯示出在 寬范圍的溫度下極佳的強度特性。
[0063] 所述聚芳硫醚組合物可顯示出非常良好的拉伸特性。例如，所述聚芳硫醚組合物 可具有在大于約4. 5 %，大于約6 %，大于約7 %，大于約10%，大于約25%，大于約35%，大 于約50 %，大于約70 %，大于約75 %，大于約80 %，或大于約90 %的屈服拉伸伸長率。相似 地，斷裂拉伸伸長率可以非常高，例如大于約10%，大于約25%，大于約35%，大于約50%， 大于約70 %，大于約75 %，大于約80 %，或大于約90 %。斷裂應變可以為大于約5 %，大于 約15%，大于約20%，或大于約25%。例如，斷裂應變可以為約90%。屈服應變同樣是高 的，例如大于約5%，大于約15%，大于約20%，或大于約25%。屈服應力可以為例如，大于 約50 %或大于約53%。所述聚芳硫醚組合物可具有大于約30MPa，大于約35MPa，大于約 40MPa，大于約45MPa，或大于約70MPa的斷裂拉伸強度。
[0064] 此外，所述聚芳硫醚組合物可具有相對低的拉伸模量。例如，所述聚芳硫醚組合物 可以為如具有根據(jù)ISO測試第527號在23°C的溫度下和5mm/min的測試速度下測定的低于 約3000MPa，低于約2300MPa，低于約2000MPa，低于約1500MPa，或低于約IlOOMPa的拉伸模 量。
[0065] 所述聚芳硫醚組合物還可顯示出在退火后良好的特性。例如，在約230°C的溫度下 退火約2小時的時間段之后，組合物的拉伸模量可以為低于約2500MPa，低于約2300MPa，或 低于約2250MPa。退火后的拉伸斷裂強度可以為如根據(jù)ISO測試第527號在23°C的溫度下 和5mm/min的測試速度下測定的大于約50MPa，或大于約55MPa。
[0066] 所述聚芳硫醚組合物還可在高溫下連續(xù)使用，例如在高達約150°C、約160°C，或 約165°C的溫度下連續(xù)使用而不損失拉伸強度。例如，所述聚芳硫醚組合物在165°C下加熱 老化1000小時后可維持大于初始拉伸強度的約95%，例如為約100%，并且可在135°C下加 熱老化1000小時后可維持大于初始屈服拉伸伸長率的約95%，例如約100%。
[0067] 拉伸特性可根據(jù)根據(jù)ISO測試第527號在23°C下和5mm/min或50mm/min的測試 速度下（技術上等同于ASTMD623,在23°C下）測定。
[0068] 組合物彎曲特性可根據(jù)ISO測試第178號（技術上等同于ASTMD790,在23°C的 溫度下和2mm/min的測試速度下測試。例如，組合物的彎曲模量可以為低于約2500MPa，低 于約2300MPa，低于約2000MPa，低于約1800MPa，或低于約1500MPa。所述聚芳硫醚組合物 可具有大于約30MPa，大于約35MPa，大于約40MPa，大于約45MPa，或大于約70MPa的斷裂彎 曲強度。
[0069] 所述聚芳硫醚組合物的負載下變形溫度可以是非常高的。例如，所述聚芳硫醚組 合物的負載下變形溫度可以為如根據(jù)ISO測試第75-2號（技術上等同于ASTMD790)在 1.8MPa下測試的大于約80°C，大于約90°C，大于約100°C，或大于約105°C。
[0070] 如根據(jù)當以50K/hr的加熱速率使用10N負載時的Vicat A測試所測量的，Vicat 軟化點可以為大于約200°C或大于約250°C，例如約270°C。對于Vicat B測試，當以50K/ hr的加熱速率使用50N負載時，Vicat軟化點可以為大于約100°C，大于約150°C下大于約 175°C，或大于約190°C，例如約200°C。Vicat軟化點可以根據(jù)ISO測試第306號（技術上 等同于ASTM D1525)測定。
[0071] 所述聚芳硫醚組合物在長期暴露于嚴苛的環(huán)境條件的過程中還可顯示出極佳的 穩(wěn)定性。例如，在長期暴露于酸性環(huán)境時，所述聚芳硫醚組合物可顯示出極少的強度特性損 失。例如，在暴露于強酸（例如約5%或更大的強酸，例如硫酸、鹽酸、硝酸、高氯酸等的溶 液）500小時后，所述聚芳硫醚組合物可顯示出在約40°C下在暴露于強酸溶液500小時后的 缺口Charpy沖擊強度損失低于約17%，或低于約16%，并可顯示出在約80°C下在暴露于強 酸溶液500小時后的缺口Charpy沖擊強度損失低于約25%，或低于約22%。甚至在更嚴 苛的條件下，例如在約80°C的溫度下保持在10%的硫酸溶液中1000小時，所述聚芳硫醚組 合物可維持初始缺口Charpy沖擊強度的約80%或更大。所述聚芳硫醚組合物在暴露于其 他可能的降解性材料，例如鹽之后還可維持理想的強度特性。
[0072] 耐滲透性對于聚芳硫醚組合物的寬范圍的應用，例如當將組合物用于形成燃料管 道、儲存槽等時可以是重要的。所述聚芳硫醚組合物可顯示出極佳的對各種各樣的材料的 耐滲透性。例如，由所述聚芳硫醚組合物形成的成型產(chǎn)品可顯示出的對燃料或燃料源（例 如汽油、柴油、噴氣燃料、未精煉或精煉的油等）的耐滲透性低于約3g-mm/m2-天，低于約 2g-mm/m2-天，低于約lg-mm/m2-天，或低于約0. 5g-mm/m2-天。例如，所述聚芳硫醚組合物 (或由聚芳硫醚組合物形成的產(chǎn)品）可顯示出對重量比為10:45:45的乙醇/異辛烷/甲 苯的乙醇共混物在40°C下的耐滲透性低于約3g-mm/m2-天，低于約2. 5g-mm/m2-天，低于 約lg-mm/m2-天，或低于約0.lg-mm/m2-天。對15重量％的甲醇和85重量％的氧化燃料 (CM15A)的共混物在40°C下的耐滲透性可以低于約3g-mm/m2-天，低于約2. 5g-mm/m2-天， 低于約lg-mm/m2-天,低于約0· 5g-mm/m2-天,低于約0· 3g-mm/m2-天,或低于約0· 15g-mm/ m2-天。對甲醇在4(TC下的耐滲透性可以低于約lg-mm/m2-天，低于約0.5g-mm/m2-天，低 于約0. 25g-mm/m2-天,低于約0. lg-mm/m2-天,或低于約0. 06g-mm/m2-天。耐滲透性可根 據(jù)SAE測試方法第J2665號進行測定。此外，所述聚芳硫醚組合物在長期暴露于烴之后可 維持初始密度。例如，所述組合物在長期（例如大于約14天）暴露于烴，例如庚烷、環(huán)己 烷、甲苯等、或烴的組合之后可維持大于約95%的初始密度，大于約96%的初始密度，例如 約99 %的初始密度。
[0073] 所述聚芳硫醚組合物還可耐受材料，特別是烴的吸收。例如，由所述組合物形成的 模制結構在130°C的溫度下暴露于烴經(jīng)過約2周的時間段之后可顯示出低于約25%，低于 約20%，或低于約14%的體積變化。
[0074] 所述聚芳硫醚組合物可顯示出良好的耐熱性和阻燃特性。例如所述組合物可 在0.2毫米厚度下滿足V-O可燃性標準。阻燃效力可根據(jù)"TestforFla_abilityof PlasticMaterialsforPartsinDevicesandAppliances"，第五版，1996 年 10 月 29 日 的UL94垂直燃燒測試流程進行測定。根據(jù)UL94測試的等級列于下表中：
[0075]

【權利要求】
1. 管段，包含： 由聚合物材料形成的空心體，所述空心體具有內表面和外表面，所述內表面限定內 部； 圍繞空心體并且未與空心體結合的阻擋層，所述阻擋層具有內表面和外表面，所述阻 擋層由連續(xù)纖維增強熱塑性材料形成。
2. 權利要求1的管段，其中阻擋層為帶。
3. 權利要求2的管段，其中帶相對于空心體的縱軸大體上螺旋地纏繞于空心體周圍。
4. 前述權利要求中任一項的管段，其中連續(xù)纖維是大體上單向的。
5. 前述權利要求中任一項的管段，其中空心體由熱塑性材料形成。
6. 前述權利要求中任一項的管段，其中連續(xù)纖維為碳纖維。
7. 權利要求1-5中任一項的管段，其中連續(xù)纖維為玻璃纖維。
8. 權利要求1-5中任一項的管段，其中連續(xù)纖維為芳族聚酰胺纖維。
9. 前述權利要求中任一項的管段，其中熱塑性材料為聚芳硫醚組合物。
10. 權利要求9的管段，其中聚芳硫醚組合物包含聚芳硫醚和經(jīng)交聯(lián)的沖擊改性劑。
11. 前述權利要求中任一項的管段，其中阻擋層為多個阻擋層。
12. 用于形成管段的方法，所述方法包括： 用阻擋層圍繞空心體，使得阻擋層與空心體的外表面接觸并且未結合，阻擋層由連續(xù) 纖維增強熱塑性材料形成。
13. 權利要求12的方法，其中圍繞步驟包括將阻擋層相對于空心體的縱軸大體上螺旋 地纏繞在空心體周圍。
14. 權利要求12-13中任一項的方法，其中阻擋層是由連續(xù)纖維增強熱塑性材料形成 的帶。
15. 權利要求12-14中任一項的方法，其進一步包括形成帶，形成步驟包括： 使熱塑性樹脂流動通過模具的歧管組件，所述歧管組件包括多個支流道； 用所述樹脂涂布至少一根纖維粗紗；和 使經(jīng)涂布的粗紗橫貫通過模具的浸漬區(qū)以用樹脂浸漬粗紗。
【文檔編號】C08L63/00GK104220529SQ201380019624
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權日:2012年4月13日
【發(fā)明者】M·A·魯比, D·W·伊斯泰普, A·H·約翰遜, 駱蓉, 趙新宇, J·J·戈蘭西, C·麥格雷迪 申請人:提克納有限責任公司