低滲透的泵軟管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明針對適于在燃料（諸如汽油、乙醇汽油、柴油和生物柴油）的輸送中使用的 軟管。這些軟管對于與常規(guī)的和蒸汽回收燃料分配泵（諸如用于給汽車和卡車加油的那 些）結(jié)合中的使用而言是特別有價值的。
【背景技術(shù)】
[0002] 對燃料泵所用的軟管（諸如在汽油加油站和卡車休息站所使用的那些）存在廣泛 的性能需求。例如，這種軟管必須結(jié)實、耐用、柔性、耐有機(jī)溶劑、耐體積膨脹、提供較長的使 用壽命、并且具有對汽油的低滲透性。這種燃料軟管還必須能夠以防止燃料逸出的方式結(jié) 合到配件（fittings)。
[0003] 目前存在進(jìn)一步改進(jìn)這種軟管的要求，以使它們對于燃料（諸如汽油、乙醇汽油 (含有大量諸如10%或更多乙醇的汽油）、柴油和生物柴油）甚至更少的滲透。這是因為移 動穿過軟管的燃料最終蒸發(fā)并逸出到大氣內(nèi)，這是一個環(huán)境問題。因此，這種軟管必須遵守 由環(huán)境保護(hù)局、加州空氣資源委員會和許多其它政府機(jī)關(guān)強(qiáng)制規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)。然而，改進(jìn) 這種軟管的對燃料特別是乙醇汽油滲透的抗性而不損害軟管所需的物理和化學(xué)特性已被 證實是一項非常困難的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的泵軟管（curbpumphose)(燃料軟管）提供對汽油和乙醇汽油相當(dāng)高水 平的抗?jié)B透性（小于10克/平方米/天）。這是在不損害軟管的其它重要特性的情況下實 現(xiàn)的，所述特性諸如強(qiáng)度、耐用性、柔性和耐體積膨脹性。這些軟管還提供較長的使用壽命， 并且能夠以防止燃料逸出的方式聯(lián)接到配件。
[0005] 本主題發(fā)明更具體地公開了一種泵軟管，其包括：（a)管層，其中所述管層包括第 一丁腈橡膠，所述第一丁腈橡膠具有在約28重量％至約50重量％范圍內(nèi)的丙烯腈含量， 并且其中所述管層包括第三丁腈橡膠，所述第三丁腈橡膠包括至少一種含氟熱塑性聚合 物（fluorothermoplastic)粘合促進(jìn)劑（adhesionpromotingagent) ;(b)位于管層上 的屏障層（barrierlayer)，其中所述屏障層包括含氟熱塑性聚合物；（c)位于屏障層上 的摩擦層，其中所述摩擦層包括第二丁腈橡膠，所述第二丁腈橡膠具有在約28重量％至約 50重量％范圍內(nèi)的丙烯腈含量，并且其中所述摩擦層還包括第三丁腈橡膠，所述第三丁腈 橡膠包括至少一種含氟熱塑性粘合促進(jìn)劑；（d)位于摩擦層上的增強(qiáng)層（reinforcement layer)，其中所述增強(qiáng)層包括編織鋼絲，其中所述編織鋼絲具有在約30%至約60%范圍內(nèi) 的絲包覆率；以及（e)位于增強(qiáng)層上的包封層，其中所述包封層包括聚氯乙烯。
[0006] 本發(fā)明還披露了一種泵軟管，其包括：(a)管層，其中所述管層包括第一丁腈橡 膠，所述第一丁腈橡膠具有在約25重量％至約50重量％范圍內(nèi)的丙烯腈含量；(b)位于管 層上的連接層（tielayer)，其中所述連接層包括第三丁腈橡膠，所述第三丁腈橡膠包括至 少一種含氟熱塑性粘合促進(jìn)劑；（c)屏障層，其位于連接層上，其中所述屏障層包括含氟熱 塑性聚合物；(d)位于屏障層上的摩擦層，其中所述摩擦層包括第二丁腈橡膠，所述第二丁 腈橡膠具有在約15重量％至約50重量％范圍內(nèi)的丙烯腈含量，并且其中所述摩擦層還包 括第三丁腈橡膠，所述第三丁腈橡膠包括至少一種含氟熱塑性粘合促進(jìn)劑；(e)位于摩擦 層上的增強(qiáng)層，其中所述增強(qiáng)層包括編織鋼絲，其中所述編織鋼絲具有在約30%至約60% 范圍內(nèi)的絲包覆率；以及（f)位于增強(qiáng)層上的包封層，其中所述包封層包括聚氯乙烯。
【附圖說明】
[0007] 圖1是示出其中各種層的本發(fā)明的泵軟管的剖視圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明泵的另一替代性實施例的剖視圖，其包括位于所述管層和屏障層之 間的連接層。
[0009] 圖3示出具有位于摩擦層上的絲編織圖案的增強(qiáng)層（未示出包封層）。
【具體實施方式】
[0010] 本發(fā)明的泵軟管10在圖1中示出并且通常具有約0.720英寸到0.780英寸的內(nèi) 徑和約1. 115英寸到1. 165英寸的外徑。軟管10具有相對于軟管的徑向方向以及縱向的 軟管軸線的管層（芯層）1。管層1是軟管的最內(nèi)層。該管狀內(nèi)部芯層限定軟管的管腔11 并通常為約0. 045英寸到0. 095英寸厚。管層更通常為從0. 060英寸到0. 080英寸厚。管 狀內(nèi)部芯層1在本領(lǐng)域內(nèi)通常被簡稱為"管"或簡稱為"芯"。
[0011] 管層1包括第一丁腈橡膠，所述第一丁腈橡膠具有在約28重量％到約50重量％ 范圍內(nèi)的丙烯腈含量。第一丁腈橡膠通常地具有在約30重量％到約45重量％范圍內(nèi)的 丙烯腈含量，并將更通常地具有在約35重量％到約45重量％范圍內(nèi)的丙烯腈含量。在許 多情況下，第一丁腈橡膠將具有在約38重量％到約42重量％范圍內(nèi)的丙烯腈含量。在管 層中使用的第一丁腈橡膠用過氧化物固化劑（peroxidecurative)和助劑（coagent)固化 (cured)，所述過氧化物固化劑和助劑在約4至10份（phr:在每100重量份橡膠中的重量 份）的水平。
[0012] 例如，軟管的管層中所采用的丁腈橡膠在固化過程中可使用的過氧化物諸如過氧 化二異丙苯，a-a雙（叔丁基過氧化）二異丙苯，過氧化苯甲酰，2, 4-二氯過氧化苯甲酰， 1，1-雙（叔丁基過氧）3, 3, 5-三甲基環(huán)己烷，2, 5-二甲基-2, 5-雙（叔丁基過氧化）己 烷，2, 5-二甲基-2, 5-雙（叔丁基過氧化）己炔-3,和正丁基4, 4-雙（叔丁基過氧）戊酸 醋（n_butyl4, 4-bis(t_butylperoxy)valerate)。最優(yōu)選和可商購到的過氧化物固化劑是 來自Arkema公司的Di- Cup?40KE和Vul-Cup?40KE。基于100份的基礎(chǔ)聚合物（base polymer)通常采用從1到約10份的過氧化物。
[0013] 在本發(fā)明的軟管管層中使用的丁腈橡膠也可含有對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員 公知的常規(guī)或適當(dāng)量的各種添加劑。這種添加劑可包括但不限于用于防止過快固化的阻滯 劑、抗氧化劑、加工助劑、補(bǔ)強(qiáng)劑（reinforcingagents)和填料，所述填料諸如炭黑、白炭黑 (silica)、其它礦物填料、木質(zhì)素以及類似物。補(bǔ)強(qiáng)填料通常在50份至150份范圍內(nèi)的水 平下使用。
[0014] 在管層中使用的第一丁腈橡膠還包括至少一種含氟熱塑性粘合促進(jìn)劑。這 種粘合促進(jìn)劑包括：(a)至少一種金屬氧化物，其選自于由氧化鎂、氧化鈣、和水滑石 (hyrdrotalcite)所構(gòu)成的組；和（b)有機(jī)鐵鹽或二胺鹽。金屬氧化物通常地以15份至40 份范圍內(nèi)的水平存在，優(yōu)選以20份至30份范圍內(nèi)的水平存在。有機(jī)鑰鹽通常以約3份至 8份范圍內(nèi)的水平存在，同時二胺鹽以1份至4份范圍內(nèi)的水平存在。對于有機(jī)鑰鹽而言 優(yōu)選以4份至6份范圍內(nèi)的水平存在，同時二胺鹽以2份至3份范圍內(nèi)的水平存在?？稍?管層中使用的附加的丁腈橡膠配方在美國專利6, 270, 901和美國專利6, 482, 522中有所描 述。美國專利6, 270, 901和美國專利6, 482, 522的教導(dǎo)出于描述可在本發(fā)明的軟管管層中 使用的各種丁腈橡膠配方的目的通過引用并入本文。
[0015] 屏障層2位于管層1的外面。屏障層包括含氟熱塑性聚合物且通常地為從0. 003 英寸至0. 017英寸厚。屏障層更通常地為從0. 006英寸至0. 014英寸厚。所述含氟熱塑性聚 合物通常是半結(jié)晶含氟聚合物，其具有在l〇〇°C至275°C范圍內(nèi)并且通常在120°C至250°C 范圍內(nèi)的峰值熔融溫度，如通過ASTMD4591所測定的那樣。在許多情況下，該半結(jié)晶含氟 聚合物將具有在130°C至200°C范圍內(nèi)的峰值熔融溫度。對于半結(jié)晶含氟聚合物而言具有 在140°C至185°C范圍內(nèi)的峰值熔融溫度通常是優(yōu)選的。對于半結(jié)晶含氟聚合物而言具有 在150°C至175°C范圍內(nèi)的峰值熔融溫度通常是更優(yōu)選的。對于半結(jié)晶含氟聚合物而言具 有在160°C至170°C范圍內(nèi)的峰值熔融溫度通常是最優(yōu)選的。
[0016] 半結(jié)晶含氟聚合物將通常具有在25, 000至1，000, 000范圍內(nèi)的數(shù)均分子量，小 于5重量％的氫含量，以及在65重量％至76重量％范圍內(nèi)的氟含量。半結(jié)晶含氟聚合 物將通常包括六氟丙稀、偏氟乙?。╲inylidenedifluoride)和四氟乙稀的共聚重復(fù)單元 (interpolymerizedrepeatunits)，其中在半結(jié)晶含氟聚合物中的重復(fù)單元以基本隨機(jī) 的順序分布。六氟丙烯重復(fù)單元通常以在50重量％至70重量％范圍內(nèi)的水平存在，其中 所述偏氟乙烯重復(fù)單元以在10重量％至30重量％范圍內(nèi)的水平存在，并且其中四氟乙烯 重復(fù)單元以在10重量％至30重量％范圍內(nèi)的水平存在。
[0017] 在半結(jié)晶含氟聚合物中六氟丙烯重復(fù)單元通常以在55重量％至65重量％范圍內(nèi) 的水平存在，其中所述偏氟乙烯重復(fù)單元以在15重量％至25重量％范圍內(nèi)的水