CN105658429B - 层状管和用于其中的层 - Google Patents
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Abstract
用于引导液压流体的层包括第一氟聚合物、第一交联剂、和抗静电添加剂。第一氟聚合物的存在量大于60重量份，第一交联剂的存在量为约1至约10重量份，并且抗静电添加剂的存在量为约0.4至约4重量份，各项均基于100重量份的层。层可被包括在层状管中。除该层外，层状管还包括外层。外层包括与第一氟聚合物相同或不同的第二氟聚合物。第二氟聚合物的存在量基于100重量份的外层大于60重量份。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2013年5月10日提交的美国临时申请序列号61/822,016的优先权，其公开的全部内容被引入本文作为参考。另外，本申请是2013年12月30日提交的申请序列号14/143,519的部分延续，其要求2012年12月28日提交的美国临时申请序列号61/746,840的优先权，其公开的全部内容被引入本文作为参考。
发明领域
本发明总体上涉及引导液压流体的层状管(layered tube)以及可用于层状管的单独层。层状管和层可用作软管组合件(hose assembly)的构件。
发明背景
常规的软管组合件已知在很多产业中输送流体。作为一个实例，在航空业中，软管组合件一般包括层状管，并且常常需要具有挠性和能够在持续暴露于侵蚀性液压流体(例如，)和高压(例如，5,000psi)期间耐受宽泛温度变化(例如，-65°F至275°F之间(-55℃和135℃之间))的反复热循环。常规的软管组合件，尤其常规软管组合件的层状管，可在暴露于侵蚀性液压流体和高压(例如，5,000psi)期间长期暴露于反复热循环后开始显示可见的耗损标志，具体地在常规软管组合件挠曲或弯曲的位置处。更具体地，常规软管组合件可产生白色标记或“应力”标记，其一般首先出现在常规软管组合件挠曲或弯曲的位置处。通常，在微观水平观察时，这些应力标记包含微观空隙或孔。具有这些应力标记的常规软管组合件可允许少量液压流体迁移或渗透(即，泄漏)穿过常规软管组合件的微观空隙。如果液压流体迁移或渗透穿过常规软管组合件，灰尘可聚集在常规软管组合件的表面上。在航空业中，发生泄漏和/或表面聚集灰尘的常规软管组合件是不期望的。因此，仍有可能开发改良的软管组合件及其改良的构件。
发明概述和优点
本公开提供层状管和可用于层状管的层。该层限定引导液压流体的室。该层包括第一氟聚合物、第一交联剂、和抗静电添加剂。第一氟聚合物以大于60重量份的量存在，第一交联剂以约1至约10重量份的量存在，和抗静电添加剂以约0.4至约4重量份的量存在，其分别基于100重量份的该层。
层状管包括该层和围绕该层的外层。外层包括第二氟聚合物，第二氟聚合物可与第一氟聚合物相同或不同。第二氟聚合物以基于100重量份外层大于60重量份的量存在。本公开还提供形成层的方法，并且此方法进一步包括形成存在外层时的层状管。
本公开的层和包括该层的层状管都具有挠性和适用于航空业。在作为构件被软管组合件包括时，层状管在暴露于侵蚀性液压流体和高压期间反复热循环后不显示可见的耗损标志。因此，层状管不泄漏，并且层状管也不产生包括微观空隙的白色或应力标记。
附图简述
在附图中示例了结构，连同下文提供的详述，描述了本发明的示例性实施方式。同样的元件以相同的参考编号识别。应理解，显示为单个构件的元件可替换成多个构件，并且显示为多个构件的元件可替换为单个构件。附图不按比例，以示例为目的，某些元件的比例可能夸大。
图1是层状管的横截面视图。
图2是层实施方式的横截面视图。
图3是软管组合件实施方式的部分横截面平面图。
图4是软管组合件实施方式的横截面视图。
图5是以最小内侧弯曲半径弯曲的软管组合件实施方式的视图。
发明详述
如图1所示，用于引导液压流体的层状管100包括层110和外层120。层110限定用于引导液压流体的室。一般，液压流体被高度加压(例如，5,000psi)并具有化学侵蚀性。这种液压流体的实例是
层状管100的层110也可被称为内衬、背层、内层、最内层、第一层、或最内管。同样，外层120也可被称为第二层、内层、内管、或第二管。通常，当层110被称为内衬时，外层120被称为内管。为指代方便，层110在下文中仅被称为层110。同样，外层120在下文中仅被称为外层120。
层110包括第一氟聚合物，其存在量基于100重量份的层110大于60重量份。层110还包括第一交联剂，其存在量基于100重量份的层110为约1至约10重量份。层110还包括抗静电添加剂，其存在量基于100重量份的层110为约0.4至约4.0重量份。第一氟聚合物、第一交联剂和抗静电添加剂在下文进行详细描述。
外层120包括第二氟聚合物，其存在量基于100重量份的外层120大于60重量份。虽然不作要求，但外层120还可包括不同于第二氟聚合物的第三氟聚合物。第二氟聚合物和第三氟聚合物也在下文进行详细描述。
回到层110，如图2最佳显示，层110限定用于引导液压流体的室。层110具有内径D1和外径D2。内径和外径D1、D2可根据涉及的具体流体输送应用变化。
如上所述，层110包括第一氟聚合物，其存在量基于100重量份的层110大于60重量份。可选地，层110可包括第一氟聚合物，其存在量基于100重量份的层110为约60至约98.6、约60至约87、约65至约95、约65至约87、或约70至约80重量份。
氟聚合物是氟和碳之间包含键的多种实例的聚合物。氟聚合物包括可一般被称为氟弹性体材料的材料，如氟碳系合成橡胶。氟聚合物还一般是可在初级挤出过程中加工并且能够在暴露于充分条件时交联的熔体，其在下文进行描述。
在某些实施方式中，第一氟聚合物包括聚(乙烯-四氟乙烯)(ETFE)。在其它实施方式中，第一氟聚合物包括聚(四氟乙烯-共-全氟烷氧基乙烯)(PFA)。ETFE是包括乙烯和四氟乙烯的反应产物的共聚物。PFA是包括四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯的反应产物的共聚物。一般，第一氟聚合物包括ETFE。
当第一氟聚合物包括ETFE时，可使用各种级别的ETFE。例如，ETFE可具有根据差示扫描量热法(DSC)约200至约265℃的熔点。ETFE还可具有根据ASTMD-3159约5至约50、约10至约40、约15至约30、或约20至约25克每10分钟(g/10min)的熔体流速。ETFE还可具有根据ASTM-D638在23℃下约35至约50MPa的拉伸强度。ETFE还可具有根据ASTM-D638在23℃下约360至约450％的拉伸伸长度。ETFE还可具有根据ASTM-D790在23℃下约600至约900MPa的挠曲模量。适当级别的ETFE可以商品名称购自AGC，如ETFE和LM-ETFE。ETFE可以任何形式提供，如小球、小珠、和/或粉末。
在第一氟聚合物包括PFA的其它实施方式中，可使用各种级别的PFA。例如，PFA可具有根据DSC约300至约320℃的熔点。PFA还可具有根据ASTMD-3159约2至约30g/10min的熔体流速。PFA还可具有根据ASTM-D638在23℃下约35至约50MPa的拉伸强度。PFA还可具有根据ASTM-D638在23℃下约320至约460％的拉伸伸长度。PFA还可具有根据ASTM-D790在23℃下约80,000至约110,000psi的挠曲模量。PFA可以任何形式提供，如小球、小珠、和/或粉末。
如上所述，层110还包括第一交联剂，其存在量基于100重量份的层110为约1至约10重量份。可选地，层110包括第一交联剂，其存在量基于100重量份的层110为约1至约9、约2至约8、约2至约7、约3至约6、或约4至约5重量份。
第一交联剂可以未反应形式存在于层110中。换句话说，虽然第一交联剂可能反应，但不要求第一交联剂在存在于层110时已经发生过反应。可选地，层110可包括第一交联剂和第一氟聚合物的反应产物。因此，在第一氟聚合物是ETFE的实施方式中，层110可包括ETFE和第一交联剂的反应产物。
在层110包括未反应形式的第一交联剂的实施方式中，要理解，第一交联剂若暴露于诸如高热或其它能量来源的充分条件下仍可能发生反应。例如，在一个实施方式中，层110包括第一氟聚合物和未反应形式的第一交联剂，并且在一段时间(例如，7天)后，层110被暴露于电子束。在暴露于电子束后，层110包括第一氟聚合物和第一交联剂的反应产物(即，第一交联剂已与第一氟聚合物发生反应，使得层110不再包括未反应形式的第一交联剂)。
一般，第一交联剂是氰尿酸的三烯丙基衍生物。在一个实施方式中，氰尿酸的三烯丙基衍生物是异氰尿酸三烯丙酯(TAIC)。在另一实施方式中，氰尿酸的三烯丙基衍生物包括TAIC、氰尿酸三烯丙酯(TAC)、异氰尿酸三甲基烯丙酯(TMAIC)、或其组合。一般，当第一氟聚合物是ETFE时，第一交联剂是TAIC。
如上所述，层110还包括抗静电添加剂，其存在量基于100重量份的层110为约0.4至约3重量份。可选地，抗静电添加剂的存在量基于100重量份的层110可为约0.4至约2.8、约0.4至约2.6、约0.4至约2.4、约0.4至约2.0、约0.4至约1.8、约0.6至约1.6、约0.6至约1.5、约0.6至约1.4、或约0.8至约1.2、或约1.0重量份。
总体上，抗静电添加剂具有传导性，并且建立层110的导电性或电阻性。换句话说，抗静电添加剂建立或增加层110的导电性。或换句话说，抗静电添加剂建立或减少层110的电阻性。在层110接触可燃液压流体时，总体上期望增加层110的导电性。更具体地，增加层110的导电性致使层110消散静电，防止液压流体点燃。要理解，虽然抗静电添加剂总体上增加层110的传导性，但层110不是“真”具有传导性。换句话说，层110的导电性增加到能使层110消散静电荷的水平，但导电性并未增加到能使层110传导连续电流的水平。然而，要理解，尽管事实是该层不是真的具有传导性，层110可被称为具有传导性。
一般，抗静电添加剂包括碳纳米管。在某些实施方式中，碳纳米管存在量基于100重量份的层110为约0.4至约4.0重量份。可选地，碳纳米管存在量基于100重量份的内层110可为约0.6至约3.5、约0.6至约2.5、约0.6至约2.0、约0.6至约1.5、或约0.8至约1.4重量份。本领域技术人员会知道，可使用任何适当的碳纳米管材料。
在某些实施方式中，层110的电阻率为约10KΩ至约100MΩ。电阻率可利用工业标准测定程序来测量。可选地，层110的电阻率为约100KΩ至约80MΩ，可选地约150KΩ至约40MΩ，可选地约250KΩ至约30MΩ，可选地约400KΩ至约10MΩ，可选地约700KΩ至约5MΩ，可选地约1MΩ至约4MΩ、或可选地约2MΩ至约3MΩ。总体上，层110的电阻性能够消散静电荷。在抗静电添加剂包括碳纳米管的某些实施方式中，碳纳米管尤其有利，因为上述导电性(其通过测量层110的电阻率来评价)可利用相对低量的碳纳米管来实现。具体地，利用碳纳米管有利是因为，在碳纳米管存在量基于100重量份的层110仅为约0.4至约4.0重量份的情况下，层110具有约10KΩ至约100MΩ的电阻率，使得层110能够消散静电荷。此外，在某些实施方式中，在碳纳米管存在量基于100重量份的层110仅为约0.6至约2.5重量份的情况下，层110具有约10KΩ至约100MΩ的电阻率。由于碳纳米管最高以4重量份存在，层110高度具有第一氟聚合物、第一交联剂、和任何其它组分(在下文进行详细描述)的机械性质。因此，层110的机械性质几乎完整地从第一氟聚合物、第一交联剂和——若存在——任何其它组分获得。相反，包含抗静电添加剂的常规层需要明显更多的抗静电添加剂来达到上述电阻率。因此，常规层源的机械性质由于包含较大量的抗静电添加剂而受到负面影响。
在某些实施方式中，层110具有杰出的拉伸强度。不束缚于任何具体理论，认为拉伸强度由第一氟聚合物造成，并且与层110包括的相对低量的抗静电添加剂成比例。换句话说，杰出的拉伸强度总体上是源于第一氟聚合物、第一交联剂、和抗静电添加剂及其在层110中的含量，具体地源于相对高量的第一氟聚合物和相对低量的抗静电添加剂。
在另一实施方式中，抗静电添加剂包括碳粉。一般，碳粉获自乙炔的热分解。适当级别的碳粉可商购，例如购自Cabot Corporation，商品名称XC72。
层110还可包括另外的氟聚合物，以描述为目的始终作为第四氟聚合物来描述该另外的氟聚合物。当层110包括第四氟聚合物时，第四氟聚合物不同于第一氟聚合物。在层110中存在时，第四氟聚合物的存在量基于100重量份的层110为约5至约30重量份。可选地，第四氟聚合物的存在量基于100重量份的层110可为约5至约25、约10至约20、或约15重量份。
在某些实施方式中，第四氟聚合物包括ETFE。在其它实施方式中，第四氟聚合物包括PFA。在其它实施方式中，第四氟聚合物包括聚(丙烯-四氟乙烯)(TFE/P)。TFE/P是包括四氟乙烯和丙烯的反应产物的共聚物。一般，第四氟聚合物是TFE/P。在其它实施方式中，当第一氟聚合物不是ETFE时，第四氟聚合物包括ETFE。在其它实施方式中，当第一氟聚合物不是PFA时，第四氟聚合物包括(PFA)。虽然不作要求，但总体上第一氟聚合物是ETFE，并且第四氟聚合物是TFE/P。
当第四氟聚合物包括TFE/P时，层110可包括各种级别的TFE/P。例如，TFE/P的氟含量基于100重量份的TFE/P可为约45至约60重量份的氟。TFE/P还可具有约80至约550、约150至约400、或约300的储存模量，其均在100℃和50cpm下通过橡胶加工分析仪(RPA)测量。TFE/P还可具有约-5至约5℃的玻璃化转变温度。另外，TFE/P可以是充分饱和的TFE/P，或包含不饱和部分。一般，饱和TFE/P在需要小颗粒尺寸的TFE/P如粉末形式的TFE/P时可以是特别适宜的。适当级别的TFE/P可购自Asahi Glass Company Ltd.，商品名称
当第四氟聚合物包括ETFE时，可使用各种级别的ETFE，如上述各种级别的ETFE。当第四氟聚合物包括PFA时，可使用各种级别的PFA，如上述各种级别的PFA。
在层110包括第四氟聚合物的实施方式中，层110还可包括第一氟聚合物、第四氟聚合物、和第一交联剂的反应产物。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，第一交联剂是TAIC，并且抗静电添加剂包括碳纳米管。
在某些实施方式中，层110基本上由碳纳米管、第一氟聚合物、第四氟聚合物、和第一交联剂组成。本文关于层110所用的“基本上由……组成”允许包含基于100重量份的外层120总组合量为5重量份或更少的其它组分，条件是其它组分的包含不实质上影响层110运送高压液压流体(具体地可燃液压流体)同时保持挠性的性能。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，第一交联剂是TAIC，并且第一交联剂以未反应形式存在。
在某些实施方式中，层110基本上由碳纳米管、第一氟聚合物、第四氟聚合物、和第一交联剂组成。在这些具体实施方式中，第一氟聚合物的存在量为约70至约90重量份，第四氟聚合物的存在量为约5至约25重量份，第一交联剂的存在量为约2至约6重量份，各项均基于100重量份的层110。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，第一交联剂是TAIC，并且第一交联剂以未反应形式存在。虽然不作要求，但一般碳纳米管的存在量基于100重量份的层110为约0.6至约3.5重量份。
在某些实施方式中，层110包括反应产物，其存在量基于100重量份的层110为约96至99.4重量份；和碳纳米管，其存在量基于100重量份的层110为约0.6至约1.5重量份。在这些具体实施方式中，反应产物由下列形成：第一氟聚合物，其存在量为约70至约90重量份；第四氟聚合物，其存在量为约5至约25重量份；和第一交联剂，其存在量为约2至约6重量份，各项均基于100重量份的层110。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，第一交联剂是TAIC，并且抗静电添加剂包括碳纳米管。
在某些实施方式中，层110基本上由碳纳米管以及第一氟聚合物、第四氟聚合物、和第一交联剂的反应产物组成。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，并且第一交联剂是TAIC。
在某些实施方式中，层110包括反应产物，其存在量基于100重量份的层110为约96至99.4重量份；和碳纳米管，其存在量基于100重量份的层110为约0.6至约1.5重量份。在这些具体实施方式中，反应产物由下列形成：第一氟聚合物，其存在量为约70至约90重量份；第四氟聚合物，其存在量为约5至约25重量份；和第一交联剂，其存在量为约2至约6重量份，各项均基于100重量份的层110。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，第一交联剂是TAIC，并且抗静电添加剂包括碳纳米管。
在某些实施方式中，层110基本上由下列组成：反应产物，其存在量基于100重量份的层110为约96至99.4重量份；和碳纳米管，其存在量基于100重量份的层110为约0.6至约1.5重量份。在这些具体实施方式中，反应产物由下列形成：第一氟聚合物，其存在量为约70至约90重量份；第四氟聚合物，其存在量为约5至约25重量份；和第一交联剂，其存在量为约2至约6重量份，各项均基于100重量份的层110。虽然这些实施方式不作要求，但一般第一氟聚合物是ETFE，第四氟聚合物是TFE/P，第一交联剂是TAIC，并且抗静电添加剂包括碳纳米管。
层110还可包括多种添加剂。添加剂可包括颜料、流平/流动助剂、填充剂、纤维、及类似物。添加剂的存在量基于100重量份的层110可以为约0.1至约10、约2至约8、或约4至约6。
在层110包括第一氟聚合物、第一交联剂和任选地第四氟聚合物的反应产物的实施方式中，反应产物可通过使层110经历辐射或足以生成自由基的其它能量源而生成。在某些实施方式中，使层110经历经由电子束的辐射。不束缚于任何具体理论，电子束有益于形成反应产物，因为电子束在第一和/或第四氟聚合物中产生自由基并且还产生不饱和(即，反应位点)。
在某些实施方式中，层110包括聚合物组分，其存在量基于100重量份的层110为约91至96重量份。在这些实施方式中，层110还包括抗静电添加剂，其存在量基于100重量份的层110为约0.4至约3重量份。在这些实施方式中，层110还包括第一交联剂，其存在量基于100重量份的层110为约1至约6重量份。在这些实施方式中，层110还具有约10KΩ至约100MΩ的电阻率。本领域技术人员知道如何测量电阻率。聚合物组分包括第一氟聚合物。一般，第一氟聚合物的存在量基于100重量份的层110大于60重量份。聚合物组分还可包括其它聚合物，包括但不限于，聚氯乙烯、聚酯、丙烯酸类树脂(acrylics)、橡胶(例如，苯乙烯-丁二烯)、及类似物。如果聚合物组分包含其它聚合物，其它聚合物的选择一般基于具体流体输送应用(例如，温度、压力等)进行。
如图1最佳显示，本公开还提供具有上述层110和外层120的层状管100。如同层110，层状管100具有挠性并且适用于航空业。
如上所述，层状管100包括层110和外层120。层状管100可包含上述层110的任何实施方式。如本文所述，层110和外层120协作建立层状管100的性能。具体地，层110和外层120的化学组成令人惊讶并且意外地实现协作平衡，允许层状管100具有挠性并且能够接收常用于常规软管的一般构件，而且还能够在反复热循环期间运送可燃液压流体，具体地腐蚀性和高度加压的可燃液压流体。因此，层110和外层120的化学组成和协作性允许层状管100用于常规软管立即失效或迅速开始显示可见失效标志(例如，“白色标记”)的环境。
在基本尺寸方面，层状管100沿中心纵向轴线轴向延伸至预定长度，并具有内径D3和外径D4。内径D3和外径D4的尺寸可根据涉及的具体流体输送应用变化。在某些实施方式中，内径D3一般为约0.150至约1.100英寸。在这些实施方式中，层110可具有约0.005至约0.011英寸的厚度，并且外层120可具有约0.030至约0.080英寸的厚度。因此，外径D4一般为约0.185至约1.29英寸。
如上所述，外层120包括第二氟聚合物。第二氟聚合物与第一氟聚合物相同或不同。第二氟聚合物的存在量基于100重量份的外层120大于60重量份。在某些实施方式中，第二氟聚合物的存在量基于100重量份的外层120为约65至约100、约70至约90、或约80重量份。
在某些实施方式中，第二氟聚合物包括ETFE。在其它实施方式中，第二氟聚合物包括PFA。在其它实施方式中，第二氟聚合物包括聚偏二氟乙烯(PVDF)。PVDF是二氟乙烯的聚合产物。
当第二氟聚合物包括ETFE时，可使用各种级别的ETFE，如上述各种级别的ETFE。当第二氟聚合物包括PFA时，可使用各种级别的PFA，如上述各种级别的PFA。当第二氟聚合物包括PVDF时，可使用各种级别的PVDF。
在某些实施方式中，外层120的第二氟聚合物和层110的第一氟聚合物是相同氟聚合物。例如，在某些实施方式中，第一氟聚合物和第二氟聚合物的聚合物是ETFE。一般，当第一氟聚合物和第二氟聚合物的聚合物是ETFE时，第四氟聚合物是TFE/P，并且第一交联剂是TAIC。
如上所述，在某些实施方式中，外层120还包括第三氟聚合物。当外层120包括第三聚合物时，第三聚合物不同于第二氟聚合物。一般，第三氟聚合物是TFE/P。在某些实施方式中，当第二氟聚合物不包括ETFE时，第三氟聚合物包括ETFE。在其它实施方式中，当第二氟聚合物不包括PFA时，第三氟聚合物包括PFA。在其它实施方式中，当第二氟聚合物不包括PFA时，第三氟聚合物包括PFA。虽然不作要求，一般第二氟聚合物是ETFE，并且第三氟聚合物是TFE/P。
当第四氟聚合物包括TFE/P时，可使用各种级别的TFE/P，如上述各种级别。当第四氟聚合物包括ETFE时，可使用各种级别的ETFE，如上述各种级别的ETFE。当第四氟聚合物包括PFA时，可使用各种级别的PFA，如上述各种级别的PFA。
当外层120包括第三氟聚合物时，第三氟聚合物的存在量基于100重量份的外层120为约5至约30重量份。可选地，第三氟聚合物的存在量基于100重量份的外层120为约5至约25、约10至约25、或约20重量份。
在某些实施方式中，外层120包括第二氟聚合物，其存在量基于100重量份的外层120为约70至约95重量份；和第三氟聚合物，其存在量基于100重量份的外层120为约5至约30重量份。虽然不作要求，在这些实施方式中，第二氟聚合物一般是ETFE，并且第三氟聚合物一般包括TFE/P。
在某些实施方式中，外层120基本上由第二氟聚合物和第三氟聚合物组成。本文关于外层120所用的“基本上由……组成”允许包含基于100重量份的外层120总组合量为5重量份或更少的其它组分，条件是其它组分的包含不实质上影响层状管100的外层120运送液压流体(具体地，高压液压流体)同时保持挠性的的性能。在另一实施方式中，外层120基本上由ETFE和TFE/P组成。作为非限制性实例，此环境下的“基本上由……组成”可允许包含流动和流平助剂，以便于外层120的加工；或颜料，以使外层120着色。
虽然不作要求，外层120还可包括与第一交联剂相同或不同的第二交联剂。如同层110，外层120还可包括未反应形式的第二交联剂。可选地，外层120可包括第二交联剂和第二氟聚合物的反应产物。如同层110，在外层120包括未反应形式的第二交联剂的实施方式中，要理解，第二交联剂，若暴露于诸如高热或其它能量源的充分条件，仍可能够发生反应。例如，在一个实施方式中，外层120包括第二氟聚合物和未反应形式的第二交联剂，并且在一段时间(例如，7天)后，使外层120暴露于电子束。在暴露于电子束后，外层120包括第二氟聚合物和第二交联剂的反应产物(即，第二交联剂已与第二氟聚合物反应，使得外层120不再包括未反应形式的第二交联剂)。
一般，第二交联剂是氰尿酸的三烯丙基衍生物。在一个实施方式中，氰尿酸的三烯丙基衍生物是异氰尿酸三烯丙酯(TAIC)。在另一实施方式中，氰尿酸的三烯丙基衍生物包括TAIC、氰尿酸三烯丙酯(TAC)、异氰尿酸三甲基烯丙酯(TMAIC)、或其组合。在某些实施方式中，第二交联剂与第一交联剂相同。例如，第一交联剂和第二交联剂一般都是TAIC。
在外层120包括第二交联剂的实施方式中，第二交联剂的存在量基于100重量份的外层120可为约1至约10、约2至约9、约3至约8、约4至约7、或约5至约6重量份。要理解，这些数值表示外层120中实际存在的第二交联剂量。如果，例如，部分第二交联剂在形成外层120的过程中挥发，本领域技术人员将能够调节第二交联剂的初始量，用以获得第二交联剂实际存在的最终量。可选地，可控制和/或调节加工条件，以调控第二交联剂的挥发量。
在一个实施方式中，外层120包括ETFE，其存在量为约70至约90重量份；TFE/P，其存在量为约5至约30重量份；和第二交联剂，其存在量为约1至约10重量份，各项均基于100重量份的外层120。
外层120还可包括多种添加剂。添加剂可包括颜料、流平/流动助剂、填充剂、和纤维。添加剂的存在量基于100重量份的外层120可为约0.1至约20、约1至约15、约3至约12、或约6至约9重量份。例如，添加剂可包括八钛酸钾纤维，以提高外层120的强度。
在某些实施方式中，当外层120包括第三氟聚合物和第二交联剂时，外层120包括第二氟聚合物、第三氟聚合物、和第二交联剂的反应产物。
在某些实施方式中，当外层120包括第三氟聚合物和第二交联剂时，外层120基本上由第二氟聚合物、第三氟聚合物、和第二交联剂的反应产物组成。
在某些实施方式中，外层120包括下列的反应产物：第二氟聚合物，其存在量为约70至约90重量份；第三氟聚合物，其存在量为约5至约20重量份；和第二交联剂，其存在量为约1至约10重量份，各项均基于100重量份的外层120。
在某些实施方式中，外层120包括下列的反应产物：ETFE，其存在量为约70至约90重量份；TFE/P，其存在量为约5至约20重量份；和TAIC，其存在量为约1至约10重量份，各项均基于100重量份的外层120。不束缚于任何具体理论，关于外层120，独有ETFE通常被认为刚性过度而不能挠曲，这根据层110的化学组成，可致使层状管100不适于需要高度挠性的应用。TFE/P的包含相对于ETFE使外层120软化，以实现挠性。然而，在某些实施方式中并且基于层110的化学组成，独有ETFE和TFE/P(即，在无第二交联剂的情况下使用ETFE和TFE/P)，虽然具有了挠性，但又过度柔软，层状管100将在层状管100运送高压液压流体时无法充分地抓牢连接元件。换句话说，在这些具体实施方式中，EFTE和TFE/P的单独使用不适于运输高压液压流体，因为高压可使连接元件从层状管100松开。因此，本实施方式描述的反应产物实现了令人惊讶并且意外的性能平衡，提供层状管100的挠性与刚性的平衡，并且允许层状管100在层状管100运送高压液压流体时抓牢连接元件。
反应产物可通过使包含未反应交联剂的外层120经历辐射或足以生成自由基的其它能量源而生成。要理解，当第二交联剂和第四氟聚合物的反应产物以与单独组分相关的一系列重量百分比表示时，各单独组分的重量百分比是各组分在形成反应产物前的重量百分比，尽管该单独组分可已在形成反应产物的反应中发生化学改变。
反应产物可通过任何能够生成自由基的机制而生成，如施加辐射至外层120。例如，当外层120包括第二交联剂时，第二交联剂、第二氟聚合物和任选地第四氟聚合物的反应产物可通过使外层120经历电子束而形成。要理解，使外层120经历电子束一般还致使层110经历电子束。换句话说，通过使层状管100经历电子束，层110和外层120均可同时固化。不束缚于任何具体理论，电子束有益于形成反应产物，因为电子束产生自由基，而且产生不饱和。
在某些实施方式中，当层110和/或层状管100经历辐射(即，交联过程)时，为了限制聚合物链移动性，抑制表现为蠕变或应力弛豫的那种总流量和龟裂。虽然不作要求，但一般当层110和/或层状管100暴露于辐射时，层110和/或层状管100发生轻度交联(即，层110或层状管100具有低交联密度)。本领域技术人员会理解，轻度交联包括产生如下反应产物的过程：允许大于具有紧密3D交联网络(即，高交联密度)的材料的一般分子运动和延展性的较大分子运动和延展性。轻度交联可通过选择暴露于电子束的时间或减少第一和/或第二交联剂量来完成。在层110的某些实施方式中，尤其在需要高度挠性时，层110被轻度交联。在层状管100的某些实施方式中，层110和外层120都被轻度交联。
在一个实施方式中，交联度可通过定量在材料遭遇溶剂时发生的溶胀量来分析。随着交联度增加，溶胀会下降，因为材料更紧密地相互结合。氟聚合物掺混物在浸入液压流体如时可接受的溶胀量为按体积计约5％至约30％。在另一实例中，可接受的溶胀量为按体积计约7％至约15％。
虽然不作要求，但在层状管100的某些实施方式中，层110直接接触外层120，并且层110和外层120熔融粘合在一起。一般，当外层120和内层11直接接触时，外层和内层120、110被共挤出。彼此直接接触并且相互熔融粘合的层110和外层120在层状管100暴露于高压时特别有益。当层110和外层120熔融粘合时，防止层110在外层120内侧“旋转”，这是运送液压流体的常规软管相关的另一缺陷。
在另一实施方式中，层状管100基本上由层110和外层120组成。换句话说，层状管100仅包括层110和外层120。
在一个实施方式中，层状管100基本上由下列组成：(A)层110，和(B)包围层110的外层120。在此实施方式中，层110包括第一氟聚合物，其存在量大于60重量份；第一交联剂，其存在量为约1至10重量份；和抗静电添加剂，其存在量为约0.4至约3重量份，各项均基于100重量份的层110。而且在此实施方式中，外层120包括第二氟聚合物，其存在量基于100重量份的外层120大于60重量份。虽然不作要求，但在此实施方式中，抗静电添加剂一般包括碳纳米管。
在一个实施方式中，层状管100基本上由下列组成：(A)层110，和(B)包围层110的外层120。在此实施方式中，层110包括ETFE，其存在量大于60重量份；TAIC，其存在量为约1至约20重量份；和碳纳米管，其存在量为约0.4至约3重量份，各项均基于100重量份的层110。而且在此实施方式中，外层120包括ETFE，其存在量基于100重量份的外层120大于60重量份。
在一个实施方式中，层状管100基本上由下列组成：(A)层110，和(B)包围层110的外层120。在此实施方式中，层110包括碳纳米管和由下列形成的反应产物：ETFE，其存在量为约70至约90重量份；TFE/P，其存在量为约5至约25重量份；和第一交联剂，其存在量为约1至约10重量份，各项均基于100重量份的层110。而且在此实施方式中，外层120包括由下列形成的反应产物：ETFE，其存在量为约60至约90重量份；TFE/P，其存在量为约5至约30重量份；和第二交联剂，其存在量为约1至约10重量份，各项均基于100重量份的外层120。
如图3至5最佳显示，本公开还提供软管组合件125。软管组合件125包括层状管100。具体地，软管组合件125是多层结构，包括层110、外层120、和加固层130。软管组合件125可被简称为软管、或由于软管组合件125的性能被简称为高性能软管。为指代方便，软管组合件125在下文仅被称为软管组合件125。
软管组合件125包括层状管100和加固层130。加固层130由对位芳族聚酰胺(para-aramid)合成纤维构成。
如图3所示，软管组合件125沿中心纵向轴线A轴向延伸至预定长度。如图4所示，软管组合件125具有内径D5和外径D6。内径D5和外径D6的尺寸可根据涉及的具体流体输送应用变化。在一个实施方式中，软管组合件125输送液压流体，如
层110包括内表面，限定内径D5；和外表面，限定其间的壁厚。如软管组合件125的全部尺寸，层110的壁厚可根据软管组合件125的具体流体输送应用变化。
在可选的实施方式中(未显示)，在层110和外层120之间可提供中间层，尤其在第一氟聚合物和第二氟聚合物不同的情况下。
加固层130可在外层120周围以编织定向安排。可选地，加固层130可包括在外层120周围螺旋缠绕、编结、或包裹的加固材料。加固层130在软管组合件125中用于抵抗外层120皱缩。换句话说，虽然不作要求，加固层130支撑层状管100的结构，尤其在软管组合件125暴露于高压时。注意，加固层130无需完全覆盖或包封外层120。例如，当加固层130以编织定向安排时，“编织”间隙可暴露外层120。此外，加固层130可不延伸外层120或软管组合件125的全长。例如，加固层130可存在于软管组合件125弯曲的位置，而不存在于软管组合件125是线型(即，“不弯曲”)的位置。当然，第一加固层130可完全覆盖(即，包围/包封)外层120(例如，100％覆盖率，如图所示3)或部分覆盖外层110(例如，50％覆盖率)。
第一加固层130由对位芳族聚酰胺合成纤维如KEVLAR构成。在某些实施方式中，对位芳族聚酰胺合成纤维加强软管组合件125，并且防止层110和外层120开裂。在一个实施方式中，加固层130是对位芳族聚酰胺合成纤维的三端的2x2编织体。
虽然不作要求，软管组合件125中也可包括第二加固层140。如同加固层130，第二加固层140可包括编织的加固材料。可选地，第二加固层140可包括螺旋缠绕、编结、或包裹的加固材料。当包括第二加固层140时，第二加固层140进一步加固外层120。如同加固层130，第二加固层140无需完全覆盖加固层130或外层120。第二加固层140也一般由对位芳族聚酰胺合成纤维如KEVLAR构成。
在另一实施方式中，软管组合件125进一步包括粘合剂层150。粘合剂层150一般是由PTFE如TEFLON构成的双面粘合带。在可选的实施方式中，粘合剂层150是双面聚酯/mylar粘性带。
软管组合件125可进一步包括外覆层160。外覆层160一般包括编织材料，如聚酯纤维。可选地，外覆层160可以是金属。外覆层160有助于保持外层120的圆润横截面以及提供美观的外观。另外，聚酯纤维防止内部构件耗损和磨损。在其它实施方式中，外覆层可包括天然或合成纤维。此外，外覆层160可包括单层或多层材料。
在某些实施方式中，层状管100满足根据应用的特定性能要求。在一种已知的应用中，层状管100输送压力为5,080psi(35MPa)的流体。为安全起见，期望层状管100在室温下具有20,320psi(140MPa)的最小爆炸压力和在275°F(135℃)下具有15,240psi(105MPa)的最小爆炸压力。还期望层状管100通过另外的安全测试，包括压力脉冲测试、推/拉测试、组合件挠曲测试、和热变测试。
在压力脉冲测试中，层状管100经历下列循环：使流体压力从0至7,620psi(52.5MPa)增加，然后减少和保持在5,080psi(35MPa)，然后减少至0psi。以每分钟70个循环的速率反复此循环。期望层状管100无故障通过300,000个循环。
在推/拉测试中，层状管100保持线型定向。固定层状管100的第一端，并交替地将第二端朝向第一端和远离第一端移动。以每分钟20–60个循环的速率反复此循环。期望层状管100无故障通过50,000个循环。
在组合件挠曲测试中，使层状管100弯曲至其最小内侧弯曲半径R，如图5所示(通过软管组合件125示例)。固定层状管100的第一端，同时将第二端沿与第二端开口的轴线平行的直线交替移动。例如，在图5中，固定层状管100的上端，并将下端从左移动到右。以每分钟60–80个循环的速率反复此循环。期望层状管100无故障通过400,000个循环。
热变测试可用于检测层状管100的微观空隙或龟裂。在热变测试中，将软管加压至5080psi，然后置于275°F温度。使层状管100保持在该温度4小时。然后将层状管100经1小时时间冷却至-65°F。使层状管100保持在-65°F 4小时。然后将层状管100加热经1小时升回至275°F。这完成1个循环。持续反复此循环，直到层状管100显示微观空隙。在温度循环过程中持续加压层状管100。如果层状管100无微观空隙地通过20个循环，则层状管100通过了测试。
本公开还提供方法。该方法可用于形成层110。该方法的某些实施方式还可用于形成层状管100。该方法的某些实施方式还可用于形成软管组合件125。
方法包括预混合抗静电添加剂和第一交联剂，形成抗静电中间混合物，其中抗静电添加剂分散在第一交联剂中。预混合抗静电添加剂以分散抗静电添加剂是有利的，因为与包含凝聚形式的抗静电添加剂的层相比，在抗静电添加剂分散时，抗静电添加剂在层110中建立较高的导电性。因此，分散抗静电添加剂使实现期望导电性水平(即，消散静电荷所需的导电性水平)所需的抗静电添加剂量减少。此外，抗静电添加剂含量越低，抗静电添加剂可越有效地分散。因此，分散抗静电添加剂具有协同效应，因为实现期望导电性需要甚至更少的抗静电添加剂。此外，由于预混合抗静电添加剂允许通过较低量的抗静电添加剂建立期望的导电性水平，因此层110中存在较高量的第一氟聚合物和其它组分(若存在)。因此，由于通过相对较低量的抗静电添加剂建立起层110的导电性或电阻性，层110的机械性质，如拉伸强度，由于层110包括相对较高量的第一氟聚合物和其它组分(若存在)而增加。
在某些实施方式中，抗静电添加剂包括碳纳米管。碳纳米管具有大表面积/体积比。由于这种大表面积/体积比，碳纳米管具有大表面能，因此具有凝聚倾向。因此，在第一交联剂中分散碳纳米管减少了这种潜在的凝聚，并且降低了实现层110的期望导电性所需的碳纳米管浓度。
在某些实施方式中，方法进一步包括对抗静电添加剂施加热，从而在预混合抗静电添加剂和第一交联剂前从抗静电添加剂去除水分。虽然不作要求，但优选从抗静电添加剂去除水分——尤其在抗静电添加剂包括碳纳米管时，其目的是最大化碳纳米管对导电性的影响。去除水分还便于抗静电添加剂在第一交联剂中分散。因此，去除水分还有助于减少实现层110的期望导电性所需的抗静电添加剂量。
方法还包括复合(配合，compounding)抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物，以形成第一复合混合物。换句话说，抗静电中间混合物可与一部分第一氟聚合物复合，或可与全部第一氟聚合物复合。当仅部分第一氟聚合物被使用并与抗静电混合物复合时，可有多种其它机会或途径来包含(include)层110中存在的第一氟聚合物总量的其余部分。包含第一氟聚合物其余部分的其它途径中的一些在下文进行描述。
一般，用双螺杆挤出机复合抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物。双螺杆挤出机一般能够实现上至350℃的工艺温度。虽然不作要求，复合的第一混合物可以是小球形式。大体上，小球长度为0.05至约0.2英寸。
方法还包括挤出第一复合混合物，以形成层110。挤出机一般是上述双螺杆挤出机。在某些实施方式中，挤出机中维持空隙体积。例如，第一复合混合物可填充挤出机总体积的约30至约60％。可选地，第一复合混合物可填充挤出机总体积的约40至55％。挤出机中维持空隙体积使施加于第一复合混合物的剪切增加，因为与不维持空隙体积时第一复合混合物的体积(即，充满挤出机的体积)相比，挤出机生成的剪切力被传导至相对较低体积的第一复合混合物。增加剪切使抗静电添加剂进一步分散，尤其在抗静电添加剂包括碳纳米管时。
虽然第一氟聚合物是固体，可操纵第一氟聚合物的物理形式。第一氟聚合物的某些物理形式可有利地用于方法各步骤。总体上，第一氟聚合物是长度为0.05至约0.2英寸的小球形式。在某些实施方式中，降低第一氟聚合物的颗粒尺寸，使得第一氟聚合物处于颗粒尺寸小于本领域已知的小球的粉末形式，可以是有利的。可通过任何适当的方法降低氟聚合物聚合物的颗粒尺寸，包括但不限于，掺混、研磨、压碎、碾磨等。因此，可通过上述方法降低第一氟聚合物的颗粒尺寸。
在某些实施方式中，方法进一步包括在复合抗静电中间混合物和第一氟聚合物前，混合抗静电中间混合物和第一氟聚合物的第二部分。混合抗静电中间混合物与第一氟聚合物的第二部分可使抗静电添加剂进一步分散，尤其在抗静电添加剂包括碳纳米管时和在第一氟聚合物的第二部分是粉末形式时。
在某些实施方式中，方法进一步包括复合抗静电中间混合物和第一氟聚合物；如果第四氟聚合物不同于上述第一氟聚合物，包括复合抗静电中间混合物、第一氟聚合物、和第四氟聚合物，以形成第一复合混合物。
在某些实施方式中，第一复合混合物基本上由第一氟聚合物、第一交联剂、和抗静电添加剂组成。在某些实施方式中，第一复合混合物基本上由ETFE、TAIC和碳纳米管组成。此外，在某些实施方式中，第四氟聚合物包括TFE/P。
类似于第一氟聚合物，第四氟聚合物可以任何物理形式存在。一般，第四氟聚合物是小球。在某些实施方式中，减少第四氟聚合物的颗粒尺寸，使得第四氟聚合物处于粉末形式，可以是有利的。
在某些实施方式中，第一复合混合物基本上由第一氟聚合物、第一交联剂、和抗静电添加剂组成。在其它实施方式中，第一复合混合物包括第四氟聚合物，在这些实施方式中，复合抗静电中间混合物、第一氟聚合物、和第四氟聚合物，以形成第一复合混合物。
在方法的某些实施方式中，在复合步骤中利用改变剪切速率来进一步分散抗静电添加剂和避免具体氟聚合物经历某些加工条件，如过高或过低剪切，如下所述。剪切是用于表达施加于任何给定材料的应力的相对量的术语。因此，如果将材料在高剪切下进行剪切，与低剪切相比，较大应力被施加于材料。然而，剪切是高或是低取决于多种因素，包括提供剪切的物体的几何形状。例如，以相同速度旋转的两种不同的几何形状将施加不同剪切量。然而，总体而言，如果相同的几何形状以不同速度旋转，较高的速度将向材料施加较高的应力。
在某些实施方式中，复合抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物被进一步限定为高剪切复合。在一个实施方式中，高剪切复合包括在具有L/D比为约30/1的高剪切挤出螺杆的挤出机中以至少100，更具体地150至350的每分钟转数复合。可选地，高剪切复合包括在具有相同高剪切挤出螺杆的挤出机中以200至350的每分钟转数复合。高剪切挤出螺杆是包括大量捏合段的挤出螺杆。相比而言，低剪切挤出螺杆是具有的捏合段少于高剪切挤出螺杆的挤出螺杆。此外，高剪切挤出螺杆不仅比低剪切挤出螺杆具有更多捏合段，而且高剪切挤出螺杆上的单个捏合段大于低剪切挤出螺杆上的单个捏合段。
在某些实施方式中，复合抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物被进一步限定为利用高剪切挤出螺杆的高剪切复合步骤和利用低剪切挤出螺杆的低剪切复合步骤。在这些实施方式中，在高剪切复合步骤中，抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物通过高剪切挤出螺杆以100至400的每分钟转数被高剪切复合，形成第一复合混合物。在这些实施方式中，在低剪切复合步骤中，第一复合混合物和第四氟聚合物通过低剪切挤出螺杆以100至300的每分钟转数被低剪切复合。虽然相关的每分钟转数有重叠，但实施了不同的挤出螺杆，一种用于高剪切复合步骤，而另一种用于低剪切复合步骤。在某些实施方式中，高剪切挤出螺杆以150至400、可选地150至350、可选地200至350、或可选地250至350的每分钟转数旋转。在某些实施方式中，低剪切挤出螺杆以100至250、或可选地100至200的每分钟转数旋转。
在某些实施方式中，方法可进一步包括复合第一复合混合物和第一氟聚合物的第二部分，形成第三复合混合物。虽然不作要求，第一氟聚合物的第二部分一般是粉末形式。在这些实施方式中，方法可包括复合第一复合混合物、第一氟聚合物的第二部分、和第四氟聚合物，形成第三复合混合物。当在这些实施方式中复合第四氟聚合物时，第四氟聚合物一般是粉末形式。
在某些实施方式中，复合抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物被进一步限定为高剪切复合步骤和低剪切复合步骤。在这些实施方式中，各复合步骤均使用相同的挤出螺杆。在高剪切复合步骤中，抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物通过挤出螺杆以大于200上至400的每分钟转数被高剪切复合，形成第一复合混合物。可选地，在高剪切复合步骤中，至少部分第一氟聚合物通过挤出螺杆以250至400、可选地250至350、或可选地300至400的每分钟转数被高剪切复合。在低剪切复合步骤中，第一复合混合物和第四氟聚合物通过挤出螺杆以200或更少的每分钟转数被低剪切复合。可选地，在低剪切复合步骤中，每分钟转数可以为80至180、100至180、或100至150。在这些实施方式中，方法可进一步包括复合第一复合混合物和第一氟聚合物的第二部分，形成第三复合混合物。虽然不作要求，第一氟聚合物的第二部分一般是粉末形式。在这些实施方式中，方法可包括复合第一复合混合物、第一氟聚合物的第二部分、和第四氟聚合物，形成第三复合混合物。当在这些实施方式中复合第四氟聚合物时，第四氟聚合物一般是粉末形式。
在上述高剪切复合的实施方式中，高剪切使抗静电添加剂(具体地碳纳米管)进一步分散。因此，高剪切进一步减少实现期望的导电性水平所需的抗静电添加剂(具体地碳纳米管)相对量。因此，高剪切复合，由于能够包含更多其它组分如第一氟聚合物及类似物，还有助于提高层110的机械性质，如层110的拉伸强度。
要理解，在形成第三复合混合物的实施方式中，第三复合混合物被挤出形成层110。
在某些实施方式中，方法进一步包括施加辐射至层110，以固化层110。例如，辐射可通过电子束施加至层110。固化层110可进一步增加层110的导电性。
在某些实施方式中，方法进一步包括复合第二氟聚合物和第二交联剂以形成第二复合混合物，并且进一步包括挤出第二复合混合物以形成包围层110的外层120，从而形成层状管100。在这些实施方式中，第二氟聚合物与第一氟聚合物相同或不同，并且第二交联剂与第一交联剂相同或不同。虽然不作要求，可将第三氟聚合物与第二交联剂和第二氟聚合物复合以形成第二复合混合物，其中第三氟聚合物不同于上述第二氟聚合物。因此，当将第三氟聚合物与第二氟聚合物和第二交联剂复合时，在挤出后，外层120包括第二氟聚合物、第三氟聚合物、和第二交联剂。
虽然不作要求，第一复合混合物和第二复合混合物可被共挤出，以形成层状管100。当第一复合混合物和第二复合混合物被共挤出时，层110和外层120一般熔融粘合在一起。要理解，当形成第三复合混合物时，第三复合混合物和第二复合混合物可被共挤出以形成上述层状管100。
在某些实施方式中，在层状管100形成后，方法进一步包括施加辐射至层状管100以固化层状管100。一般，通过电子束施加辐射。层状管100经历辐射使层110固化，尽管事实上外层120包围着层110。
在某些实施方式中，第二氟聚合物是ETFE。在某些实施方式中，第三氟聚合物是TFE/P。一般，第二氟聚合物是ETFE，并且第三氟聚合物是TFE/P。在某些实施方式中，第一和第二氟聚合物是ETFE，第三和第四氟聚合物是TFEP，并且第一和第二交联剂包括氰尿酸的三烯丙基衍生物。
在某些实施方式中，方法进一步包括施加辐射至外层120以固化层状管100的步骤。虽然不作要求，辐射可通过电子束施加。
在某些实施方式中，方法进一步包括形成软管组合件，该软管组合件包括层状管100和由对位芳族聚酰胺合成纤维构成的加固层130。方法还可包括提供外覆层160。方法还可在加固层130和外覆层160之间提供粘合剂层150。
下文实施例意图示例本发明，而不以任何方式被视作限制本发明的范围。
实施例
层和包含该层的层状管利用下列方法构建。称重一部分碳纳米管抗静电添加剂，并在真空烘箱中在100℃下干燥12小时。然后将一部分已与热稳定剂预混合的第一交联剂(TAIC)加热至50℃，形成温暖液体。然后将液体TAIC与干燥碳纳米管抗静电添加剂在高速掺混机中混合，形成抗静电中间混合物。
称重小球形式的第一氟聚合物(ETFE)，并将一部分第一氟聚合物碾磨成粉末。其余部分的第一氟聚合物仍是小球。然后将粉末形式的第一氟聚合物与相等部分的第四氟聚合物(TFE/P)在掺混机混合。
然后将抗静电中间混合物与其余第一氟聚合物小球混合，并利用重量分析供料机供入具有高剪切螺杆的复合机，加热至约540°F和590°F之间。高剪切螺杆以约100rpm至约450rpm旋转，并且供料速率为约7.5至约15lbs/小时，以形成第一复合混合物。高剪切螺杆的直径为27mm。第一复合混合物的物理形式是小球。
然后将所得的第一复合混合物小球与包含第一和第四氟聚合物的粉末混合，并供入具有低剪切螺杆、螺杆速度为约100rpm至300rpm并且供料速率为约7.5至15lbs/小时的复合机，以形成第三复合混合物。
样品外层利用下列方法构建。称重小球形式的第二氟聚合物(ETFE)，并将一部分碾磨成粉末。第二氟聚合物的其余部分仍是小球。将粉末形式的第二氟聚合物与相等部分的第三氟聚合物(TFE/P)在掺混机中混合，然后在第二交联剂与热稳定剂预混合后与第二交联剂(TAIC)混合。利用供料速率约10至约15lbs/小时的重量分析供料机，将第二氟聚合物、第三氟聚合物和第二交联剂供入低剪切螺杆速度约200rpm的复合机，并加热至约540°F至约590°F，形成第二复合混合物。
然后，通过共挤出第三复合混合物和第二复合混合物，挤出层状管。然后使层状管经历电子束以固化层状管。
如下制备表I中的六种样品层状管。表I提供的数值全部基于各层的100％重量。
表I
除以上制备的层状管外，还制备了第二和第三复合混合物的样品，但未将其挤出。其组成如下，在表II中。表I提供的数值全部基于各层100％重量。
表II
在制备的样品中，利用本领域技术人员已知的技术测量了样品1和7–11的层的电阻率。总体上，层状管(如航空技术中使用的那些层状管)的电阻率应为约10KΩ至约100MΩ。具体地，样品1的层的电阻率为500KΩ，而样品7-11的层的电阻率分别为900、500、200、50和2KΩ。结果显示，样品1、7-11的材料和层具有杰出的电阻率。
要理解，所附权利要求不限于详述中描述的明确和具体的复合物、组成、或方法，其可在落入所附权利要求范围的具体实施方式之间改变。关于本文赖以描述各种实施方式具体特征或方面的任何马库什组，不同、特殊和/或意外的结果可从各马库什组的每个成员——独立于所有其它马库什成员——获得。马库什组的每个成员可被单独和或组合信赖，并为所附权利要求范围内的具体实施方式提供适当支持。
进一步，描述本发明各种实施方式中所依赖的任何范围和子范围独立并且共同落入所附权利要求的范围，并且被理解为描述和考虑所有包括其中全部和/或部分数值的范围，即使这样的数值没有被明确写入本文。本领域技术人员容易理解，列举的范围和子范围充分地描述和实现了本发明的各种实施方式，并且这种范围和子范围可被进一步划定为相关的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一等等。仅作为一个实例，“0.1至0.9”的范围可被进一步划定为下段三分之一(即0.1至0.3)，中段三分之一(即0.4至0.6)，和上段三分之一(即0.7至0.9)，其独立并且共同落入所附权利要求范围内，并且可被独立或共同信赖，并且为所附权利要求范围内的具体实施方式提供适当支持。另外，关于限定或修饰范围的语言，如“至少”、“大于”、“小于”、“不多于”及类似语言，要理解这种语言包括子范围和/或上限或下限。作为另一实例，“至少10”的范围本身包括至少10至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围等，并且各子范围可被独立或共同信赖，并且为所附权利要求范围内的具体实施方式提供适当支持。最后，公开范围内的单独数值可被信赖，并且为所附权利要求范围内的具体实施方式提供适当支持。例如，“1至9”的范围包括各种单独整数，如3，以及包含小数点(或分数)的单独数值，如4.1，其可被信赖，并且为所附权利要求范围内的具体实施方式提供适当支持。
本发明以示例方式得到了描述，要理解所用的命名意在用词的描述性，而非限制性。基于上述教导，本发明可进行多种改动和变动。除具体描述之外，本发明可以其它方式实践。独立和从属权利要求(单项从属和多项从属)的所有组合的主题都在此被明确考虑。
Claims (53)
1.用于引导液压流体的层状管，所述层状管包括：
A.限定液压流体引导室的层，所述层包括：
第一氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述层大于60重量份，
第一交联剂，其存在量基于100重量份的所述层为1至10重量份，和
包括碳纳米管的抗静电添加剂，所述碳纳米管的存在量基于100重量份的所述层为0.4至4重量份，使得所述层的表面电阻率为10千欧(kΩ)/sq至100兆欧(MΩ)/sq；和
B.外层，其围绕所述层，并且包括第二氟聚合物，所述第二氟聚合物的存在量基于100重量份的所述外层大于60重量份，其中所述第二氟聚合物与所述第一氟聚合物相同或不同。
2.根据权利要求1所述的层状管，其中所述外层进一步包括第三氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述外层为5至30重量份，其中所述第三氟聚合物不同于所述第一和第二氟聚合物。
3.根据权利要求2所述的层状管，其中所述第二氟聚合物包括聚(乙烯-四氟乙烯)。
4.根据权利要求2所述的层状管，其中所述第三氟聚合物包括聚(丙烯-四氟乙烯)。
5.根据权利要求2所述的层状管，其中所述外层包括；
所述第二氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述外层为70至95重量份，和
所述第三氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述外层为5至30重量份。
6.根据权利要求5所述的层状管，其中所述外层进一步包括第二交联剂，其存在量基于100重量份的所述外层为1至10重量份，其中所述第二交联剂与所述层的所述第一交联剂相同或不同。
7.根据权利要求6所述的层状管，其中所述外层主要由所述第二氟聚合物、所述第三氟聚合物、和所述第二交联剂组成。
8.根据权利要求6所述的层状管，其中所述外层包括所述第二氟聚合物、所述第三氟聚合物、和所述第二交联剂的反应产物。
9.根据权利要求6所述的层状管，其中所述外层包括下列的反应产物；
所述第二氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述外层为70至90重量份；
所述第三氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述外层为5至20重量份；和
所述第二交联剂，其存在量基于100重量份的所述外层为1至10重量份。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的层状管，其中所述层与所述外层直接接触，并且所述层和所述外层熔融结合在一起。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的层状管，其主要由所述层和所述外层组成。
12.根据权利要求6至9中任一项所述的层状管，其中所述第一交联剂和所述第二交联剂包括氰尿酸的三烯丙基衍生物。
13.根据权利要求1-9中任一项所述的层状管，其中所述层进一步包括第四氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述层为5至30重量份，其中所述第四氟聚合物不同于所述第一氟聚合物。
14.根据权利要求13所述的层状管，其中所述层包括所述第一氟聚合物、所述第四氟聚合物、和所述第一交联剂的反应产物。
15.根据权利要求13所述的层状管，其中所述层包括：
下列的反应产物：
所述第一氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述层为70至90重量份；
所述第四氟聚合物，其存在量基于100重量份的所述层为5至25重量份；和
所述第一交联剂，其存在量基于100重量份的所述层为2至6重量份；
其中所述反应产物的存在量基于100重量份的所述层为96至99.4重量份。
16.根据权利要求15所述的层状管，其中所述层主要由下列组成：
由所述第一氟聚合物、所述第四氟聚合物、和所述第一交联剂形成的反应产物；和
所述抗静电添加剂。
17.根据权利要求13所述的层状管，其中所述第四氟聚合物包括聚(丙烯-四氟乙烯)。
18.根据权利要求1-9中任一项所述的层状管，其中所述第一氟聚合物包括聚(乙烯-四氟乙烯)。
19.根据权利要求1-9中任一项所述的层状管，其中所述抗静电添加剂的存在量基于100重量份的所述层为0.6至2.5重量份。
20.根据权利要求1-9中任一项所述的层状管，其经历足以生成自由基的辐射。
21.根据权利要求20所述的层状管，其通过电子束经历所述辐射。
22.软管组合件，其包括权利要求1-9中任一项所述的层状管和由对位芳族聚酰胺合成纤维构成的加固层。
23.根据权利要求22所述的软管组合件，进一步包括外覆层。
24.根据权利要求23所述的软管组合件，进一步包括在所述加固层和所述外覆层之间的粘合剂层。
25.方法，包括：
预混合抗静电添加剂和第一交联剂，以形成抗静电中间混合物，其中所述抗静电添加剂分散在所述第一交联剂中；
复合所述抗静电中间混合物和至少部分第一氟聚合物，以形成第一复合混合物；和
挤出所述第一复合混合物，以形成层；
其中所述层包括：
大于60重量份的量的所述第一氟聚合物、1至10重量份的量的所述第一交联剂、和包括0.4至4重量份的量的碳纳米管的所述抗静电添加剂，所述量均基于100重量份的所述层，使得所述层的表面电阻率为10千欧(kΩ)/sq至100兆欧(MΩ)/sq。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括，在复合所述抗静电中间混合物和所述第一氟聚合物前，混合所述抗静电中间混合物和所述第一氟聚合物的第二部分。
27.根据权利要求25所述的方法，其中复合所述抗静电中间混合物和所述第一氟聚合物包括：复合所述抗静电中间混合物、所述第一氟聚合物、和第四氟聚合物，以形成所述第一复合混合物，其中所述第四氟聚合物不同于所述第一氟聚合物。
28.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一复合混合物主要由所述第一氟聚合物、所述第一交联剂、和所述抗静电添加剂组成。
29.根据权利要求25所述的方法，进一步包括施加辐射至所述层，以固化所述层。
30.根据权利要求29所述的方法，其中通过电子束将所述辐射施加于所述层。
31.根据权利要求25所述的方法，进一步包括在挤出所述第一复合混合物时在挤出机中维持空隙体积。
32.根据权利要求25所述的方法，其中所述抗静电添加剂包括碳纳米管。
33.根据权利要求25至32中任一项所述的方法，其中所述第一氟聚合物包括聚(乙烯-四氟乙烯)。
34.根据权利要求27所述的方法，其中所述第四氟聚合物包括聚(丙烯-四氟乙烯)。
35.根据权利要求25至32中任一项所述的方法，其中所述第一交联剂是氰尿酸的三烯丙基衍生物。
36.根据权利要求25至32中任一项所述的方法，进一步包括：
复合第二氟聚合物和第二交联剂，以形成第二复合混合物；和
挤出所述第二复合混合物，以形成围绕所述层的外层，从而形成包括所述层和所述外层的层状管；
其中所述第二氟聚合物与所述第一氟聚合物相同或不同；和
其中所述第二交联剂与所述第一交联剂相同或不同。
37.根据权利要求36所述的方法，其中将第三氟聚合物与所述第二交联剂和所述第二氟聚合物复合，以形成所述第二复合混合物，并且其中所述第三氟聚合物不同于所述第二氟聚合物。
38.根据权利要求36所述的方法，其中将所述第一复合混合物和所述第二复合混合物共挤出，以分别形成所述层和所述外层，从而形成所述层状管。
39.根据权利要求36所述的方法，其中所述第二氟聚合物包括聚(乙烯-四氟乙烯)。
40.根据权利要求37所述的方法，其中所述第三氟聚合物包括聚(丙烯-四氟乙烯)。
41.根据权利要求36所述的方法，进一步包括施加辐射至所述外层，以固化所述层状管。
42.根据权利要求41所述的方法，其中通过电子束施加所述辐射。
43.根据权利要求25所述的方法，进一步包括，在预混合所述抗静电添加剂和所述第一交联剂前施加热至所述抗静电添加剂，以从所述抗静电添加剂去除水分。
44.根据权利要求25所述的方法，其中复合所述抗静电中间混合物和至少部分所述第一氟聚合物被进一步限定为高剪切复合。
45.根据权利要求44所述的方法，其中高剪切复合包括在具有L/D比为30/1的高剪切挤出螺杆的挤出机中以至少100的每分钟转数复合。
46.根据权利要求27所述的方法，其中复合所述抗静电中间混合物和至少部分所述第一氟聚合物被进一步限定为利用高剪切挤出螺杆的高剪切复合步骤和利用低剪切挤出螺杆的低剪切复合步骤，在所述高剪切复合步骤中，所述抗静电中间混合物和至少部分所述第一氟聚合物通过所述高剪切挤出螺杆以100至400的每分钟转数进行高剪切复合，以形成所述第一复合混合物，并且在所述低剪切复合步骤中，所述第一复合混合物和所述第四氟聚合物通过所述低剪切挤出螺杆以100至300的每分钟转数进行低剪切复合。
47.根据权利要求27所述的方法，其中复合所述抗静电中间混合物和至少部分所述第一氟聚合物被进一步限定为高剪切复合步骤和低剪切复合步骤，各复合步骤利用相同的挤出螺杆，其中在所述高剪切复合步骤中，所述抗静电中间混合物和至少部分所述第一氟聚合物通过所述挤出螺杆以大于200至400的每分钟转数进行高剪切复合，以形成所述第一复合混合物，并且在所述低剪切复合步骤中，所述第一复合混合物和所述第四氟聚合物通过所述挤出螺杆以200或更少的每分钟转数进行低剪切复合。
48.根据权利要求25所述的方法，进一步包括复合所述第一复合混合物和所述第一氟聚合物的第二部分，以形成第三复合混合物。
49.根据权利要求48所述的方法，其中复合所述第一复合混合物和所述第一氟聚合物的所述第二部分包括复合所述第一复合混合物、所述第一氟聚合物的所述第二部分、和第四氟聚合物，以形成所述第三复合混合物，其中所述第四氟聚合物不同于所述第一氟聚合物。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述第一氟聚合物的所述第二部分和/或所述第四氟聚合物是粉末形式。
51.根据权利要求36所述的方法，进一步包括形成软管组合件，所述软管组合件包括所述层状管和由对位芳族聚酰胺合成纤维构成的加固层。
52.根据权利要求51所述的方法，其中形成软管组合件包括提供外覆层。
53.根据权利要求52所述的方法，其中形成软管组合件包括在所述加固层和所述外覆层之间提供粘合剂层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |