CN109263152A - 用于采矿作业的多层水管 - Google Patents

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Abstract

一种用于采矿作业的多层水管，具有外层和内层。该多层水管的该内层包含组合物和包含机磷酸酯的阻燃剂，该组合物含有聚(亚苯基醚)、烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物、可选地均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合。该多层水管的该外层包含含有高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂的组合物。该多层水管表现出冲击强度、拉伸强度、爆裂压力耐性、静压力耐性、阻燃性和外表面电阻的期望的平衡。

Description

用于采矿作业的多层水管
技术领域
本发明涉及一种用于采矿作业的多层水管。
背景技术
在采矿工业中，金属管常用于水的递送。金属管具有重量高、易腐蚀以及可能产生火花的缺点。作为金属管的替代，已经采用由各种塑料制成的管。全塑料管的益处是重量减少、腐蚀减少和与金属管相关的火花产生减少。然而，塑料管具有其他的缺点。由聚(氯乙烯)(PVC)制成的管是相对脆性的且可以受冲击而破碎。由高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)制成的管表现出良好的韧性(低脆性)，但是它们仅可以承受相对较低的爆裂压力和静压力。超高分子量聚乙烯管难以挤出。
仍然需要表现出冲击强度、拉伸强度、爆裂压力耐性、静压力耐性、阻燃性和外表面电阻的改进的平衡的采矿业水管。
发明内容
一种用于采矿作业的多层水管具有内层和外层，其中，该内层包含内层组合物，该内层组合物包含：58至82重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，其中该内层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，并且该外层包含外层组合物，该外层组合物包含：60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；和1至4重量份的阻燃增效剂；其中该外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂。
一种用于采矿作业的多层水管具有内层和外层，其中，该多层水管具有20至200毫米的外径和1.51至22毫米的总壁厚；该内层具有1.5至20毫米的壁厚以及该外层具有0.01至2毫米的壁厚，优选地其中，该内层具有1.5至10毫米的壁厚以及该外层具有0.02至0.2毫米的壁厚；该内层包含内层组合物，内层组合物包含：58至82重量份、优选地65至75重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份、优选地12至16重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份、优选地1至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，其中该内层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，并且该外层包含外层组合物，该外层组合物包含：60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；和1至4重量份的阻燃增效剂；其中该外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂。
一种制造多层水管的方法，该方法包括：通过熔融混合以下各项形成内层组合物：58至82重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，其中，重量份的值是基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂；将组合物通过环形模具挤出以提供包含内层组合物的单层管；通过熔融混合以下各项形成外层组合物：60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；和1至4重量份的阻燃增效剂；其中外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂；以及用该外层组合物涂覆该单层管以提供多层管。
一种制造多层水管的方法，该方法包括：共挤出外层，其截面是环形的且其特征在于第一外径、第一内径和第一壁厚；其中，该外层包含外层组合物，基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，组合物包含60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；和1至4重量份的阻燃增效剂；和内层，其截面是环形的且其特征在于小于该第一内径的第二外径、第二内径和第二壁厚；其中，该内层包含内层组合物，基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，该内层组合物包含58至82重量份的聚(亚苯基醚)；8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合；和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂。
通过以下附图和详细描述举例说明上述的及其他特征。
附图说明
以下附图是示例性的实施方式，其中，相同元件标号相同。
图1示出了用于采矿作业的具有管壁20的单层管10的截面图。
图2示出了用于采矿作业的具有由内层30和外层50组成的管壁的多层管30的截面图。
具体实施方式
本发明人已经确定了由其中管的每层具有特定组合物的多层水管提供了冲击强度、拉伸强度、爆裂压力耐性、静压力耐性、阻燃性和外表面电阻的改进的平衡。
因此，用于采矿作业的多层水管代表了本公开的一个方面。多层水管具有内层和外层。该水管的该内层包含内层组合物，该内层组合物包含聚(亚苯基醚)。
该内层组合物包含聚(亚苯基醚)。聚(亚苯基醚)包括包含具有下式的重复结构单元的那些：
其中每次出现的Z1独立地是卤素、未取代的或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12硫烃基、C1-C12烃氧基或C2-C12卤代烃氧基(其中至少两个碳原子将卤素和氧原子分隔)；并且每次出现的Z2独立地是氢、卤素、未取代的或取代的C1-C12烃基(条件是烃基基团不是叔烃基)、C1-C12硫烃基、C1-C12烃氧基或C2-C12卤代烃氧基(其中至少两个碳原子将卤素和氧原子分隔)。如在本文中使用的，术语“烃基”，不管是由它本身使用，或作为另一术语的前缀、后缀或片段使用，是指仅仅含有碳和氢的残基。该残基可以是脂肪族或芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。其也可以含有脂肪族、芳香族、直链、环状、双环、支链、饱和和不饱和的烃部分的组合。然而，当将烃基残基描述为取代的时，其可以可选地含有除了取代基残基的碳和氢成员之外的杂原子。因此，当具体地描述为取代的时，该烃基残基也可以含有一个或多个羰基基团、氨基基团、羟基基团等，或其可以含有在烃基残基的骨架内的杂原子。一个实例是，Z1可以是由端部的3,5-二甲基-1,4-苯基基团与氧化聚合催化剂的二-正丁胺组分的反应形成的二-正丁基氨基甲基基团。
聚(亚苯基醚)可以包含具有含氨基烷基端基的分子，其通常位于羟基基团的邻位。还经常存在的是四甲基联苯醌(TMDQ)端基，通常获得自其中存在四甲基联苯醌副产物的含2,6-二甲基苯酚的反应混合物。聚(亚苯基醚)可以是以均聚物、共聚物、接枝共聚物、离聚物或嵌段共聚物以及其组合的形式。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。如在本文中使用的，术语“聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物”是指包含至少一个聚(亚苯基醚)嵌段和至少一个聚硅氧烷嵌段的嵌段共聚物。
在一些实施方式中，通过氧化共聚方法制备聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。在该方法中，聚(亚苯基醚)聚硅氧烷嵌段共聚物是包括氧化共聚包含一元酚和羟基芳基封端的聚硅氧烷的单体混合物的过程的产物。在一些实施方式中，基于一元酚以及羟基芳基封端的聚硅氧烷的总重量，单体混合物包含70至99重量份的一元酚以及1至30重量份的羟基芳基封端的聚硅氧烷。羟基芳基二封端的聚硅氧烷可以包含多个具有以下结构的重复单元：
其中，每次出现的R8独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤代烃基；和具有以下结构的两个端部单元：
其中，Y是氢、C1-C12烃基、C1-C12烃氧基或卤素，并且其中，每次出现的R9独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤代烃基。在一个非常具体的实施方式中，每次出现的R8和R9是甲基，并且Y是甲氧基。
在一些实施方式中，一元酚包括2,6-二甲基苯酚，并且羟基芳基封端的聚硅氧烷具有以下结构
其中，n平均是5至100，具体地是30至60。
氧化共聚方法产生作为期望产物的聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物和作为副产物的聚(亚苯基醚)(没有并入的聚硅氧烷嵌段)。从聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物分离聚(亚苯基醚)不是必需的。因此，可以作为包含聚(亚苯基醚)和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物两者的“反应产物”利用聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。某些分离步骤，如自异丙醇中沉淀，使得可以确保反应产物基本不含残留的羟基芳基封端的聚硅氧烷起始材料。换句话说，这些分离步骤保证了反应产物的聚硅氧烷含量基本上全部是聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的形式。Carrillo等人的美国专利号8,017,697和8,669,332中描述了用于形成聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的详细方法。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)具有在氯仿中在25℃下通过乌氏粘度计测量的0.25至1分升/克的特性粘度。在此范围内，聚(亚苯基醚)特性粘度可以是0.3至0.65分升/克、更具体地0.3至0.6、更具体地0.35至0.5分升/克、更加具体地0.4至0.5分升/克。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚的均聚物或共聚物或包含上述中的至少一种的组合。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含具有在25℃下在氯仿中由乌氏粘度计确定的0.4至0.5分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。在这些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可以例如为整体的组合物贡献0.05至2重量百分数、具体地0.1至1重量百分数、更具体地0.2至0.8重量百分数的硅氧烷基团。
基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，内层组合物包含58至82重量份的量的聚(亚苯基醚)。在此范围内，聚(亚苯基醚)的量可以是60至80重量份、具体地65至78重量份、更具体地70至78重量份。
除聚(亚苯基醚)之外，内层组合物包含烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物。为了简便起见，将该组分称为“氢化嵌段共聚物”。基于氢化嵌段共聚物的重量，氢化嵌段共聚物可以包含10至90重量百分数的聚(烯基芳香族化合物)含量和90至10重量百分数的氢化聚(共轭二烯)含量。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物是低聚(烯基芳香族化合物含量)的氢化嵌段共聚物，其中聚(烯基芳香族化合物)含量是10至小于40重量百分数、具体地20至35重量百分数、更具体地25至35重量百分数、更加具体地30至35重量百分数，全部是基于低聚(烯基芳香族化合物)含量的氢化嵌段共聚物的重量。在其它实施方式中，氢化嵌段共聚物是高聚(烯基芳香族化合物含量)的氢化嵌段共聚物，其中聚(烯基芳香族化合物)含量是40至90重量百分数，具体地50至80重量百分数，更具体地60至70重量百分数，全部是基于高聚(烯基芳香族化合物含量)的氢化嵌段共聚物的重量。
在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物具有40,000至400,000道尔顿的重均分子量。数均分子量和重均分子量可以由凝胶渗透色谱法基于与聚苯乙烯标准的比较而确定。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物具有200,000至400,000道尔顿、具体地220,000至350,000道尔顿的重均分子量。在其他实施方式中，氢化嵌段共聚物具有40,000至200,000道尔顿、具体地40,000至180,000、更具体地40,000至150,000道尔顿的重均分子量。
用于制备氢化嵌段共聚物的烯基芳香族单体可以具有以下结构：
其中，R1和R2各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基基团或C2-C8烯基基团；R3和R7各自独立地表示氢原子、C1-C8烷基基团、氯原子或溴原子；以及R4、R5和R6各自独立地代表氢原子、C1-C8烷基基团或C2-C8烯基基团，或者R4和R5与中心的芳环合起来形成萘基基团，或R5和R6与中心的芳环合起来形成萘基基团。具体的烯基芳香族单体包括例如苯乙烯、氯苯乙烯如对-氯苯乙烯、甲基苯乙烯如α-甲基苯乙烯和对-甲基苯乙烯、以及叔丁基苯乙烯如3-叔丁基苯乙烯和4-叔丁基苯乙烯。在一些实施方式中，烯基芳香族单体是苯乙烯。
用于制备氢化嵌段共聚物的共轭二烯可以是C4-C20共轭二烯。合适的共轭二烯包括例如1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等或包含上述中的至少一种的组合。在一些实施方式中，共轭二烯是1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯或包含上述中的至少一种的组合。在一些实施方式中，共轭二烯是1,3-丁二烯。
氢化嵌段共聚物是包含(A)至少一种源自烯基芳香族化合物的嵌段和(B)至少一种源自共轭二烯的嵌段的共聚物，其中通过氢化至少部分地减少嵌段(B)中的脂肪族不饱和基团的含量。在一些实施方式中，(B)嵌段中的脂肪族不饱和度减少了至少50百分数、具体地至少70百分数。嵌段(A)和(B)的排列包括线性结构、接枝结构以及有或没有支链的辐射状远嵌段结构。直链嵌段共聚物包括递变直链结构和非递变直链结构。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物具有递变直链结构。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物具有非递变直链结构。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包含含有无规并入烯基芳香族单体的(B)嵌段。直链嵌段共聚物结构包括二嵌段(A-B嵌段)、三嵌段(A-B-A嵌段或B-A-B嵌段)、四嵌段(A-B-A-B嵌段)和五嵌段(A-B-A-B-A嵌段或B-A-B-A-B嵌段)结构以及包含总计6或更多个(A)和(B)嵌段的直链结构，其中，每个(A)嵌段的分子量可以与其他(A)嵌段的分子量相同或不同，且每个(B)嵌段的分子量可以与其他(B)嵌段的分子量相同或不同。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物是二嵌段共聚物、三嵌段共聚物或包含上述中的至少一种的组合。
在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物不包含烯基芳香族化合物和共轭二烯之外的单体残基。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物由源自烯基芳香族化合物和共轭二烯的嵌段组成。它不包含由这些或任何其他单体形成的接枝。它还由碳和氢原子组成，并因此不包含杂原子。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包含一种或多种酸官能化试剂(如马来酸酐)的残基。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。
在一些实施方式中，基于聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的重量，氢化嵌段共聚物是具有20至45重量百分数、或20至40重量百分数、或25至35重量百分数的聚苯乙烯含量的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。在这些实施方式中，聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物可以可选地具有由尺寸排阻色谱使用聚苯乙烯标准确定的240,000至300,000道尔顿的重均分子量。
用于制备氢化嵌段共聚物的方法是本领域已知的，并且许多氢化嵌段共聚物是商业可获得的。示例性的商业可获得的氢化嵌段共聚物包括作为KRATONTM G1701(具有约37重量百分数的聚苯乙烯)和G1702(具有约28重量百分数的聚苯乙烯)由Kraton PerformancePolymers Inc.可获得的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物；作为KRATONTM G1641(具有约33重量百分数聚苯乙烯)、G1650(具有约30重量百分数聚苯乙烯)、G1651(具有约33重量百分数聚苯乙烯)和G1654(具有约31重量百分数聚苯乙烯)由Kraton PerformancePolymers Inc.可获得的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物；和作为SEPTONTM S4044、S4055、S4077和S4099由Kuraray可获得的聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。其他的商业可获得的氢化嵌段共聚物包括作为CALPRENETM H6140(具有约31重量百分数的聚苯乙烯)、H6170(具有约33重量百分数的聚苯乙烯)、H6171(具有约33重量百分数的聚苯乙烯)和H6174(具有约33重量百分数的聚苯乙烯)由Dynasol；和作为SEPTONTM 8006(具有约33重量百分数的聚苯乙烯)和8007(具有约30重量百分数的聚苯乙烯)由Kuraray可获得的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯(SEBS)三嵌段共聚物；作为SEPTONTM 2006(具有约35重量百分数的聚苯乙烯)和2007(具有约30重量百分数的聚苯乙烯)由Kuraray可获得的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯(SEPS)共聚物；和以及作为KRATONTM G4609(包含约45％的矿物油和具有约33重量百分数的聚苯乙烯的SEBS)和G4610(包含约31％的矿物油和具有约33重量百分数的聚苯乙烯的SEBS)由Kraton PerformancePolymers Inc.；以及作为TUFTECTM H1272(包含约36％的油和具有约35重量百分数的聚苯乙烯的SEBS)由Asahi可获得的这些氢化嵌段共聚物的充油化合物。可以使用两种或更多种氢化嵌段共聚物的混合物。在一些实施方式中，氢化嵌段共聚物包含具有至少100,000道尔顿，具体地200,000至400,000道尔顿的重均分子量的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。
基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，内层组合物包含8至18重量份的量的氢化嵌段共聚物。在此范围内，氢化嵌段共聚物的量可以是9至18重量份、具体地10至16重量份。
除聚(亚苯基醚)和氢化嵌段共聚物之外，内层组合物可选地包含均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯、多种橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合。
如本文所使用的，术语均聚苯乙烯是指苯乙烯的均聚物。因此，除了苯乙烯，均聚苯乙烯不包含任何单体的残基。均聚苯乙烯可以是无规、间规或等规的。在一些实施方式中，均聚苯乙烯由无规均聚苯乙烯组成。在一些实施方式中，均聚苯乙烯具有根据ASTMD1238-13在200℃和5千克负载下测量的5至12克/10分钟的熔体流动速率。
橡胶改性的聚苯乙烯包含聚苯乙烯和聚丁二烯。橡胶改性的聚苯乙烯有时被称作“高冲击聚苯乙烯”或“HIPS”。在一些实施方式中，基于橡胶改性的聚苯乙烯的重量，橡胶改性的聚苯乙烯包含80至96重量百分数的聚苯乙烯、具体地88至94重量百分数的聚苯乙烯；以及4至20重量百分数的聚丁二烯、具体地6至12重量百分数的聚丁二烯。
基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，内层组合物包含0至15重量份的量的聚苯乙烯。在一些实施方式中，聚苯乙烯的量是0至13重量份、具体地0至10重量份、更具体地0至5重量份。在一些实施方式中，内层组合物不包含聚苯乙烯。
在一些实施方式中，其中内层组合物包含1至15重量份的聚苯乙烯。在这些实施方式中的一些中，聚苯乙烯由均聚苯乙烯组成。在其他的这些实施方式中，聚苯乙烯由橡胶改性的聚苯乙烯组成。
在一些实施方式中，内层组合物不包含聚苯乙烯。
除了聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物和可选的聚苯乙烯之外，内层组合物还包含含有有机磷酸酯的阻燃剂。
示例性的有机磷酸酯阻燃剂包括包含苯基基团、取代的苯基基团或苯基基团和取代的苯基基团的组合的磷酸酯、基于间苯二酚的双-磷酸芳酯如例如间苯二酚双(磷酸二苯酯)、以及基于双酚类的那些如例如双酚A双(磷酸二苯酯)。在一些实施方式中，有机磷酸酯是三(烷基苯基)磷酸酯(例如CAS登记号89492-23-9或CAS登记号78-33-1)、间苯二酚双(磷酸二苯酯)(CAS登记号57583-54-7)、双酚A双(磷酸二苯酯)(CAS登记号181028-79-5)、磷酸三苯酯(CAS登记号115-86-6)、三(三异丙基苯基)磷酸盐(例如CAS登记号68937-41-7)、叔丁基苯基磷酸二苯酯(CAS登记号56803-37-3)、双(叔丁基苯基)磷酸苯酯(CAS登记号65652-41-7)、三(叔-丁基苯基)磷酸盐(CAS登记号78-33-1)或包含上述中的至少一种的组合。
在一些实施方式中，有机磷酸酯包含具有下式的双-磷酸芳酯：
其中每次出现时R独立地是C1-C12亚烷基基团；每次出现时R14和R15独立地是C1-C5烷基基团；R10、R11和R12独立地是C1-C12烃基基团；R10每次出现时独立地为C1-C12烃基；n是1至25；以及s1和s2独立地是等于0、1或2的整数。在一些实施方式中，OR10、OR11、OR12和OR13独立地源自苯酚、单烷基苯酚、二烷基苯酚或三烷基苯酚。
如同由本领域的普通技术人员容易地理解的，双磷酸芳酯源自双酚。示例性双酚包括2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷和1,1-双(4-羟基苯基)乙烷。在一些实施方式中，双酚包含双酚A。
在一些实施方式中，阻燃剂由有机磷酸酯组成。在其他实施方式中，阻燃剂进一步包含一种或多种金属(C1-12)烷基次磷酸盐(如三(二乙基次磷酸)铝)、直链或环状的双(苯氧基)磷腈、磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺和金属氢氧化物(如氢氧化镁、氢氧化铝和氢氧化钴)。
基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，内层组合物包含10至20重量份的量的阻燃剂。在此范围内，阻燃剂的量可以是10至18重量份、具体地11至16重量份。
内层组合物可以可选地进一步包含稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属减活剂或包含上述中的至少一种的组合。基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，内层组合物包含0至5重量份的量的添加剂。
可以最小化或在内层组合物中排除在本文中未描述的所需的组分。例如，在一些实施方式中，内层组合物包含0至2重量百分数的聚酰胺，并且在一些实施方式中，内层组合物不包含聚酰胺。作为另一实例，在一些实施方式中，内层组合物包含0至2重量百分数的聚烯烃，并且在一些实施方式中，内层组合物不包含聚烯烃。作为另一实例，在一些实施方式中，内层组合物包含0至2重量百分数的聚酯，并且在一些实施方式中，内层组合物不包括聚酯。作为另一实例，在一些实施方式中，内层组合物包含0至2重量百分数的烯基芳香族单体和共轭二烯的未氢化的嵌段共聚物，并且在一些实施方式中，内层组合物不包括这种未氢化的嵌段共聚物。
在一个非常具体的实施方式中，内层组合物由以下各项组成：58至82重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，10至20重量份的阻燃剂，以及0至5重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属减活剂或包含上述中的至少一种的组合。
在另一个具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)，该聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)具有在25℃下于氯仿中通过乌氏粘度计确定的0.4至0.5分升/克的特性粘度；基于聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的重量，氢化嵌段共聚物是具有25至35重量百分数的聚苯乙烯含量的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物，并且其中，聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物具有根据尺寸排阻色谱使用聚苯乙烯标准确定的240,000至300,000道尔顿的重均分子量；其中，阻燃剂由有机磷酸酯组成，并且其中，有机磷酸酯包含双酚A双(磷酸二苯酯)；并且内层组合物包含65至75重量份的聚(亚苯基醚)、12至16重量份的氢化嵌段共聚物、0至5重量份的聚苯乙烯和12至16重量份的阻燃剂。
多层水管进一步包含外层组合物。外层组合物被设置在水管的内层的外面并与其接触。
基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，外层组合物包含60至92重量份的高密度聚乙烯。在此范围内，高密度聚乙烯的含量可以是65至90重量份或70至85重量份。
基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，外层组合物进一步包含2至15重量份的抗静电剂。在此范围内，抗静电剂的含量可以是2至12重量份、或2至10重量份、或2至8重量份、2至5重量份、或5至12重量份、或8至12重量份。如在本文中使用的“抗静电剂”是指可以改进组合物的导电性质的组分。抗静电剂可以包含导电炭黑、碳纳米管或包括上述中的至少一种的组合。在一些实施方式中，抗静电剂优选地包含导电炭黑。导电炭黑能够改进热塑性树脂的静电性质，可以具有小于200纳米、或小于100纳米、或小于50纳米，例如1至100纳米、或5至100纳米或5至50纳米的平均粒径。导电炭黑也可以具有大于100平方米/克(m2/g)、或大于约400m2/g、或大于约800m2/g的表面积。导电炭黑也可以具有大于40立方厘米/百克(cm3/100g)、或大于约100cm3/100g或大于约150cm3/100g的孔隙体积(邻苯二甲酸二丁酯吸收)。可用于外层组合物的商业可获得的炭黑可以是用于改性热塑性树脂的静电放电(ESD)性质的任何导电炭黑。这种炭黑在各种商品名称下出售，包括但不限于S.C.F(超导电炉黑)、E.C.F(导电炉黑)、科琴黑(Ketjen Black)EC(可获得自Akzo Co.，Ltd.)或乙炔黑。
基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，外层组合物进一步包含5至15重量份的阻燃剂。外层组合物的阻燃剂可以是卤代阻燃剂，具体地溴代阻燃剂。溴代阻燃剂可以是溴代有机化合物，包括例如四溴邻苯二甲酸酯、十溴联苯醚、四溴苯甲酸酯、四溴双酚A、四溴双酚A醚、聚(二溴苯乙烯)、六溴环癸烷、十溴二苯基乙烷、2,4,6-三溴酚、双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷和包括上述中的至少一种的组合。在一些实施方式中，外层阻燃剂包含十溴联苯醚。
可以用于外层组合物的其他阻燃剂包括磷酸酯、氯代(C1-12烷基)磷酸酯、膦酸酯、亚膦酸酯、膨胀石墨、金属氧化物、水合金属氧化物、铵盐、硅酸盐和包括上述中的至少一种的组合。磷酸酯包括磷酸三乙酯、磷酸甲苯联苯基酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三甲苄基酯、异丙基化磷酸三芳基酯、双酚A双(磷酸二苯酯)、间苯二酚双(磷酸二苯酯)和它们的组合。氯(C1-12烷基)磷酸酯包括三(2-氯异丙基)磷酸盐、三(1,3-二氯异丙基)磷酸盐、三(2-氯乙基)磷酸盐和它们的组合。膦酸酯包括二乙基N,N-(2-羟基乙基)氨乙基膦酸酯。亚膦酸酯包括亚膦酸二乙基铝、亚膦酸二乙基锌和包括上述至少一种的组合。金属氧化物包括氢氧化镁、三氧化锑、亚锑酸钠和包括上述至少一种的组合。水合金属氧化物包括三水合铝、十水合十硼酸钠、水合硼酸锌，和包括上述至少一种的组合。铵盐包括五硼酸铵、硫酸铵、硫酸氢铵、氯化铵和包括上述至少一种的组合。硅酸盐是包含共价键合至四个氧原子以形成四面体SiO4重复单元的固体化合物。亚单元的一个或多个氧原子可以桥接至一个或多个金属原子。硅酸盐的实例包括A型沸石的钠交换形式和蒙脱粘土的钠交换形式。在一些实施方式中，可以除去外层组合物中的上述阻燃剂。换言之，在一些实施方式中，外层组合物的阻燃剂可以由溴化阻燃剂组成。
除了高密度聚乙烯、抗静电剂和阻燃剂之外，基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，外层组合物进一步包含1至4重量份的阻燃增效剂。阻燃增效剂优选地是无机阻燃增效剂，例如含锑的化合物。使用这种阻燃增效剂可以增强卤代阻燃剂的阻燃性能。示例性的无机阻燃增效剂可以包括三氧化锑、五氧化二锑和三硫化二锑，优选三氧化锑。
外层组合物可以可选地进一步包含稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料颜料、抗氧化剂、矿物油、金属减活剂、偶联剂或包含上述中的至少一种的组合，优选抗氧化剂和偶联剂。
抗氧化添加剂包括有机亚磷酸酯如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂酰二亚磷酸季戊四醇酯；烷基化的单酚或多酚；多酚与二烯烃的烷基化反应产物，如四[亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯]甲烷；对甲酚或二环戊二烯的丁酸酯化反应产物；烷基化氢醌；羟化硫代二苯醚；烷叉基-双酚；苄基化合物；Β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元或者多元醇的酯；Β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元或者多元醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯诸如硫代丙酸二硬脂基酯、硫代丙酸二月桂基酯、硫代二丙酸双十三烷基酯、十八基-3-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)丙酸盐、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)丙酸酯；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺，或包括上述抗氧化剂的至少一种的组合。在一些实施方式中，抗氧化剂优选地包含十八基-3-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)丙酸盐、三(2,4-二-叔-丁基苯基)亚磷酸酯或包含上述中的至少一种的组合。基于总计100重量份的组合物(不包括任何填料)，抗氧化剂以0.01至0.1重量份的量使用。
偶联剂可以改进外层组合物的抗静电剂(例如导电炭黑)和高密度聚乙烯之间的粘附性。示例性的偶联剂可以包括但不限于有机硅、钛和铝衍生物如硅烷(例如二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰基-氧基丙基三甲氧基硅烷、N,N-双(B-羟基乙基)y-胺-丙基-三乙氧基硅烷、乙烯基丙基-三甲氧基硅烷、y-甲基丙烯酰氧基-丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷、对-(3,4-环氧树脂-环己基)乙基三甲硅烷和乙烯基三甲氧基乙氧基-硅烷等或包含上述中的至少一种的组合)；钛酸酯(例如四异辛基钛酯、异丙基二异硬脂基甲基丙烯酰基钛酸酯、异丙基三异硬脂基钛酸酯、异丙基-三丙烯酰基钛酸酯、二(二辛基焦磷酸酯)钛且特别是所谓的混合的钛酸酯如异丙基二甲基硬脂酰基二异硬脂基钛酸酯等；和铝酸盐和铝酸锆类型偶联剂；或包括上述至少一种的组合)。在一些实施方式中，偶联剂包含钛酸酯偶联剂、铝酸盐偶联剂或包含上述中的至少一种的组合。
基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，外层组合物包含0至6重量份、或0.01至6重量份、或0.1至6重量份、或0.5至6重量份的量的添加剂。
可以在外层组合物中最小化或排除在本文中未描述的所需的组分。例如，在一些实施方式中，外层组合物包含0至2重量百分数的填料，并且在一些实施方式中，内层组合物不包含填料。
在一个具体的实施方式中，外层组合物由以下各项组成：60至92重量份的高密度聚乙烯，2至15重量份的抗静电剂，5至15重量份的阻燃剂，1至4重量份的阻燃增效剂，和0至6重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、矿物油、金属减活剂、偶联剂或包含上述中的至少一种的组合。
在另一个具体的实施方式中，抗静电剂是导电炭黑，阻燃剂是十溴联苯醚，阻燃增效剂是三氧化锑，以及外层组合物包含60至92重量份的高密度聚乙烯，2至15重量份的抗静电剂，5至15重量份的阻燃剂，1至4重量份的阻燃增效剂，和0至6重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、矿物油、金属减活剂、偶联剂或包含上述中的至少一种的组合。
内层组合物、外层组合物或两者可以通过熔融共混或熔融捏合组合物的组分来制备。熔融共混或熔融捏合可以是使用常规设备诸如螺条掺混机、HENSCHELTM混合器、BANBURYTM混合器、鼓形滚筒、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤压机、共捏合机等进行的。例如，本组合物可以各自通过在270到310℃，特别是280至300℃的温度下在双螺杆挤出机中熔融共混组分来制备。
多层水管可以通过经由环形模具挤出熔融的内层组合物以提供包含内层组合物的单层管来制备。管的挤出可以伴随组合物的混合，或其可以是单独的组合物中间制粒的步骤。管的挤出可以在240至300℃、具体地240至280℃的熔融温度下进行。单层管可以涂覆有熔融的外层组合物以提供多层管。
在其他实施方式中，可以通过共挤出以下各项制造多层管：外层，其截面是环形的且其特征在于第一外径、第一内径和第一壁厚；其中，外层包含如上所述的外层组合物；和内层，其截面为环形的且其特征在于小于第一内径的第二外径、第二内径和第二壁厚，其中，内层包含如上所述的内层组合物。可以用在230至260℃、具体地235至255℃(对于外层)，和在230至260℃、具体地235至255℃(对于内层)的温度下运作的管式共挤出机进行共挤出。
在一些实施方式中，多层水管可以包括内层和外层之间的一个或多个中间层。在一些实施方式中，不存在这些中间层。换言之，在一些实施方式中，可以从目前的水管中除去中间层(即，内层和外层接触)。如果共挤出一个或多个中间层与外层和内层，那么它们的挤出温度将取决于它们的组成和热性质并可以通过聚合物领域的技术人员进行选择。
在一些实施方式中，多层水管可以包括中间层，其是内层和外层之间的粘合层。粘合层可以包括例如热熔体粘合剂，例如苯乙烯嵌段共聚物热熔体粘合剂(例如SBS热熔体粘合剂、SIS热熔体粘合剂等)、聚氨酯(PUR)热熔体粘合剂、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)热熔体粘合剂等或它们的组合。
多层水管可以具有20至200毫米的外径。在此范围内，管的外径可以是20至160毫米、具体地40至140毫米、更具体地60至120毫米。多层水管可以具有1.51至22毫米的总壁厚。多层水管的内层具有1.5至20毫米的壁厚。在此范围内，壁厚可以是1.5至15毫米、具体地1.5至15毫米、更具体地1.5至12毫米、或1.5至10毫米。多层水管的外层具有0.01至2毫米的壁厚。在此范围内，水管的外层可以具有0.02至1毫米、或0.02至0.5毫米、或0.02至0.2毫米的壁厚。水管通常是环形截面，但是截面形状可能变化。图1是用于采矿作业的单层水管10的截面图，管壁20由聚(亚苯基醚)组合物组成。图2示出了用于采矿作业的多层水管30的截面图，具有由聚(亚苯基醚)组合物组成的内层40和由阻燃剂、抗静电高密度聚乙烯组合物组成的外层50。
通过以下非限制性的实施例进一步说明本公开的多层水管。
实施例
以下实施例使用的材料在下表1中描述。
表1
在Toshiba TEM-37BS双螺杆挤出机上复合包含聚(亚苯基醚)的组合物，该挤出机在40千克/小时的生产量与进料口到模具50℃/150℃/280℃/280℃/280℃/280℃/280℃/290℃/290℃/290℃/290℃/290℃的区温度下运行。在挤出机的进料口添加所有组分。在水浴中冷却挤出物并造粒。将粒料在注射模制或挤出模制前在120℃下调控3小时。
通过用具有环形模具的单螺杆挤出机制备具有表2中给出的尺寸的管样品。
在落锤冲击测试中，将40焦的冲击能施加于管。将2千克的锤由2米的高度下坠在管上。为了通过测试，管必须不破裂。在爆裂压力测试中，增加管内部的水压直至管破裂。为了通过该测试，管必须承受至少9兆帕的压力而不破裂。在静压力测试中，在管内部维持35兆帕的环向应力并测量至失效的小时数。至少100小时的值被认为是通过。(注意目前对HDPE管的要求是仅12.4兆帕的环向应力下100小时。)在阻燃性测试中，将25毫米长度的管暴露于960℃的火焰30秒，之后移去火焰，并测量火焰熄灭的时间。小于或等于10秒的值被认为是通过。在拉伸强度和拉伸伸长率测试中，将哑铃形状的样品从管上切除并用于测定拉伸性能。至少40兆帕的拉伸强度被认为是通过，如至少10％的拉伸伸长率。使用两个电极测定外表面电阻，每个电极紧密缠绕在管的外表面周围。电极之间的距离是1000毫米。控制温度和湿度以降低环境影响。结果以欧姆(Ω)报告。小于或等于109欧姆的表面电阻被认为是通过。
组成和管的性能总结在表2中，其中组分的量以基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物和阻燃剂的重量份表示。
表2
表2中的结果示出了比较例1至3中的每一种(其为单层管)表现出可接受的管性质的平衡，该管性质包括落锤冲击强度、爆裂压力耐性、静压力耐性、拉伸强度和外表面电阻。具体地，比较例1和2在爆裂压力耐性、静压力耐性和拉伸强度上不足。比较例3表现出可接受的落锤冲击强度、爆裂压力耐性、静压力耐性和拉伸强度，但是在外表面电阻上不足。比较例4，具有由高密度聚乙烯组成的外层的多层管，表现出可接受的落锤冲击强度、爆裂压力耐性、静压力耐性和拉伸强度，但是在外表面电阻上不足。相反，实施例1表现出期望的管性质的平衡，该管性质包括落锤冲击强度、爆裂压力耐性、静压力耐性、拉伸强度和外表面电阻。
本公开进一步涵盖以下非限制性的实施方式。
实施方式1：一种用于采矿作业的多层水管，该多层水管具有内层和外层，其中，内层包含内层组合物，内层组合物包含：58至82重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，其中内层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，并且外层包含外层组合物，外层组合物包含：60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；以及1至4重量份的阻燃增效剂；其中外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂。
实施方式2：根据实施方式1的多层水管，其中，聚(亚苯基醚)包含具有在25℃下在氯仿中由乌氏粘度计确定的0.3至0.6分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
实施方式3：根据实施方式1至2中任一项或多项的多层水管，其中，基于聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的重量，氢化嵌段共聚物具有20至45重量百分数的聚苯乙烯含量的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。
实施方式4：根据实施方式3的多层水管，其中，聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物具有通过尺寸排阻色谱使用聚苯乙烯标准确定的240,000至300,000道尔顿的重均分子量。
实施方式5：根据实施方式1至4中任一项或多项的多层水管，其中，聚苯乙烯由均聚苯乙烯组成。
实施方式6：根据实施方式1至4中任一项或多项的多层水管，其中，聚苯乙烯由橡胶改性的聚苯乙烯组成。
实施方式7：根据实施方式1至4中任一项或多项的多层水管，其中，内层组合物不包含聚苯乙烯。
实施方式8：根据实施方式1至7中任一项或多项的多层水管，其中，内层组合物的阻燃剂由有机磷酸酯组成。
实施方式9：根据实施方式1至8中任一项或多项的多层水管，其中有机磷酸酯包含双酚A双(磷酸二苯酯)。
实施方式10：根据实施方式1的多层水管，其中，内层组合物由以下组成：58至82重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，10至20重量份的阻燃剂，以及0至5重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属减活剂或包含上述中的至少一种的组合。
实施方式11：根据实施方式1至10中任一项或多项的多层水管，其中，外层组合物的抗静电剂包括导电炭黑、碳纳米管或包括上述中的至少一种的组合，优选地导电炭黑。
实施方式12：根据实施方式1至11中任一项或多项的多层水管，其中，外层组合物的阻燃剂包含卤化阻燃剂，优选地溴化阻燃剂，更优选地十溴联苯醚、四溴邻苯二甲酸酯、四溴苯甲酸酯、四溴双酚A、四溴双酚A醚、聚(二溴苯乙烯)、六溴环癸烷、十溴联苯乙烷、2,4,6-三溴酚、双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷或包含上述中的至少一种的组合。
实施方式13：根据实施方式1至12中任一项或多项的多层水管，其中，外层组合物的阻燃增效剂包含三氧化锑。
实施方式14：根据实施方式1至13中任一项或多项的多层水管，其中，外层组合物进一步包含0.5至6重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属减活剂或包含上述中的至少一种的组合，优选地抗氧化剂和偶联剂。
实施方式15：根据实施方式1至14中任一项或多项的多层水管，其中，多层水管具有20至200毫米的外径和1.51至22毫米、优选地2至20毫米的总壁厚。
实施方式16：根据实施方式1至15中任一项或多项的多层水管，其中，内层具有1.5至20毫米的壁厚且外层具有0.01至2毫米的壁厚，优选地其中内层具有1.5至10毫米的壁厚且外层具有0.02至0.2毫米的壁厚。
实施方式17：根据实施方式1至16中任一项或多项的多层水管，进一步包含内层和外层之间的粘合层。
实施方式18：一种用于采矿作业的多层水管具有内层和外层，其中，多层水管具有20至200毫米的外径和1.51至22毫米的总壁厚；内层具有1.5至20毫米的壁厚且外层具有0.01至2毫米的壁厚，优选地其中内层具有1.5至10毫米的壁厚且外层具有0.02至0.2毫米的壁厚；内层包含内层组合物，内层组合物包含：58至82重量份、优选地65至75重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份、优选地12至16重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份、优选地1至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，其中内层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，并且外层包含外层组合物，外层组合物包含：60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；以及1至4重量份的阻燃增效剂；其中外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂。
实施方式19：一种制造根据实施方式1至18中任一项或多项的多层水管的方法，方法包括：通过熔融混合以下各项形成内层组合物：58至82重量份的聚(亚苯基醚)，8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，其中，重量份的值是基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂；将组合物通过环形模具挤出以提供包含内层组合物的单层管；通过熔融混合以下各项形成外层组合物：60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；和1至4重量份的阻燃增效剂；其中外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂；以及用外层组合物涂覆单层管以提供多层管。
实施方式20：一种制造根据实施方式1至18中任一项或多项的多层水管的方法，方法包括：共挤出外层，其截面是环形的且其特征在于第一外径、第一内径和第一壁厚；其中，外层包含外层组合物，基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，组合物包含60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；以及1至4重量份的阻燃增效剂；和内层，其截面是环形的且其特征在于小于第一内径的第二外径、第二内径和第二壁厚；其中，内层包含内层组合物，基于总共100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，内层组合物包含58至82重量份的聚(亚苯基醚)；8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合；和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂。
组合物、方法和制品可以可替换地包含在本文中公开的任何适当的组分或步骤、由其组成、或基本上由其组成。可以另外地、或可替换地配制组合物、方法和制品以便全无或基本上不含另外地对于达到组合物、方法和制品的功能或目标不是必需的任何步骤、组分、材料、成分、辅剂或物质。
在本文中公开的所有范围包括端点，并且端点可独立地相互结合。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。术语“第一”、“第二”等在本文中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一个要素与另一要素。术语“一个”和“一种”以及“该”并不表示对数量的限制，而应解释为包括单数和复数两者，除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有明确说明，“或”是指“和/或”。贯穿说明书提及的“一些实施方式”、“实施方式”等指的是与实施方式关联所描述的具体元素包括在本文中描述的至少一个实施方式中，并且可以存在于或者不存在于其他的实施方式中。另外，应该理解的是，所描述的要素可以以任何合适的方式组合于各个实施方式中。
除非另外限定，否则本文所使用的技术和科学术语具有本申请所属领域的技术人员通常理解的相同含义。通过引证以它们的全部内容将所有引用的专利、专利申请、及其他参考合并于此。然而，如果本申请中的术语与所并入的参考文献中的术语矛盾或冲突，则来自本申请的术语优先于来自所并入的参考文献的冲突术语。
术语“烷基”是指支链或直链、不饱和的脂肪族烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基以及正和异己基。“烯基”是指直链或支链的，具有至少一个碳-碳双键的单价烃基团例如，乙烯基(-HC＝CH2))。“烷氧基”是指经由氧连接的烷基基团(即，烷基-O-)，例如甲氧基、乙氧基和仲-丁氧基基团。“亚烷基”是指直链或支链、饱和的、二价的脂肪族烃基(例如亚甲基(-CH2-)或亚丙基(-(CH2)3-))。“亚环烷基”是指二价的环状的亚烷基基团，-CnH2n-x，其中x是由环化替代的氢的数量。“环烯基”是指具有一个或多个环并且在环中具有一个或多个碳-碳双键的单价的基团，其中，所有环成员是碳(例如，环戊基和环己基)。“芳基”是指包含指定数目的碳原子的芳烃基团，如苯基、环庚三烯酮、茚满基或萘基。前缀“卤代”是指包含一个或多个氟、氯、溴或碘取代基的基团或化合物。可以存在不同的卤代基团(例如，溴和氟)的组合或单独的氯基团。前缀“杂”是指包含至少一个是杂原子(例如，1、2、或3个杂原子)的环成员的化合物或基团，其中，杂原子各自独立地是N、O、S、Si、或P。“取代的”是指被至少一个(例如，1、2、3或4个)取代基取代的化合物或基团：其可以各自独立地是C1-9烷氧基、C1-9卤代烷氧基、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、C1-6烷基磺酰基(-S(＝O)2-烷基)、C6-12芳基磺酰基(-S(＝O)2-芳基)、硫醇(-SH)、氰硫基(-SCN)、甲苯磺酰基(CH3C6H4SO2-)、C3-12环烷基、C2-12烯基、C5-12环烯基、C6-12芳基、C7-13芳基亚烷基、C4-12杂环烷基和C3-12杂芳基，条件是不超过取代原子正常的化合价。在基团中显示的碳原子的数目不包括任何取代基。例如-CH2CH2CN是由腈取代的C2烷基基团。
虽然已经描述了特定的实施方式，但是本申请人或本领域的其他技术人员可以想到当前不可预见的或可能不可预见的替代、修改、变体、改进和实质等效物。因此，所提交的以及可能被修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变体、改进和实质等效物。

Claims (20)

1.一种用于采矿作业的多层水管，所述多层水管具有内层和外层，其中
所述内层包含内层组合物，所述内层组合物包含：
58至82重量份的聚(亚苯基醚)，
8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，
0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和
10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，
其中，所述内层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的所述聚(亚苯基醚)、所述氢化嵌段共聚物、所述聚苯乙烯和所述阻燃剂，并且
所述外层包含外层组合物，所述外层组合物包含：
60至92重量份的高密度聚乙烯；
2至15重量份的抗静电剂；
5至15重量份的阻燃剂；以及
1至4重量份的阻燃增效剂；
其中，所述外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的所述高密度聚乙烯、所述抗静电剂、所述阻燃剂和所述阻燃增效剂。
2.根据权利要求1所述的多层水管，其中，所述聚(亚苯基醚)包含具有在25℃下在氯仿中通过乌氏粘度计确定的0.3至0.6分升/克的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)。
3.根据权利要求1至2中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述氢化嵌段共聚物是聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物，基于所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的重量具有20至45重量百分数的聚苯乙烯含量。
4.根据权利要求3所述的多层水管，其中，所述聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物具有通过尺寸排阻色谱使用聚苯乙烯标准确定的240,000至300,000道尔顿的重均分子量。
5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述聚苯乙烯由均聚苯乙烯组成。
6.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述聚苯乙烯由橡胶改性的聚苯乙烯组成。
7.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述内层组合物不包含聚苯乙烯。
8.根据权利要求1至7中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述内层组合物的所述阻燃剂由有机磷酸酯组成。
9.根据权利要求1至8中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述有机磷酸酯包含双酚A双(磷酸二苯酯)。
10.根据权利要求1所述的多层水管，其中，所述内层组合物由以下各项组成：
58至82重量份的聚(亚苯基醚)，
8至18重量份的所述氢化嵌段共聚物，
0至15重量份的所述均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，
10至20重量份的所述阻燃剂，和
0至5重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属减活剂或包含上述中的至少一种的组合。
11.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述外层组合物的所述抗静电剂包括导电炭黑、碳纳米管或包括上述中的至少一种的组合，优选地导电炭黑。
12.根据权利要求1至11中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述外层组合物的所述阻燃剂包含卤化阻燃剂，优选地溴化阻燃剂，更优选地十溴联苯醚、四溴邻苯二甲酸酯、四溴苯甲酸酯、四溴双酚A、四溴双酚A醚、聚(二溴苯乙烯)、六溴环癸烷、十溴联苯乙烷、2,4,6-三溴酚、双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷或包含上述中的至少一种的组合。
13.根据权利要求1至12中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述外层组合物的所述阻燃增效剂包含三氧化锑。
14.根据权利要求1至13中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述外层组合物进一步包含0.5至6重量份的稳定剂、润滑剂、加工助剂、阻滴剂、UV阻断剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属减活剂或包含上述中的至少一种的组合，优选地抗氧化剂和偶联剂。
15.根据权利要求1至14中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述多层水管具有20至200毫米的外径和1.51至22毫米、优选地2至20毫米的总壁厚。
16.根据权利要求1至15中任一项或多项所述的多层水管，其中，所述内层具有1.5至20毫米的壁厚且所述外层具有0.01至2毫米的壁厚，优选地其中，所述内层具有1.5至10毫米的壁厚且所述外层具有0.02至0.2毫米的壁厚。
17.根据权利要求1至16中任一项或多项所述的多层水管，进一步包含在所述内层和所述外层之间的粘合层。
18.一种用于采矿作业的具有内层和外层的多层水管，其中，
所述多层水管具有20至200毫米的外径和1.51至22毫米的总壁厚；
所述内层具有1.5至20毫米的壁厚且所述外层具有0.01至2毫米的壁厚，优选地其中，所述内层具有1.5至10毫米的壁厚且所述外层具有0.02至0.2毫米的壁厚；
所述内层包含内层组合物，所述内层组合物包含：
58至82重量份、优选地65至75重量份的聚(亚苯基醚)，
8至18重量份、优选地12至16重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，
0至15重量份、优选地1至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和
10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，
其中，所述内层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的所述聚(亚苯基醚)、所述氢化嵌段共聚物、所述聚苯乙烯和所述阻燃剂，并且
所述外层包含外层组合物，所述外层组合物包含：
60至92重量份的高密度聚乙烯；
2至15重量份的抗静电剂；
5至15重量份的阻燃剂；以及
1至4重量份的阻燃增效剂；
其中，所述外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的所述高密度聚乙烯、所述抗静电剂、所述阻燃剂和所述阻燃增效剂。
19.一种制造权利要求1至18中任一项或多项所述的多层水管的方法，所述方法包括：
通过熔融混合以下各项形成内层组合物：
58至82重量份的聚(亚苯基醚)，
8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物，
0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合，和
10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂，
其中，重量份的值是基于总计100重量份的所述聚(亚苯基醚)、所述氢化嵌段共聚物、所述聚苯乙烯和所述阻燃剂；
将所述组合物通过环形模具挤出以提供包含所述内层组合物的单层管；
通过熔融混合以下各项形成外层组合物：
60至92重量份的高密度聚乙烯；
2至15重量份的抗静电剂；
5至15重量份的阻燃剂；以及
1至4重量份的阻燃增效剂；
其中，所述外层组合物的重量份的值是基于总计100重量份的所述高密度聚乙烯、所述抗静电剂、所述阻燃剂和所述阻燃增效剂；
以及
用所述外层组合物涂覆所述单层管以提供多层管。
20.一种制造权利要求1至18中任一项或多项所述的多层水管的方法，所述方法包括：
共挤出
外层，其截面是环形的且其特征在于第一外径、第一内径和第一壁厚；其中，所述外层包含外层组合物，基于总计100重量份的高密度聚乙烯、抗静电剂、阻燃剂和阻燃增效剂，所述外层组合物包含60至92重量份的高密度聚乙烯；2至15重量份的抗静电剂；5至15重量份的阻燃剂；和1至4重量份的阻燃增效剂；和
内层，其截面是环形的且其特征在于小于所述第一内径的第二外径、第二内径和第二壁厚；其中，所述内层包含内层组合物，基于总计100重量份的聚(亚苯基醚)、氢化嵌段共聚物、聚苯乙烯和阻燃剂，所述内层组合物包含58至82重量份的聚(亚苯基醚)；8至18重量份的烯基芳香族单体和共轭二烯的氢化嵌段共聚物；0至15重量份的均聚苯乙烯、橡胶改性的聚苯乙烯或包含上述中的至少一种的组合；和10至20重量份的包含有机磷酸酯的阻燃剂。
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