CN112166033A - 多层机动车辆管 - Google Patents

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S·阿尔诺德
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Abstract

一种多层机动车辆管，其中该管具有至少五层，从外部到内部具有以下层结构：‑由来自群组“聚酰胺、聚烯烃”中的至少一种聚合物制成的外层，‑由聚酰胺制成的第一载送层，‑由来自群组“乙烯‑乙烯醇共聚物(EVOH)、含氟聚合物”中的至少一种成分制成的阻隔层，‑由聚酰胺制成的第二载送层，‑由热塑性聚氨酯(TPU)制成的内层。该管的总体层厚度为0.7mm至2mm。

Description

多层机动车辆管
相关申请
本专利文件要求2018年2月22日提交的，名称为“Multi-Layered Motor VehicleTube”的欧洲专利申请18158180.2的权益和优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。
技术领域
本发明涉及一种多层机动车辆管，特别地为用于传导燃料的多层机动车辆管，其中该管具有至少五层。根据本发明的多层机动车辆管特别地用作车辆中的燃料管。机动车辆管也可以用作储罐排放系统中的排放管线。在这种情况下，特别是将燃料蒸气及其冷凝物施加到管。
背景技术
从在不同实施方式中的实践已知上述类型的多层机动车辆管。这些已知的管中的许多管具有的缺点是：管层会受到层成分的不希望有的侵蚀。这特别涉及与燃料接触的内层，但也涉及相邻的中间层。内层通常含有少量的低聚物，这些低聚物会被燃料侵蚀，随后凝结在燃料系统中，在燃料系统中低聚物会引起问题，特别是对于喷嘴等。关于已知的管的燃料稳定性或者关于它们对燃料的抵抗性，已知的管有很多需改进之处。尤其是由于这个原因，这些已知的管的阻隔性能也不能满足所有要求。已经尝试通过改变层—特别是内层来解决该问题。然而，对于不希望有的侵蚀的改进是以管的机械弹性和/或耐热性为代价的。由于材料选择，这些已知的管中的许多管只能额外地以高成本生产。这特别适用于具有由含氟聚合物制成的—特别地由ETFE制成的内层的机动车辆管。ETFE的另一个不利之处是：因为如果着火的话，它可能产生有害或不健康的氟化合物。
发明内容
相比之下，本发明解决了提供最初描述类型的多层机动车辆管的技术问题，通过该多层机动车辆管可以避免上述缺点，该多层机动车辆管具有改进的耐化学性或抗侵蚀性，以及足够的机械弹性和对不同温度—尤其是较高温度的最佳抵抗性。另外，该管应该可以尽可能低成本地生产。
为了解决该技术问题，本发明教导了一种多层机动车辆管，特别地为用于传导燃料的多层机动车辆管，其中，该管具有至少五层，从外部到内部具有以下层结构：
-由来自群组“聚酰胺、聚烯烃”中的至少一种聚合物制成的外层，
-由聚酰胺制成的第一载送(carrier)层，
-由来自群组“乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、含氟聚合物”中的至少一种成分制成的阻隔层，
-由聚酰胺制成的第二载送层，
-由热塑性聚氨酯(TPU)制成的内层，
其中，该管的总体层厚度为0.7mm至2.5mm，特别地为0.8mm至2mm，以及优选地为0.85mm至1.8mm。特别优选地，该管的总体层厚度在0.85mm至1.7mm之间。
根据本发明的推荐的实施方式，管的外层由聚酰胺12构成或者基本上由聚酰胺12构成。本发明的另一推荐的实施方式的特征在于：外层由聚乙烯构成或者基本上由聚乙烯构成。特别优选地，外层由HDPE构成或者基本上由HDPE构成。推荐的是：外层的厚度为管的总体壁厚度的5％至60％，特别地7％至45％，以及优选地10％至40％。在本发明的范围内，外层的厚度最大为0.4mm，并且优选在0.1mm至0.4mm之间的范围内，非常优选地在0.2mm至0.4mm之间的范围内。
本发明的特别推荐的实施方式的特征在于：至少一个粘附促进层，优选地一个粘附促进层置于外层和第一载送层之间。优选地，使用基于聚酰胺或基于聚烯烃的粘附促进层。如果使用基于聚酰胺的粘附促进层，则其优选地为改性聚酰胺，优选地为基于聚酰胺612的改性聚酰胺。如果使用基于聚烯烃的粘附促进层，则其优选地是用羧酸衍生物，优选地用马来酸，以及非常优选地用马来酸衍生物，特别地用聚乙烯改性的聚烯烃。有利地，粘附促进层的厚度为管的总体壁厚度的3％至30％，特别地5％至20％，以及优选地5％至15％。有利地，粘附促进层的厚度为0.03mm至0.15mm，优选地为0.03mm至0.1mm。
本发明的非常推荐的实施方式的特征在于：第一载送层由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成。第一载送层也可以主要由或者基本上由来自群组“聚酰胺612、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺11、共聚酰胺6/6.6、共聚酰胺6/12”中的一种或至少一种聚酰胺构成。在本发明的范围内，第一载送层的厚度为管的总体壁厚度的5％至70％，特别地10％至60％，以及优选地15％至60％。有利地，第一载送层的厚度是粘附促进层的厚度的至少两倍，优选地至少三倍。推荐的是：第一载送层的厚度为0.1mm至0.8mm，特别地为0.1mm至0.75mm，以及优选地为0.2mm至0.6mm。根据本发明的证明的实施方式，第一载送层比阻隔层厚，并且优选地是阻隔层的至少两倍厚。根据本发明的设计变体，第一载送层是阻隔层的至少2.5倍厚。在本发明的范围内，第一载送层比外层厚，并且推荐为比外层厚至少1.5倍。
在本发明的范围内特别重要的一个实施方式的特征在于：阻隔层由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)构成或者基本上由EVOH构成。与根据本发明的其他层组合，已经证明这种材料作为阻隔层是特别成功的。在本发明的范围内，阻隔层的厚度为管的总体壁厚度的5％至50％，特别地5％至45％，以及优选地10％至40％。有利地，阻隔层的厚度为0.05mm至0.4mm，特别地为0.05mm至0.3mm，以及优选地为0.75mm至0.25mm。
本发明的特别优选的实施方式的特征在于：第二载送层由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成。第二载送层也可以主要由或者基本上由来自群组“聚酰胺612、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺11、共聚酰胺6/6.6、共聚酰胺6/12”中的一种或至少一种聚酰胺构成。在本发明的范围内，第二载送层的厚度为管的总体壁厚度的5％至70％，特别地10％至60％，优选地15％至60％，以及非常优选地15％至55％。有利地，第二载送层的厚度为0.1mm至0.8mm，特别地为0.1mm至0.75mm，以及优选地为0.2mm至0.6mm。推荐的是：第二载送层比阻隔层厚，并且优选地是阻隔层的至少两倍厚。根据本发明的设计变体，第二载送层是阻隔层的至少2.5倍厚。此外，在本发明的范围内，第二载送层比外层厚，并且优选地比外层厚至少1.5倍。
根据本发明，内层由热塑性聚氨酯(TPU)构成。关于技术问题的解决方案，已经证明这种材料是特别成功的。关于流过管的燃料或燃料蒸气的成分，该内层可以说用作阻隔层，并且其特征在于层成分的侵蚀非常低。在本发明的范围内，内层的厚度为管的总体壁厚度的5％至55％，特别地7％至50％，以及优选地10％至40％。有利地，内层的厚度为0.05mm至0.45mm，特别地为0.05mm至0.4mm，以及优选地为0.1mm至0.35mm。在本发明的范围内，内层的厚度小于第一载送层的厚度和/或第二载送层的厚度。根据本发明的设计变体，内层被设计为导电层，并且为此目的设置有导电添加剂。
本发明的特别推荐的实施方式的特征在于：第一载送层和/或第二载送层的厚度大于阻隔层的厚度。为此目的，第一载送层和/或第二载送层有利地比阻隔层厚至少1.2倍，特别地至少1.5倍，以及优选地至少1.8倍。根据本发明的非常优选的实施方式，第一载送层和/或第二载送层的厚度大于内层的厚度。有利地，第一载送层和/或第二载送层比内层厚至少1.2倍，特别地至少1.4倍，以及优选地至少1.5倍。在本发明的范围内，外层的厚度大于阻隔层的厚度。特别地，外层比阻隔层厚至少1.1倍，以及优选地至少1.2倍。根据本发明的推荐的实施方式，第一载送层和/或第二载送层比外层厚。特别地，第一载送层和/或第二载送层比外层厚至少1.2倍，以及优选地至少1.3倍。
在本发明的范围内，外层确保了对环境影响的最佳保护。它对飞溅的水—特别是盐水具有耐腐蚀性，并且对油和燃料具有耐化学性。这两个载送层特别地确保了根据本发明的管的机械稳定性。类似于阻隔层，内层具有阻隔作用，特别是对流过管的燃料或燃料蒸气的成分具有阻隔作用。
根据本发明的优选的实施方式，根据本发明的机动车辆管通过多个层的挤压或共挤压来生产。根据本发明的层成分允许非常简单的共挤压，并且最重要的是，共挤压可以在中等温度下进行。此外，根据本发明的管还可以设计成光滑的非异形管道或者还可以设计成波纹管道。
本发明基于这样的认识：根据本发明的机动车辆管具有优异的耐化学性并且特别地抵抗层成分的侵蚀。这特别适用于内层，但也适用于相邻层。根据本发明的管具有最佳的阻隔性能以及非常好的耐燃料和耐老化性。特别有利的是，根据本发明的同一个管可以用于不同类型的燃料，并对于所述不同类型的燃料保持上述优点。必须注意，根据本发明的管除了具有所述的耐化学性外，还具有优异的机械弹性。此外，根据本发明的管的特征在于最佳的耐热性，并且该管可以在-40℃至140℃之间的温度范围内使用而没有问题。当与许多先前已知的管相比时，根据本发明的管还另外是非常低成本的或者可以由非常低成本的材料生产。还必须注意，根据本发明的管的层的材料可以非常容易地加工，并且最重要的是，根据本发明的层顺序的简单且无问题的共挤压是可能的。
在下文中，将使用实施方式更详细地说明本发明：
根据第一实施方式，根据本发明的管的外层由聚酰胺12构成或者基本上由聚酰胺12构成，并且所述外层的厚度优选地为0.15mm至0.35mm。外层在内侧上优选地直接跟随有粘附促进层，该粘附促进层优选地由经马来酸酐改性的聚酰胺—特别地聚酰胺612构成。有利地，粘附促进层的厚度为0.03mm至0.1mm。该粘附促进层在内侧上紧接地跟随有第一载送层，该第一载送层由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成。该第一载送层优选地具有0.2mm至0.75mm的层厚度。该第一载送层在内侧上直接跟随有阻隔层，该阻隔层由EVOH构成或者基本上由EVOH构成，并且优选地具有0.05mm至0.3mm的层厚度。该阻隔层5在内侧上直接跟随有第二载送层，该第二载送层由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成，并且优选地具有0.2mm至0.75mm的层厚度。该第二载送层在内侧上跟随有内层，该内层由TPU构成或者基本上由TPU构成，并且优选地具有0.05mm至0.4mm的层厚度。该管的总体壁厚度优选地在0.7mm至2mm之间的范围内。
根据本发明的第二实施方式，外层由HDPE构成或者基本上由HDPE构成，并且有利地具有0.2mm至0.4mm的层厚度。根据优选的实施方式，该外层在内侧上直接跟随有粘附促进层，该粘附促进层优选地由或者基本上由经马来酸酐改性的聚酰胺构成，并且优选地具有0.03mm至0.1mm的层厚度。该粘附促进层在内侧上紧接地跟随有第一载送层，该第一载送层由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成，并且优选地具有0.2mm至0.75mm的层厚度。该第一载送层在内侧上直接跟随有阻隔层，该阻隔层由EVOH构成或者基本上由EVOH构成，并且优选地具有0.05mm至0.3mm的层厚度。该阻隔层在内侧上直接跟随有第二载送层，该第二载送层由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成，并且优选地具有0.2mm至0.75mm的层厚度。该第二载送层在内侧上直接跟随有内层，该内层由TPU构成或者基本上由TPU构成，并且优选地具有0.1mm至0.4mm的层厚度。该管的总体壁厚度优选地在0.8mm至2mm之间的范围内。
附图说明
在下文中，将使用仅示出一个实施方式的附图更详细地说明本发明。该实施方式在附图中示意性地示出：
图1是根据本发明的管的立体图，以及
图2是根据图1的主题的剖视图。
具体实施方式
在根据附图的实施方式中，根据本发明的管1具有外层2，该外层2由聚酰胺12构成或者基本上由聚酰胺12构成，并且优选地具有在0.2mm至0.4mm之间的层厚度。该外层2在内侧上跟随有粘附促进层3，该粘附促进层3优选地并且在该实施方式中由用马来酸酐改性的聚酰胺612构成。该粘附促进层3在内侧上跟随有第一载送层4，该第一载送层优选地并且在该实施方式中由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成，并且有利地具有在0.2mm至0.75mm之间的层厚度。该第一载送层4在内侧上跟随有阻隔层5，该阻隔层5优选地并且在该实施方式中由EVOH构成或者基本上由EVOH构成，并且优选地具有在0.1mm至0.3mm之间的层厚度。该阻隔层5在内侧上跟随有第二载送层6，该第二载送层6由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成，并且优选地具有在0.2mm至0.75mm之间的层厚度。第二载送层6在内侧上跟随有内层7，该内层7由TPU构成或者基本上由TPU构成，并且优选地具有在0.1mm至0.4mm之间的层厚度。附图中所示的机动车辆管1是通过共挤压生产的。
在本发明的范围内，内层7可以设置有导电添加剂。

Claims (17)

1.一种多层机动车辆管(1)，特别地用于传导燃料，其中，所述管(1)具有至少五个层，从外侧到内侧具有以下层结构：
-由来自群组“聚酰胺、聚烯烃”中的至少一种聚合物制成的外层(2)，
-由聚酰胺制成的第一载送层(4)，
-由来自群组“乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、含氟聚合物”中的至少一种成分制成的阻隔层(5)，
-由聚酰胺制成的第二载送层(6)，
-由热塑性聚氨酯(TPU)制成的内层(7)，
其中，所述管(1)的总体层厚度为0.7mm至2.5mm，特别地为0.8mm至2mm，以及优选地为0.85mm至1.8mm。
2.根据权利要求1所述的管，其中，所述外层(2)由聚酰胺12构成或者基本上由聚酰胺12构成。
3.根据权利要求1所述的管，其中，所述外层由聚乙烯构成，特别地由HDPE构成，或者基本上由聚乙烯构成，特别地基本上由HDPE构成。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的管，其中，所述外层的厚度为所述管(1)的总体壁厚度的5％至60％，优选地7％至45％。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的管，其中，至少一个粘附促进层(3)，优选地一个粘附促进层(3)置于所述外层(2)和所述第一载送层(4)之间。
6.根据权利要求5所述的管，其中，所述粘附促进层(3)的厚度为所述管(1)的所述总体壁厚度的3％至30％，优选地5％至20％。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的管，其中，所述第一载送层(4)由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成。
8.根据权利要求1至6中的一项所述的管，其中，所述第一载送层(4)由或者基本上由来自群组“聚酰胺612、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺11、共聚酰胺6/6.6、共聚酰胺6/12”中的一种或至少一种聚酰胺构成。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的管，其中，所述第一载送层(4)的厚度为所述管(1)的所述总体壁厚度的5％至70％，特别地10％至60％，以及优选地15％至60％。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的管，其中，所述阻隔层(5)的厚度为所述管(1)的所述总体壁厚度的5％至50％，优选地10％至40％。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的管，其中，所述第二载送层(6)由聚酰胺6构成或者基本上由聚酰胺6构成。
12.根据权利要求1至10中的一项所述的管，其中，所述第二载送层(6)由或者基本上由来自群组“聚酰胺612、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺11、共聚酰胺6/6.6、共聚酰胺6/12”中的一种或至少一种聚酰胺构成。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的管，其中，所述第二载送层(6)的厚度为所述管(1)的所述总体壁厚度的5％至70％，特别地10％至60％，以及优选地15％至60％。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的管，其中，所述内层的厚度为所述管(1)的所述总体壁厚度的5％至55％，特别地7％至50％，以及优选地10％至40％。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的管，其中，所述第一载送层(4)和/或所述第二载送层(6)具有的厚度大于所述阻隔层(5)的厚度。
16.根据权利要求1至15中的一项所述的管，其中，所述第一载送层(4)和/或所述第二载送层(6)具有的厚度大于所述内层(7)的厚度。
17.根据权利要求1至16中的一项所述的管，其中，所述外层(2)具有的厚度大于所述阻隔层(5)的厚度。
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