CN115667401A - 基于再生聚酰胺的多层结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多层管状结构体(MLT),用于输送机动车用流体、特别是空气,油,水,尿素溶液,基于二醇的冷却剂,或燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油),或氢,所述结构体包括如下的至少三层:至少一个层(1),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺的组合物,所述组合物包含至少50%来自一直用来输送机动车用流体(特别是如上定义的)的单层和/或多层管的再生材料,所述管包含主要包括至少一种聚酰胺的组合物;至少一个层(2),包含主要至少包括半晶脂族聚酰胺和任选的至少一种抗冲改性剂的组合物,并且当层(2)包含主要包括至少一种作为PA12和/或PA612和/或PA1010的半晶脂族聚酰胺的组合物时,则所述组合物包括所述抗冲改性剂;和至少一个阻隔层,所述层(2)和阻隔层各自包含至少90%的非再生材料。
Description
每年全球几百万辆机动车迎来其寿命的结束。报废车辆(ELV)含有大量有毒且致污的产物(液体或固体):废油(drain oil)、电池、空调流体、爆炸性气囊组分等。当在错误条件下处理时,该废弃物可导致土壤和水污染以及事故。ELV因此被认为是危险废弃物。
大量的车辆组件可以备用部件或原材料的形式收取和再生(recycle)。将旨在再利用的部件(前灯、指示器、马达、散热器(radiator)、启动马达、阀盖、挡泥板(wings)、门等)移除并存储,以便再售。
将无法再生的空壳(残骸,carcass)和部件(含铁和非铁金属、塑料、玻璃、橡胶等)粉碎以收取其或将其放置在垃圾填埋场中。
与报废车辆相关的欧洲指南2000/53/EC设定自2015年每辆车95%重量的再利用和收取率目标。
应当残留仅5%的残余废弃物,其为在现有的技术和经济条件下不能处理并且将焚化或排泄到特定存储中心的废弃物。
95%的再利用物和收取物经受:
能源收取:使用废弃物(油、轮胎、塑料等)作为能源产生手段,通过与其它废弃物一起或不与其它废弃物一起直接焚化进行;
材料收取:再利用或更换用途:保留相同用途且未转换的部件新用途,或再生:旨在通过完全或部分替代原生材料将来自废弃物的材料引入到生产循环中的操作。
机动车包含大量管道,特别是用于输送诸如以下的流体的管道:空气、油(例如用于自动变速箱“TOC”,“TOC”代表变速箱冷油器(Transmission Oil Cooler))、水、尿素溶液、基于二醇的冷却剂、燃料例如汽油(特别是生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)或氢。
这些管道可为单层和/或多层管状结构体和/或特别地基于聚酰胺的。
当机动车已经来到寿命结束时,其中存在的各种管道通常十分劣化或过于劣化,以至于不能照此以管形式再利用而不存在风险或不因此导致过于劣化的功能性质。
事实上,管、尤其在发动机阀盖下方的管装配在严苛的热氧化环境中,该严苛的热氧化环境是由于发动机(通常可达到150℃)释放的热以及存在空气和因此氧气。每10℃的温度增加通常导致管的使用寿命减半,以及所述管的某些添加剂(例如稳定剂)降解。
此外,包含增塑剂的用于输送燃料的管道(例如聚酰胺管道)在其来到寿命结束时已经丧失其增塑剂的大部分,并且在其中初始存在的聚酰胺解聚和/或降解,并且已丧失其大部分稳定剂,这妨碍其被安全地再利用。
直到现在,寿命结束的汽车管道未被再利用并且常被焚化,但这随后导致气候变化,在这方面的减少正在成为21世纪的主要挑战之一。
此外,为实现零环境影响,若干车辆制造商具有使他们制造的车辆100%再生的中长期目标。
结果,将再生管道供给到这些制造商变得必不可少,并且于是使得可减少将被弃置或焚化的管道数量。
因此,本发明涉及多层管状结构体(MLT),用于输送机动车用流体,特别是空气、油、水、尿素溶液、基于二醇的冷却剂、或燃料例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)或氢,所述多层管状结构体包括如下的至少三层:
至少一个层(1),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺的组合物,所述组合物包含至少50%的来自一直用来输送机动车用流体(特别是如上定义的)的单层和/或多层管的再生材料,所述管包含主要包括至少一种聚酰胺的组合物,
至少一个层(2),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺和任选的至少一种抗冲改性剂的组合物,
并且当该层(2)包含主要包括至少一种作为PA12和/或PA612和/或PA1010的半晶脂族聚酰胺的组合物时,则所述组合物包括所述抗冲改性剂,和
至少一个阻隔层(barrier layer),
所述层(2)和阻隔层各自包含至少90%的非再生(non-recycled)材料。
因此,发明人已经预料之外地发现,包含至少50%再生材料的基于聚酰胺的层(特别是嵌入在基于聚酰胺的层和包含非再生材料的阻隔层之间)容许构成包括至少三层的多层管状结构体,该多层管状结构体能够输送车辆流体,特别是空气、油、水、尿素溶液、基于二醇的冷却剂、或燃料例如汽油(特别是生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)、或氢,而与构成嵌入层的再生的单层和/或多层管初始输送的流体类型无关。
换句话说,本发明涉及多层管状结构体(MLT),用于输送机动车用流体,特别是空气、油、水、尿素溶液、基于二醇的冷却剂、或燃料例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)或氢,所述多层管状结构体包括如下的至少三层:
至少一各层(1),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺的组合物,所述组合物包含至少50%的来自初始输送机动车用流体(特别是如上定义的)的单层和/或多层管的再生材料,所述管包含主要包括至少一种聚酰胺的组合物,
至少一个层(2),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺和任选的至少一种抗冲改性剂的组合物,
并且当层(2)包含主要包括至少一种作为PA12和/或PA612和/或PA1010的半晶脂族聚酰胺的组合物时,则所述组合物包括所述抗冲改性剂,和
至少一个阻隔层,
所述层(2)和阻隔层各自包含至少90%的非再生材料。
因此,再生材料所来自于的初始输送过机动车用流体的单层和/或多层管为已经输送所述流体持续至少若干月、特别是若干年的用过的管。
因此,初始输送流体的单层和/或多层管不包括原生(virgin,未用过的)管。
术语“流体”指的是车辆中使用的气体或液体,特别是空气、油、水、尿素溶液、基于二醇的冷却剂、或燃料例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)或氢。
有利地,所述流体指的是燃料,特别是汽油,特别是基于醇的汽油、生物汽油或柴油,特别是生物柴油。
术语“汽油”指的是来自石油蒸馏的烃混合物,可向其添加添加剂或醇,例如甲醇和乙醇,醇在某些情形中为主要组分。
表述“基于醇的汽油”指的是已经添加甲醇或乙醇的汽油。其也指不含任何石油蒸馏产物的E95-型汽油。
表述“基于聚酰胺的”意指层中至少50%重量的聚酰胺。
表述“主要包括至少一种聚酰胺……的组合物”意指组合物中至少50%重量的所述聚酰胺。
在一个实施方式中,所述层(2)包含如下组合物:该组合物主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺和比例为相对于组合物的总重量计3至45%重量的至少一种抗冲改性剂。
表述“阻隔层”指的是具有如下特性的层:低渗透性和对机动车用流体的各种成分良好的耐受性,所述机动车用流体特别是空气、油、水、尿素溶液、基于二醇的冷却剂、或燃料例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)或氢,
也即,阻隔层减慢所述流体、和尤其地燃料(既对其极性组分(例如乙醇)而言,又对其非极性组分(烃)而言)在结构体其它层中或甚至在结构体外部上的运动。因此,阻隔层为如下层:首先且最重要地使得可不因扩散而损失过多汽油到大气,因而使得可避免大气污染。
关于层(1)
层(1)包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺的组合物,所述组合物包含至少50%的来自一直用来输送机动车用流体的单层和/或多层管的再生材料。
用于定义聚酰胺的命名法描述于ISO标准1874-1:2011“Plastics-Polyamide(PA)Moulding And Extrusion Material-Part 1:Designation”中,并且为技术人员所熟知。
根据本发明的术语“聚酰胺”等同地指代均聚酰胺或共聚酰胺。
整个说明书中在本发明含义中的表述“半晶聚酰胺”指的是如下的聚酰胺:具有熔融温度(Tf),和>25J/g、特别是>40J/g、尤其地>45J/g的熔化焓ΔH,以及由DSC根据ISO标准11357-1:2016和11357-2和3:2013以20K/min的加热速率测定的玻璃化转变温度(Tg)。
所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自至少一种内酰胺的缩聚、或至少一种氨基酸的缩聚、或至少一种二胺Xa与至少一种二羧酸Yb的缩聚。
当所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自至少一种内酰胺的缩聚时,所述至少一种内酰胺可选自C6至C18、优先地C10至C18、更优先地C10至C12内酰胺。C6至C12内酰胺特别为己内酰胺、癸内酰胺、十一烷基内酰胺和月桂基内酰胺。
当所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自至少一种内酰胺的缩聚时,其因此可包括单一内酰胺或多种内酰胺。
有利地,所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自单一内酰胺的缩聚,并且所述内酰胺选自月桂基内酰胺和十一烷基内酰胺、有利地月桂基内酰胺。
当所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自至少一种氨基酸的缩聚时,所述至少一种氨基酸可选自C6至C18氨基酸、优先地C10至C18、更优先地C10至C12氨基酸。
C6至C12氨基酸尤其为6-氨基己酸、9-氨基壬酸、10-氨基癸酸、10-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸和11-氨基十一烷酸及其衍生物、特别是N-庚基-11-氨基十一烷酸。
当所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自至少一种内酰胺的缩聚时,其因此可包括单一氨基酸或多种氨基酸。
有利地,所述半晶脂族聚酰胺得自单一氨基酸的缩聚并且所述氨基酸选自11-氨基十一烷酸和12-氨基十二烷酸、有利地11-氨基十一烷酸。
当所述至少一种半晶脂族聚酰胺得自至少一种C4至C36、优先地C5至C18、优先地C5至C12、更优先地C10至C12二胺Xa和至少一种C4至C36、优先地C6至C18、优先地C6至C12、更优先地C10至C12二酸Yb的缩聚时,则所述至少一种二胺Xa为脂族二胺并且所述至少一种二酸Yb为脂族二酸。
二胺可为线型或支化的。有利地,其为线型的。
所述至少一种C4至C36二胺Xa可特别选自:1,4-丁烷二胺、1,5-五亚甲基二胺、1,6-六亚甲基二胺、1,7-七亚甲基二胺、1,8-八亚甲基二胺、1,9-九亚甲基二胺、1,10-十亚甲基二胺、1,11-十一亚甲基二胺、1,12-十二亚甲基二胺、1,13-十三亚甲基二胺、1,14-十四亚甲基二胺、1,16-十六亚甲基二胺和1,18-十八亚甲基二胺、十八烯二胺、二十烷二胺、二十二烷二胺和得自脂肪酸的二胺。
有利地,所述至少一种二胺Xa为C5至C18的,并且选自:1,5-五亚甲基二胺、1,6-六亚甲基二胺、1,7-七亚甲基二胺、1,8-八亚甲基二胺、1,9-九亚甲基二胺、1,10-十亚甲基二胺1,11-十一亚甲基二胺、1,12-十二亚甲基二胺、1,13-十三亚甲基二胺、1,14-十四亚甲基二胺、1,16-十六亚甲基二胺和1,18-十八亚甲基二胺。
有利地,所述至少一种C5至C12二胺Xa特别选自:1,5-五亚甲基二胺、1,6-六亚甲基二胺、1,7-七亚甲基二胺、1,8-八亚甲基二胺、1,9-九亚甲基二胺、1,10-十亚甲基二胺、1,11-十一亚甲基二胺和1,12-十二亚甲基二胺。
有利地,所述至少一种C6至C12二胺Xa特别选自:1,6-六亚甲基二胺、1,7-七亚甲基二胺、1,8-八亚甲基二胺、1,9-九亚甲基二胺、1,10-十亚甲基二胺、1,11-十一亚甲基二胺和1,12-十二亚甲基二胺。
有利地,使用的二胺Xa为C10至C12二胺、特别选自1,10-十亚甲基二胺、1,11-十一亚甲基二胺和1,12-十二亚甲基二胺。
所述至少一种C4至C36二羧酸Yb可选自:琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸和得自脂肪酸的二酸。
二酸可为线型或支化的。有利地,其为线型的。
有利地,所述至少一种二羧酸Yb为C6至C18的,并且选自己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸。
有利地,所述至少一种二羧酸Yb为C6至C12的,并且选自己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸和十二烷二酸。
有利地,所述至少一种二羧酸Yb为C10至C12的,并且选自癸二酸、十一烷二酸和十二烷二酸。
当所述半晶脂族聚酰胺得自至少一种二胺Xa与至少一种二羧酸Yb的缩聚时,其因此可包括单一二胺或多种二胺、和单一二羧酸或多种二羧酸。
有利地,所述半晶脂族聚酰胺得自单一二胺Xa和单一二羧酸Yb的缩聚。
表述“主要包括至少一种脂族型聚酰胺”意指,层(1)的所述组合物包括至少50%重量的至少一种脂族聚酰胺,相对于所述组合物的总重量计。
有利地,层(1)的所述组合物包括至少60%重量、特别地至少70%重量、特别是至少80%重量、更特别地至少90%重量的至少一种脂族聚酰胺,相对于所述组合物的总重量计。
层(1)的所述组合物包含至少50%来自一直用来输送机动车用流体的单层和/或多层管的再生材料。
这意指,所述组合物的“至少一种主要聚酰胺”以其整体对应于所谓的“至少50%再生材料”,或者组合物的所有成分的至少50%重量是从单层管、或多层管、或单层管和多层管的混合物原始再生的(originally recycled)。
再生材料可来自单层和/或多层管,所述单层和/或多层管一直用来输送机动车用流体。所述管因此为用过的管,即其已经用于输送以上定义的所述流体持续至少一年。所述单层管包含包括如下的组合物:半晶脂族聚酰胺和任选的抗冲改性剂和/或添加剂和/或增塑剂和/或抗静电填料。
所述多层管包括如下的至少一个层:该层包含包括半晶脂族聚酰胺和任选的抗冲改性剂和/或添加剂的组合物。其因此可包括包含与所述半晶脂族聚酰胺不同的热塑性聚合物(例如聚丙烯、半芳族聚酰胺或乙烯乙烯醇聚合物(EVOH))的其它层。
如下是十分显然的:单层管也可为单层管混合物,即例如两种单层管各自包含不同的半晶脂族聚酰胺例如PA11和PA12。
如下也是十分显然的:多层管也可为不同类型的多层管的混合物,条件是,一种类型的多层管的层中的至少一个包含半晶脂族聚酰胺。
若混合管彼此不相容,则添加记为B的并且具有记为CB=Cc–1、优先地CB=Cc–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的第二半晶脂族聚酰胺、和优选地第三聚酰胺,使它们能够相容。
意图用于输送机动车用流体并且因此使用的所述单层和/或多层管可经历若干不同处理,以便能够再生:
可相当简单地将所述单层和/或多层管粉碎;
可将所述单层和/或多层管粉碎和再配混,即在粉碎后将经粉碎的颗粒进料到挤出机、尤其是共旋转双螺杆型或共捏合机型(Buss)挤出机中,在其中它们通过熔融而再次混合在一起。熔融材料以股料(strand,股线)离开挤出机,将所述股料冷却并切割成粒料;
可将所述单层和/或多层管粉碎和再配混和再配制,即在粉碎后将经粉碎的颗粒进料到挤出机中,如上文所定义,在所述挤出机中经粉碎的颗粒在添加以下的情况下通过熔融而再混合:选自可为或可不为再生来源的至少一种半晶脂族聚酰胺的化合物,至少一种抗冲改性剂,增塑剂,添加剂,和抗静电填料。熔融材料以股料离开挤出机,股料被冷却并且切割成粒料。
任选地,用于输送机动车用流体的单层和/或多层管在粉碎前经历洗涤和/或清洁步骤。
任选地,经粉碎的管在粉碎后经历洗涤和/或清洁步骤。
任选地,用于输送机动车用流体的单层和/或多层管在粉碎前经历洗涤和/或清洁步骤,然后粉碎,并且其然后任选地在再配混前经历在粉碎后的洗涤和/或清洁步骤。
清洁步骤可例如在真空下进行。
在一个实施方式中,所述层(1)组合物包括:
至少50%重量、特别是50%至99%重量、尤其地50%至98%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至50%重量的至少一种记为B的并且具有记为CB=Cc–1、优先地CB=Cc–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至50%重量的具有记为A的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CA=CB–1、优先地CA=CB–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别地1至45%重量的至少一种抗冲改性剂、尤其地2至45%重量的至少一种抗冲改性剂,
0至20%重量的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂,
成分的总和等于100%。
在另一实施方式中,所述层(1)组合物包含如下:
至少50%重量、特别地50%至99%重量、尤其地50%至98%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至25%重量的至少一种记为B的并且具有记为CB=Cc–1、优先地CB=Cc–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至25%重量的记为A的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CA=CB–1、优先地CA=CB–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别地1至45%重量的至少一种抗冲改性剂、尤其地2至45%重量的至少一种抗冲改性剂,
0至20%的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂,
成分的总和等于100%。
记为A、B和C的聚酰胺可为再生的或非再生来源,条件是,层(1)组合物包含至少50%再生材料。
有利地,层(1)的主要半晶脂族聚酰胺的Tf≤225℃、特别是≤200℃,如根据ISO11357-3:2013以20K/min的加热速率测定的。
在一个实施方式中,所述层(1)的组合物不含增塑剂和/或抗冲改性剂,并且所述再生材料源于选自如下的管:经粉碎的管、经粉碎和再配混的管、以及经粉碎、再配混和再配制的管。
在另一实施方式中,所述层(1)的组合物包括至少一种选自增塑剂、抗冲改性剂和添加剂的化合物,并且所述再生材料选自经粉碎、随后再配混和再配制的管。
有利地,在这后两个实施方式中,所述管为单层管和/或多层管。
在一个实施方式中,由所述单层和/或多层管输送的流体不同于所述多层管状结构体(MLT)输送的流体。
这意指,若单层和/或多层管输送例如空气的流体,则所述多层管状结构体(MLT)可意图用于输送汽油或其它,若单层和/或多层管输送例如基于醇的汽油的流体,则所述管状结构体(MLT)可意图用于输送柴油。
在另外实施方式中,由所述单层和/或多层管输送的流体与所述多层管状结构体(MLT)输送的流体相同。
这意指,若单层和/或多层管输送例如汽油的流体,则所述管状结构体(MLT)可意图用于输送汽油,条件是单层和/或多层管和所述多层管状结构体(MLT)的汽油是相同的,例如基于醇的汽油。
有利地,再生材料来自包含只包含PA11的组合物的单层管。
在一个实施方式中,所述层(1)的组合物包括至少60%重量、特别地至少70%重量、特别地至少80%重量、特别是至少90%重量、更特别地是至少95%的再生材料。
在另一实施方式中,所述层(1)的组合物包含100%重量的再生材料。
再生的用过的单层或多层管
在第一变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,并且简单地将其粉碎,并且由所述再生得到的层(1)的组合物包含如下:
至少61%重量、特别地96%至99%重量、尤其地96%至98%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至2%的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂、特别是稳定剂;
成分的总和等于100%。
有利地,在该第一变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第一变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第一变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第二变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎和再配混,并且由所述再生得到的层(1)的组合物包含如下:
至少61%重量、特别是96%至99%重量、尤其地96%至98%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至2%的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂、特别是稳定剂;
成分的总和等于100%。
有利地,在该第二变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第二变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第二变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第三变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)的组合物包含如下:
至少58.5%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
6至14%的至少一种增塑剂、特别是6至8%;
0.5至1.5%重量的至少一种添加剂、特别是稳定剂;
成分的总和等于100%。
有利地,在该第三变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第三变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第三变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第四变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)组合物包含如下:
至少58%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
6至14%的至少一种增塑剂、特别是6至8%;
1至2%重量的至少一种添加剂、特别是稳定剂和催化剂;
成分的总和等于100%。
有利地,在该第四变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第四变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第四变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
有利地,组合物在配混期间脱气,甚至更有利地,脱气就位于熔融区域之后,且位于用于引入增塑剂例如BBSA等的区域之前。
在第五变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)的组合物包含如下:
至少50%重量、特别是50%至99%重量、尤其地50%至98%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至25%重量的至少一种记为B的并且具有记为CB=Cc–1、优先地CB=Cc–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至25%重量的记为A的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CA=CB–1、优先地CA=CB–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至2%至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂,
成分的总和等于100%。
有利地,在该第五变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第五变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第五变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第六变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)的组合物包含如下:
至少55%重量、特别是55%至99%重量、尤其地55%至98%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是1至45%重量的至少一种抗冲改性剂、尤其地2至45%重量的至少一种抗冲改性剂,
成分的总和等于100%。
有利地,在该第六变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第五变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第六变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第七变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)的组合物包含如下:
至少50%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至43.5%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是1至43.5%重量的至少一种抗冲改性剂、尤其地2至43.5%重量的至少一种抗冲改性剂,
6至14%、特别是6至8%的至少一种增塑剂;
0.5至1.5%重量的至少一种添加剂、特别是稳定剂;
成分的总和等于100%。
有利地,在该第七变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第五变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第七变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第八变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)的组合物包含如下:
至少50%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至43%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是1至43%重量的至少一种抗冲改性剂、尤其地2至38%重量的至少一种抗冲改性剂,
6至14%、特别是6至8%的至少一种增塑剂;
1至2%重量的至少一种添加剂、特别是稳定剂和催化剂;
成分的总和等于100%。
有利地,在该第八变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第五变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第八变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
在第九变体中,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层或多层的,其经粉碎、再配混和再配制,并且由所述再生和再配制得到的层(1)的组合物包含如下:
至少50%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至25%重量的至少一种记为B的并且具有记为CB=Cc–1、优先地CB=Cc–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至25%重量的记为A的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CA=CB–1、优先地CA=CB–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至43%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是1至43%重量的至少一种抗冲改性剂、尤其地2至38%重量的至少一种抗冲改性剂,
0至20%的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂,
成分的总和等于100%。
有利地,在该第九变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11。
有利地在该第五变体中,所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地在该第九变体中,记为C的半晶脂族聚酰胺选自PA612、PA1012、PA1010、PA11和PA12,特别是PA11,并且所述管一直用来输送燃料,例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)。
有利地,一直用来输送机动车用流体的所述管为单层的。
关于抗冲改性剂
抗冲改性剂有利地包含如下聚合物:该聚合物的根据标准ISO 178:2010测量、在23℃以相对湿度:RH50%测定的弯曲模量在100MPa以下,并且Tg在0℃以下(根据标准11357-2:2013以20K/min的加热速率在DSC热谱图的拐点处测量),该聚合物特别是聚烯烃。
抗冲改性剂的聚烯烃可为官能化或非官能化的,或为至少一种官能化聚烯烃和/或至少一种非官能化聚烯烃的混合物。简而言之,聚烯烃记为(B),并且官能化聚烯烃(B1)和非官能化聚烯烃(B2)为下述的。
非官能化聚烯烃(B2)传统上为α-烯烃或二烯烃(例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-辛烯、丁二烯)的均聚物或共聚物。例如可提及:
-聚乙烯的均聚物和共聚物,特别是LDPE、HDPE、LLDPE(线型低密度聚乙烯)、VLDPE(极低密度聚乙烯)和茂金属聚乙烯,
-丙烯的均聚物或共聚物。
-乙烯/α-烯烃共聚物例如乙烯/丙烯、EPR(乙烯-丙烯-橡胶的缩写)和乙烯/丙烯/二烯(EPDM)。
-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物。
-乙烯与至少一种选自以下的产物的共聚物:不饱和羧酸的盐或酯,例如(甲基)丙烯酸烷基酯(例如丙烯酸甲酯),或者饱和羧酸的乙烯酯,例如乙酸乙烯酯(EVA),其中共聚单体的比例可达到40%重量。
官能化聚烯烃(B1)可为具有反应性单元(官能团)的α-烯烃的聚合物;这样的反应性单元为酸、酸酐、或环氧官能团。例如可提及被以下接枝或者共聚或三元聚合的前述聚烯烃(B2):不饱和环氧化物,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,或羧酸或对应的盐或酯,例如(甲基)丙烯酸(其可完全或部分地被金属例如Zn等中和),或甚至羧酸酐,例如马来酸酐。官能化聚烯烃为例如PE/EPR混合物,其重量比可宽泛地变化,例如在40/60和90/10之间,所述混合物根据例如0.01至5%重量的接枝率共接枝有酸酐、特别是马来酸酐。
官能化聚烯烃(B1)可选自以下经马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的(共)聚合物,其中接枝率为例如0.01至5%重量:
-PE,PP,含有例如35-80%重量乙烯的乙烯与丙烯、丁烯、己烯、或辛烯的共聚物;
-乙烯/α-烯烃共聚物,例如乙烯/丙烯、EPR(乙烯-丙烯-橡胶的缩写)和乙烯/丙烯/二烯(EPDM)。
-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物。
-乙烯和乙酸乙烯酯共聚物(EVA),其包含最高达40%重量的乙酸乙烯酯;
-乙烯和(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物,其包含最高达40%重量的(甲基)丙烯酸烷基酯;
-乙烯和乙酸乙烯酯(EVA)和(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物,其包含最高达40%重量的共聚单体。
官能化聚烯烃(B1)还可选自具有主要通过马来酸酐接枝、然后与单胺聚酰胺(或聚酰胺低聚物)缩合的丙烯的乙烯/丙烯共聚物(记载于EP-A-0,342,066中的产品)。
官能化聚烯烃(B1)还可为至少以下单元的共聚物或三元聚合物:(1)乙烯,(2)(甲基)丙烯酸烷基酯或饱和羧酸的乙烯酯,和(3)酸酐例如马来酸酐、或(甲基)丙烯酸、或环氧化物例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。
以较后类型的官能化聚烯烃的实例方式,可提及以下共聚物,其中乙烯优选地占共聚物的至少60%重量,并且其中三元共聚单体(官能团)占共聚物的例如0.1至10%重量:
-乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/(甲基)丙烯酸或马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物;
-乙烯/乙酸乙烯酯/马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物;
-乙烯/乙酸乙烯酯或(甲基)丙烯酸烷基酯/(甲基)丙烯酸或马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
在前述共聚物中,(甲基)丙烯酸可与Zn或Li成盐。
(B1)或(B2)中的术语“(甲基)丙烯酸烷基酯”表示C1至C8烷基的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯,并且可选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基-己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯。
此外,前述的聚烯烃(B1)也可通过任意适当的方法或试剂(双环氧类、二酸、过氧化物等)交联;术语官能化聚烯烃还包括前述的聚烯烃和可与其反应的双官能反应物(例如二酸、二酸酐、二环氧类等)的混合物,或可在一起反应的至少两种官能化聚烯烃的混合物。
上述的共聚物(B1)和(B2)可以统计或顺序的方式共聚并且具有线型或支化的结构。
这些聚烯烃的分子量、指数MFI、密度也可宽泛地变化,这是本领域技术人员将知晓的。MFI,熔体流动指数的缩写,为熔融状态下流动性的度量。其根据标准ASTM 1238测量。
有利地,非官能化聚烯烃(B2)选自聚丙烯的均聚物或共聚物和任意乙烯均聚物或乙烯共聚物和高级α-烯烃共聚单体例如丁烯、己烯、辛烯或4-甲基-1-戊烯。可例如提及PP、高密度PE、中密度PE、线型低密度PE、低密度PE、极低密度PE。本领域技术人员知晓,这些聚乙烯依据“自由基”方法、依据“Ziegler”催化方法或更近期地所谓的“茂金属”催化而制成。
有利地,官能化聚烯烃(B1)选自包含α-烯烃单元和带有极性反应性官能团(例如环氧、羧酸或羧酸酐官能团)的单元的任意聚合物。以这些聚合物实例的方式,可提及乙烯、丙烯酸烷基酯和马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元聚合物(如来自申请人的),或被马来酸酐接枝的聚烯烃(如来自申请人的),以及乙烯、丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸的三元聚合物。还可提及被羧酸酐接枝、然后与聚酰胺或单胺聚酰胺低聚物缩合的聚丙烯的均聚物或共聚物。
关于添加剂
在本发明组合物中任选使用的添加剂为本领域技术人员熟知的常用于聚酰胺中使用的常规添加剂,且尤其记载于EP 2098580中。
例如,它们选自催化剂、抗氧化剂、热稳定剂、UV吸收剂、光稳定剂、润滑剂、无机填料、阻燃剂、成核剂和染料、增强纤维、蜡,及其混合物。
术语“催化剂”表示缩聚催化剂,例如矿物(无机)酸或有机酸。
有利地,催化剂的重量比例包括约50ppm至约5000ppm、特别是约100至约3000ppm,相对于组合物的总重量。
有利地,催化剂选自磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)、或其混合物。
作为实例,所述稳定剂可为UV稳定剂、有机稳定剂或更通常地有机稳定剂的组合,例如酚抗氧化剂(例如Ciba-BASF的型号245或1098或1010的)、亚磷酸盐抗氧化剂(例如Ciba-BASF的126和168)和任选的其它稳定剂,例如意指受阻胺光稳定剂的HALS(例如Ciba-BASF的770)、抗UV(例如Ciba的312)、或基于磷的稳定剂。还可使用胺抗氧化剂例如Crompton的445或多官能稳定剂例如Clariant的S-EED。
该稳定剂还可为矿物稳定剂,例如基于铜的稳定剂。以这样的矿物稳定剂实例的方式,可提及卤化物和乙酸铜。其次,可任选地考虑其它金属例如银,但已知的是它们较不有效。这些基于铜的化合物通常与碱金属卤化物、特别是钾相关。
关于增塑剂:
作为示例,增塑剂为选自如下的增塑剂:苯磺酰胺衍生物,例如正丁基苯磺酰胺(BBSA);乙基甲苯磺酰胺或N-环己基甲苯磺酰胺;羟基苯甲酸酯,例如对羟基苯甲酸2-乙基己酯和对羟基苯甲酸2-癸基己酯;四氢糠基醇的酯或醚,例如低聚亚乙基氧基四氢糠基醇;和柠檬酸或羟基丙二酸的酯,例如低聚亚乙基氧基丙二酸酯。
使用增塑剂混合物不会在本发明范围之外。
当组合物中存在添加剂时,该添加剂有利地以1至20%重量、尤其地5至15%重量、特别是5至12%重量存在。
关于抗静电填料
抗静电填料例如选自炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管,特别是炭黑和碳纳米管。
关于层(2)
术语“半晶聚酰胺”和“脂族”具有和对于层(1)而言相同的定义。
所述至少一种半晶脂族聚酰胺以如以上对于层(1)所述的相同方式获得。
在层(2)的第一变体中,所述层(2)不含抗冲改性剂。
在该情形中,将作为PA12或PA612或PA1010的半晶脂族聚酰胺从构成层(2)的组合物排除。
在层(2)的第二变体中,所述层(2)包括3至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是5至20%重量的至少一种抗冲改性剂。
在该第二变体的一个实施方式中,所述层(2)包含包括如下的组合物:
至少50%重量、尤其地50%至97%重量、特别是50%至95%重量的至少一种记为D的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地9至15的记为CD的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至25%重量的至少一种记为E的并且具有记为CE=CD–1、优先地CE=CD–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至25%重量的记为F的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CF=CE–1、优先地CF=CE–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
3至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是5至20%重量的至少一种抗冲改性剂;
0至20%的至少一种增塑剂;
0至2%重量的至少一种添加剂,
0-35%的至少一种抗静电填料,
成分的总和等于100%。
该第二变体的另一实施方式中,所述层(2)包含包括如下的组合物:
按重量计至少50%重量、尤其地50%至97%重量、特别地50%至95%重量的至少一种记为D的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地9至15的记为CD的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至25%重量的至少一种记为E的并且具有记为CE=CD–1、优先地CE=CD–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至25%重量的记为F的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CF=CE–1、优先地CF=CE–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
3至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是5至20%重量的至少一种抗冲改性剂;
0至20%的至少一种增塑剂;
0至2%重量的至少一种添加剂,
0-35%的至少一种抗静电填料,
成分的总和等于100%。
有利地,所述层(2)的组合物包括PA11、PA12或PA612和3至45%重量的抗冲改性剂、特别是5至20%重量的抗冲改性剂。
关于阻隔层
如已经提及的,阻隔层减慢所述流体、和尤其地燃料(既对于其极性组分(例如乙醇)而言,又对于其非极性组分(烃)而言)在结构体的其它层中或甚至在结构体的外部上的运动。因此,其基于可为如下的阻隔材料:聚邻苯二酰胺(PPA),和/或还有非聚酰胺阻隔材料,例如高结晶聚合物,例如乙烯和乙烯醇的共聚物(下文中记为EVOH),或甚至官能化氟化材料,例如官能化聚偏二氟乙烯(PVDF),官能化的乙烯和四氟乙烯共聚物(ETFE),官能化的乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯共聚物(EFEP),官能化聚苯硫醚(PPS)、官能化聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)。若这些聚合物未被官能化,则可加入中间粘合剂层,以在MLT结构体内提供良好的粘附力。
在所述阻隔材料中,EVOH是特别有吸引力的,尤其地最富含乙烯醇共聚单体的以及抗冲改性的那些,因为它们使得可制造不太脆弱的结构体,以及也可抗冲改性的聚邻苯二酰胺、尤其地coPA6T、PA9T及其共聚物、PA10T及其共聚物或PPA基于间苯二甲基二胺(MXD)例如MXD6或MXD10。
因此,阻隔层包含基于以上阻隔材料中的至少一种的组合物,也即组合物包括至少50%所述阻隔材料。
因此,所述组合物还可包括如上定义的抗冲改性剂。
关于结构体
以上在段落“关于层(1)”中记载的所有的层(1)实施方式可用于本部分中详述的结构体。
在一个实施方式中,所述层(1)位于层(2)和阻隔层之间。
有利地,所述阻隔层为与被输送的流体接触的层。
有利地,所述层(2)组合物包括PA11、PA12或PA612,并且再生材料来自包含包括仅一种PA11的组合物的单层管,特别地层(1)的组合物包含100%再生材料。
有利地,所述层(2)的组合物包括PA11、PA12或PA612,再生材料来自包含包括仅一种PA11的组合物的单层管,特别地层(1)组合物包含100%再生材料,并且所述层(2’)的组合物包括PA11、PA12或PA612。
有利地,所述层(2)的组合物包括PA11、PA12或PA612和3至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是5至20%重量的至少一种抗冲改性剂,并且再生材料来自包含包括仅一种PA11的组合物的单层管,特别地层(1)的组合物包含100%再生材料。
有利地,所述层(2)的组合物包括PA11、PA12或PA612和3至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是5至20%重量的至少一种抗冲改性剂,并且再生材料来自包含包括仅一种PA11的组合物的单层管,特别地层(1)的组合物包含100%再生材料,并且阻隔层的组合物包括选自以下的化合物:EVOH(无论是否抗冲改性,特别为抗冲改性的)、和选自PA9T的PPA、MXD6(无论是否抗冲改性)以及MXD10。
在多层管状结构体(MLT)的第一变体中,其包含三层(2)//(1)//阻隔层。
在多层管状结构体(MLT)的第二变体中,至少第二层(2)存在,所述层(2)为与流体接触的最内层。MLT因此包含四层(2)//(1)//阻隔层//(2),其中从外向内:外层(2)、层(1)、阻隔层和与机动车用流体接触的内层(2)。
第二内层(2)为如上定义的,但可与外层(2)相同或不同。
在多层管状结构体(MLT)的第三变体中,至少一个粘合剂层(3)存在于阻隔层和与流体接触的第二最内层(2)之间。MLT因此包含五层(2)//(1)//阻隔层//粘合剂(3)//(2)。
在一个实施方式中,所述层(1)占所述多层管状结构体(MLT)总厚度的至少10%、特别是至少30%、尤其地至少50%。
有利地,所述层(1)占所述多层管状结构体(MLT)的总厚度的至少60%、特别是至少70%。
在多层管状结构体(MLT)的三个变体之一的一个实施方式中,所述层(1)的所述组合物不含记为A和B的聚酰胺,并且所述层(2)的所述组合物包括选自记为E、F及其混合物的聚酰胺的聚酰胺。
在多层管状结构体(MLT)的三个变体之一的另一实施方式中,所述层(1)的所述组合物包括选自记为A、B及其混合物的聚酰胺的聚酰胺,并且所述层(2)的所述组合物不含记为E和F的聚酰胺。
在多层管状结构体(MLT)的三个变体之一的另一进一步实施方式中,所述层(1)的所述组合物包括选自记为A、B及其混合物的聚酰胺的聚酰胺,并且所述层(2)的所述组合物包括选自记为E、F及其混合物的聚酰胺的聚酰胺。
在多层管状结构体(MLT)的三个变体之一的另一进一步实施方式中,所述层(1)的所述组合物不含记为A和B的聚酰胺,并且所述层(2)的所述组合物不含记为E和F的聚酰胺。
有利地,在这后四个实施方式中,层(1)来自单层再生管。
有利地,在这后四个实施方式中,层(1)来自单层再生管,并且只有所述层(1)的所述组合物包括至少一种抗冲改性剂。
有利地,在这后四个实施方式中,层(1)来自单层再生管,并且所述层(1)的所述组合物以及一个或多个层(2)的所述组合物包括至少一种抗冲改性剂。
有利地,在这后四个实施方式中,层(1)来自多层再生管。
有利地,在这后四个实施方式中,层(1)来自多层再生管,并且只有所述层(1)的所述组合物包括至少一种抗冲改性剂。
有利地,在这后四个实施方式中,层(1)来自多层再生管,并且所述层(1)的所述组合物以及一个或多个层(2)的所述组合物包括至少一种抗冲改性剂。
在一个实施方式中,所谓的多层管(MLT)用来输送选自例如汽油(特别是基于醇的汽油、生物汽油)或柴油(特别是生物柴油)的燃料的流体。
关于粘合剂
粘合剂尤其记载于专利EP1452307和EP1162061、EP1216826、EP0428833和EP3299165中。
不言而喻的是,层(2)和(1)或(1)和(2’)彼此粘附。意图将粘合剂层插入在彼此不粘附或粘附困难的两层间。
例如但不受限于此,粘合剂可为基于50%Mn为16000的共聚酰胺6/12(重量比为70:30)和50%Mn为16000的共聚酰胺6/12(重量比为30:70)的组合物,基于接枝有马来酸酐的PP(聚丙烯)的组合物(来自Mitsui以名称Admer QF551A知晓),基于PA610(Mn为30000,并且以其它方式定义的)和36%的PA6(Mn为28000)和1.2%的有机稳定剂(包含0.8%来自Great Lakes的酚Lowinox 44B25、0.2%来自Ciba的亚磷酸盐Irgafos 168、0.2%来自Ciba的抗UV Tinuvin 312)的组合物,基于PA612(Mn为29000,并且以其它方式定义的)和36%PA6(Mn为28000,并且以其它方式定义的)和1.2%有机稳定剂(包含0.8%来自Great Lakes的酚Lowinox 44B25、0.2%来自Ciba的亚磷酸盐Irgafos 168、0.2%来自Ciba的抗UVTinuvin 312)的组合物,基于PA610(Mn为30000,并且以其它方式定义的)和36%PA12(Mn为35000,并且以其它方式定义的)和1.2%有机稳定剂(包含0.8%来自Great Lakes的酚Lowinox 44B25、0.2%来自Ciba的亚磷酸盐Irgafos 168、0.2%来自Ciba的抗UV Tinuvin312)的组合物,基于40%PA6(Mn为28000,并且以其它方式定义的)、40%PA12(Mn为35000,并且以其它方式定义的)和20%官能化EPR Exxelor VA1801(来自Exxon)以及1.2%有机稳定剂(包含0.8%来自Great Lakes的酚Lowinox 44B25、0.2%来自Ciba的亚磷酸盐Irgafos168、0.2%来自Ciba的抗UV Tinuvin 312)的组合物,或者基于40%PA6.10(Mn为30000,并且以其它方式定义的)、40%PA6(Mn为28000,并且以其它方式定义的)和20%重量比为68.5:30:1.5的乙烯/丙烯酸乙酯/酸酐类型的抗冲改性剂(在190℃下在2.16kg下MFI 6)和1.2%有机稳定剂(包含0.8%来自Great Lakes的酚Lowinox 44B25、0.2%来自Ciba的亚磷酸盐Irgafos 168、0.2%来自Ciba的抗UV Tinuvin 312)。
实施例:
在本发明的各种组合物中使用以下树脂:
PA11:Mn(数均分子质量)29000的聚酰胺11。熔融温度为190℃;其熔融焓为56kJ/m2。该PA11的组合物包括0.25%(+/-0.05%)的H3PO4。
PA12:Mn(数均分子质量)35000的聚酰胺12。熔融温度为178℃;其熔融焓为54kJ/m2
PA12-B:Mn(数均分子质量)41000的聚酰胺12。熔融温度为178℃;其熔融焓为54kJ/m2
PA1012:Mn(数均分子质量)27000的聚酰胺1012。熔融温度为190℃;其熔融焓为57kJ/m2
PA612:Mn(数均分子质量)29000的聚酰胺612。熔融温度为218℃;其熔融焓为67kJ/m2
PA610:Mn(数均分子质量)30000的聚酰胺610。熔融温度为223℃;其熔融焓为61kJ/m2
PA6:Mn(数均分子质量)28000的聚酰胺6。熔融温度为220℃;其熔融焓为68kJ/m2
熔融温度和熔融焓根据标准ISO 11357-3:2013测定。
在本发明组合物中使用以下的添加剂、增塑剂和抗冲改性剂:
稳定剂:包含80%来自Great Lakes的酚Lowinox 44B25、20%来自Ciba的亚磷酸盐Irgafos 168的稳定剂
BBSA:BBSA(丁基苯磺酰胺)增塑剂,
Imod=一般指的是聚烯烃型抗冲改性剂等,例如特别是PEBA(聚醚嵌段酰胺)、芯-壳、硅...
Imod1:指的是来自Exxon的Exxellor VA1801的,由具有酸酐官能团的反应性基团(以0.5-1%质量)官能化的EPR,MFI 9(在230℃下,下文)10kg。
Imod2:质量比为68.5:30:1.5,并且在190℃下在2.16kg下MFI 6的乙烯/丙烯酸乙酯/酸酐类型的抗冲改性剂。
Imod3:质量比为79:18:3,并且在190℃下在2.16kg下MFI 5的乙烯/丙烯酸丁酯/酸酐类型的抗冲改性剂。
使用以下组合物制造根据本发明的管:
在整个说明书中,所有百分数以重量给出。
在称为“recy”、“recy2”和“recy3”的组合物(用于本发明的管或对比例管的层(1))的情形中,使用如下的用于模拟老化管的方案:
方案A:根据容易再现的模型方案将管(人为地)老化,该模型方案包括将管在空气(在氧气的存在下)中在150℃放置96小时(4天),以使其热氧化。该老化模型代表管在车辆中在靠近热发动机处服役10年中所经历的平均热氧化。
将依据该方案老化的所述管(PA11-recy)粉碎,并且将获得的粒料用于制造实施例9的再生层(1),并且将其与管(实施例10)比较,管(实施例10)的再生层(1)来自如下粒料:来自10年龄且经再粉碎的Toyota车辆的汽油管线的PA11PL(Pa11-recy-car)的管。
在冲击、老化、弯曲模量、粘附和伸长率方面获得的结果表明,方案A代表再粉碎的汽油管。
在老化管的(再)配混期间使用的具体方案。
在老化后,粉碎的管在某些情形中可依据如下两个方案再配混:
方案B:将粉碎的管在Coperion/Werner 40mm双螺杆挤出机上以70kgh、300rpm、270℃的设定点在-100mmHg脱气的情况下再配混。
方案B2:将粉碎的管在Coperion/Werner 40mm双螺杆挤出机上以70kgh、300rpm、270℃的设定点在-660mmHg强脱气的情况下再配混。
用于制备本发明管的各种组合物如下:
PA11PL=PA11+7%BBSA+1%稳定剂
PA12PL=PA12+12%BBSA+1%稳定剂
PA11PL-recy=依据方案A老化、再粉碎、然后再生的PA11PL管
PA11PL-recy2=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B2再配混、然后再生的PA11PL管,其中在该再配混期间加入7%BBSA+0.5%稳定剂,
PA11PL-recy+50%PA12PL-recy=PA11PL-recy粒料和PA12PL-recy粒料的50:50混合物。
PA12PL-recy=依据方案A老化、再粉碎、然后再生的PA12PL管。
PA12imod1=PA12+6%imod1+8%BBSA+1%稳定剂
PA1012PL4=PA1012+12%BBSA+1%稳定剂
1012-recy=依据方案A老化、再粉碎、然后再生的PA1012PL4管
11NX3=PA11+imod2 10%+PA610 5%+PA6 5%+BBSA 4%+稳定剂1%
11NX3-recy2=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B2再配混、在强脱气的情况下再配混的11NX3管,其中在该再配混期间加入3%BBSA和0.5%稳定剂。
PA11-recyNX3=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B2再配混、然后再生的PA11PL管,其中在该再配混期间加入imod2 10%+PA610 5%+PA6 5%+BBSA 4%+稳定剂1%,
PA12HIPHL=PA12+6%imod1+10%BBSA+1%稳定剂
PA12HIP-recy3=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B再配混、并且然后意图用于再生的PA12HIPHL管,其中在该再配混期间加入6%imod1、9%BBSA和1%稳定剂
PA12HI2=PA12-B+10%imod1+5%of BBSA+1%稳定剂
PA12HI2-recy2=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B再配混、然后再生的PA12HI2管,其中在该再配混期间加入5%BBSA和0.5%稳定剂
MLT-cx11-recy=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B再配混、然后再生的MLT(11NX3//OHhi//11NX3 45//15//40%)管
MLT-cx21-recy=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B再配混、然后再生的MLT(11NX3//MXD6hi 80/20%)管
MLT-cx31-recy=依据方案A老化、再粉碎、依据方案B再配混、然后再生的MLT(PA12HI2//PA11-recyNX3//PPA9T 15/60/25%)管
MLT-cx11-recy+20%MLTcx31-recy为80%MLT-cx11-recy和20%MLT-cx31-recy的混合物
OHhi=抗冲改性的EVOH,由Eval-Kuraray以名称EVAL LA170B市售
EVOH32=具有32%乙烯的EVOH,由Eval以名称Eval FP101B市售
PPA9T=50/50(9T/9'T)抗冲改性类型的coPPA9T=Genestar N1001DU83/02等级
MXD6hi=抗冲改性的MXD6的组合物(由Solvay以名称Ixef BXT-2000销售。其熔点为237℃。
这些组合物通过在Coperion 40型共旋转双螺杆挤出机中以300rpm在270℃下(或者当成分具有高于260℃的熔点时在300℃下)的常规配混而制成。
本发明多层管:
所述层从外向内描述,接着是它们分别的作为%表示的厚度;管的尺寸为8*1mm
多层结构体(管)的制备:
多层管通过共挤出制成。使用工业Maillefer多层挤出生产线(extrusion line),其装备有连接至具有螺旋芯轴的多层挤出头的5个挤出机。
使用的螺杆为具有适于聚酰胺的螺杆轮廓(概况)的挤出单螺杆。除5个挤出机和多层挤出头外,挤出生产线还包括:
模具-冲孔(die-punch)组件,位于共挤出头的末端处;模具内径和冲孔外径依据所要生产的结构体和构成其的材料以及管尺寸和生产线速度(line speed)而选择;
真空罐具有可调的真空水平。在该罐中水循环通常维持在20℃,卡规(gauge)浸没在其中,使得可将管成型为其最终尺寸。卡规直径与所要生产的管的尺寸适配,对于外径为8mm和厚度为1mm的管通常为8.5至10mm;
一系列冷却罐,其中的水维持在大约20℃,容许管沿着从所述头至拉制台的路径冷却;
直径测量计;
拉制台。
使用具有5个挤出机的配置制造范围为2层到5层的管(以及单层管)。在层数少于5的结构体的情形中,则向若干挤出机进料相同材料。
测试前,为确保管的最佳性质和良好的挤出品质,核实被挤出的材料具有小于0.08%的挤出前的残余水分含量。否则,另外的测试前干燥材料的步骤(通常在真空干燥器中)在80℃下实施过夜。
在挤出参数稳定之后,将满足本专利申请中公开的特性的管移去,牵涉的管的尺寸不再随时间改变。通过安装在生产线末端的激光直径测量计控制直径。
生产线速度通常为20m/min。其通常范围为5至100m/min。
挤出机的螺杆速度取决于层厚度和螺杆直径,如本领域技术人员知晓的。
通常,必须调节挤出机和工具(头和连接器)的温度以使其足够地高于涉及的组合物的熔融温度,使得它们保持熔融状态,由此防止它们凝固和堵塞机器。
然后,依据如下多种标准评估以上通过挤出制成的多层管:
弯曲性(Flex.):指的是依据ISO178在23℃下对在50%湿度平衡和在23℃下调理(condition)的管测量的弯曲模量
“+”用于可评级(达标)为"好"的弯曲性,对应于<=1000Mpa且>500MPa
“++”用于可评级为“非常好”的弯曲性,对应于<=500MPa且>250MPa
冲击:指的是冲击类型VW-40℃标准VW TL52435 2010
“++”用于可评级为"非常好"的冲击性能,对应于<=10%断裂率。
“+”用于可评级为"好"的冲击性能,对应于<=25%断裂率且>10%断裂率
“-”用于可评级为"较差"的冲击性能,对应于<=75%断裂率且>25%断裂率
“--”用于可评级为"非常差"的冲击性能,对应于>75%
老化:这涉及耐久性,换句话说,这指的是管对在热空气中的氧化性老化的耐受性。管在空气中在150℃老化,然后将其用冲击装置根据标准DIN 73378冲击,该冲击在-40℃进行。半寿命(以小时)表示,对应于被测试管的50%断裂后的时长。该值伴随定性评价。
“++”用于可评级为“非常好”的耐久性,对应于>=200h的半寿命。
“+”用于可评级为“好”的耐久性(热氧化性老化耐受性),对应于>=100h的半寿命(且<200h)
"+-"用于可评级为“可接受”的耐久性(热氧化性老化耐受性),对应于>=50h的半寿命(且<100h)
“-”用于可评级为“差”的耐久性(热氧化性老化耐受性),对应于<50h
在给出呈现非常微小差异的半寿命数值的情形中,该数值四舍五入至最接近的25-小时增量(increment),以将与评价精度相关的有效数字考虑在内。
粘附(Adh.):其是粘附强度。其反映以N/cm表示的剥离强度并且对直径为8mm且厚度为1mm的管测量,所述管已经在50%相对湿度在23℃经历调理>=15天使得在样品中实现湿度平衡。
给出的值与多层的最弱界面也即最小粘附相关,此处因此存在最大的脱离风险。剥离在界面处依据以下方法通过将部件之一以90°角度和以50mm/min速度拉动而进行。
切割9mm宽管的样品带。该带因此呈瓦片(tile)形状并且仍具有原始管的所有层。开始使用刀具将待评估界面的两层分离。将由此分离的层各自放置在万能试验机夹具中。剥离通过将这2层在每面上以180度和以50mm/min的速度拉动而进行。带和因此界面维持在相对于拉动方向90度。
标注如下:
+++:非常好,>50
++:好,>20且<=50
+:较好(可接受),>10且<=20
-:差,<=10
伸长%(El.%):其为除如下外根据标准ISO R527进行的在破裂点处的伸长率:其对直径为8mm和厚度为1mm的管测量。样品经ISO-调理,即在50%相对湿度在23℃下调理>=15天使得在样品中实现湿度平衡。
标注如下:
+++:非常好,>=200%伸长率
++:好,>=100且<200%的伸长率
+:不令人满意:<100%的伸长率
结果在表1中给出。
[表1]
NT:未测试
Claims (20)
1.多层管状结构体(MLT),用于输送机动车用流体,特别是空气,油,水,尿素溶液,基于二醇的冷却剂,或燃料,例如汽油,特别是基于醇的汽油、生物汽油,或柴油,特别是生物柴油,或氢,所述多层管状结构体包括如下至少三层:
至少一个层(1),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺的组合物,所述组合物包含至少50%来自单层和/或多层管的再生材料,所述单层和/或多层管初始输送过机动车用流体,特别是如上定义的机动车用流体,所述管包含主要包括至少一种聚酰胺的组合物,
至少一个层(2),包含主要包括至少一种半晶脂族聚酰胺和任选的至少一种抗冲改性剂的组合物,
并且当层(2)包含主要包括至少一种作为PA12和/或PA612和/或PA1010的半晶脂族聚酰胺的组合物时,则所述组合物包括所述抗冲改性剂,和
至少一个阻隔层,
所述层(2)和阻隔层各自包含至少90%的非再生材料。
2.根据权利要求1的多层管状结构体(MLT),其中所述层(1)位于层(2)和阻隔层之间。
3.根据权利要求1或2之一的多层管状结构体(MLT),其中阻隔层为与流体接触的层。
4.根据权利要求1或2之一的多层管状结构体(MLT),其中至少第二层(2)存在,所述层(2)为与流体接触的最内层。
5.根据权利要求4的多层管状结构体(MLT),其中至少一个粘合剂层(3)存在于阻隔层和与流体接触的第二最内层(2)之间。
6.根据权利要求1至5之一的多层管状结构体(MLT),其中所述层(1)占所述多层管状结构体(MLT)的总厚度的至少10%、特别是至少30%、尤其地至少50%。
7.根据权利要求1至6之一的多层管状结构体(MLT),其中所述层(1)包含包括如下的组合物:
至少50%重量、特别是50%至97%重量的至少一种记为C的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地8至12的记为CC的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至25%重量的至少一种记为B的并且具有记为CB=Cc–1、优先地CB=Cc–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至25%重量的记为A的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CA=CB–1、优先地CA=CB–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是3至45%重量的至少一种抗冲改性剂,
0至20%重量的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂,
成分的总和等于100%。
8.根据权利要求1至7之一的多层管状结构体(MLT),其中再生材料来自选自以下的单层和/或多层管:经粉碎的单层和/或多层管,经粉碎和再配混的单层和/或多层管,以及经粉碎、再配混和再配制的单层和/或多层管。
9.根据权利要求8的多层管状结构体(MLT),其中层(1)的所述组合物不含增塑剂和/或抗冲改性剂,并且所述再生材料来自选自以下的单层和/或多层管:经粉碎的单层和/或多层管,经粉碎和再配混的单层和/或多层管,以及经粉碎、再配混和再配制的单层和/或多层管。
10.根据权利要求8的多层管状结构体(MLT),其中层(1)的所述组合物包括至少一种选自增塑剂、抗冲改性剂和添加剂的化合物,并且所述再生材料来自选自经粉碎、然后再配混和再配制的单层和/或多层管的单层和/或多层管。
11.根据权利要求1至10之一的多层管状结构体(MLT),其中由所述单层和/或多层管输送的流体与所述多层管状结构体(MLT)输送的流体相同。
12.根据权利要求1至10之一的多层管状结构体(MLT),其中由所述单层和/或多层管输送的流体与所述多层管状结构体输送的流体不同。
13.根据权利要求1至12之一的多层管状结构体(MLT),其中层(2)包含包括如下的组合物:
至少50%重量、尤其地50%至97%重量、特别是50%至95%重量的至少一种记为D的半晶脂族聚酰胺,其具有6至18、有利地9至15的记为CD的以每个氮原子计的平均碳原子数;
0至50%重量的至少一种记为E的并且具有记为CE=CD–1、优先地CE=CD–2的以每个氮原子计的平均碳原子数的半晶脂族聚酰胺;
0至50%重量的记为F的半晶脂族聚酰胺,其具有记为CF=CE–1、优先地CF=CE–2的以每个氮原子计的平均碳原子数;
3至45%重量的至少一种抗冲改性剂、特别是5至20%重量的至少一种抗冲改性剂,
0至20%重量的至少一种增塑剂,
0至2%重量的至少一种添加剂,
0-35%的至少一种抗静电填料,
成分的总和等于100%。
14.根据权利要求13的多层管状结构体(MLT),其中所述层(1)的所述组合物不含记为A和B的聚酰胺,并且所述层(2)的所述组合物包括选自记为E、F及其混合物的聚酰胺的聚酰胺。
15.根据权利要求14的多层管状结构体(MLT),其中所述层(1)的所述组合物包括选自记为A、B及其混合物的聚酰胺的聚酰胺,并且所述层(2)的所述组合物不含记为E和F的聚酰胺。
16.根据权利要求13至15之一的多层管状结构体(MLT),其中层(1)来自单层再生管。
17.根据权利要求13至15之一的多层管状结构体(MLT),其中层(1)来自多层再生管。
18.根据权利要求1至17之一的多层管状结构体(MLT),其中层(1)的主要半晶脂族聚酰胺通过DSC根据标准ISO 11357-3:2013以20K/min的加热速率测定的Tf≤225℃、特别是≤200℃。
19.根据权利要求1至18之一的多层管状结构体(MLT),其中层(1)的主要半晶脂族聚酰胺具有≥25J/g、优先地≥40J/g、特别是≥45J/g的通过DSC根据标准ISO 11357-3:2013以20K/min的加热速率测定的结晶焓。
20.根据权利要求1至3和6至19之一的多层管状结构体(MLT),其中MLT包含具有以下结构的三层:(2)//(1)//阻隔层。
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