CN117355381A - 热稳定的多层管道 - Google Patents

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Abstract

一种多层管道，包括至少第一层和第二层，其中，第一层由具有第一热稳定性的第一聚合物构成，第二层由具有相对于所述第一热稳定性改进的第二热稳定性的第二聚合物构成。在一个示例性实施例中，第一层由PVC或CPVC构成，第二层由聚碳酸酯构成。

Description

热稳定的多层管道
本申请要求2021年5月5日提交的美国临时申请第63/184303号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的示例性实施例一般涉及管道。
背景技术
塑料管道通常由聚氯乙烯(PVC)或氯化聚氯乙烯(CPVC)制成。PVC或CPVC可以为管道提供有益的性质，例如耐腐蚀性和降解性。这两种材料都具有良好的耐热性。特别地，PVC可以具有约140°F的最大功能温度，并且CPVC可以具有约200°F的最大功能温度。然而，PVC和CPVC都是昂贵的，CPVC的价格通常远高于PVC。因此，需要一种具有成本效益的PVC和CPVC的替代品，特别是用于塑料管道，同时相对于PVC和CPVC、特别是用于传统塑料管道的PVC和CPVC，还具有改进的或类似的热稳定性。
其他类型的管道可以由聚乙烯、聚丙烯或其他聚合物构成。这些其他聚合物也可能是昂贵的和/或缺乏热稳定性。因此，还需要一种具有成本效益的替代物来代替这些聚合物中的任一种，同时相对于那些聚合物还具有改进的或类似的热稳定性。
发明内容
示例性实施例可以解决已知技术的一些或全部缺点。在示例性实施例中，管道包括至少第一层和第二层，其中，第一层由具有第一热稳定性的第一聚合物构成，第二层由具有相对于所述第一热稳定性改进的第二热稳定性的第二聚合物构成。
在至少一个示例性实施例中，至少第一层可以包括PVC、CPVC、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚乙烯、聚丙烯或其他类似或合适的材料。第二层可以包括聚碳酸酯、丙烯酸、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、丙烯腈丁二烯丙烯酸酯、ABS、CPVC、尼龙或相对于第一层的聚合物具有改进的热稳定性的其他类似或合适的材料。一些示例性实施例还可以包括至少第三层。例如，作为示例，一个特别有用的实施例可以包括PVC或CPVC作为外层，聚碳酸酯作为中间层，PVC或CPVC作为内层。在一个示例中，与仅包括前述第一层和/或与不具有前述第二层的其他类似的传统部件相比，实施例可以提供改进的热稳定性特性。在另一示例中，与仅包括前述第一层和/或与不具有前述第二层的其他类似的传统部件相比，实施例可以以降低的成本提供相同的、相似的或改进的热稳定性特性。
在一个示例性实施例中，塑料管道包括由PVC或CPVC构成的至少一层(优选外层)、以及由聚碳酸酯构成的至少一层(优选中间层或内层)。虽然塑料管道通常由PVC或CPVC制成，但是本发明的其他示例性实施例可以具有由聚乙烯或聚丙烯构成的至少一层(优选外层)、以及由尼龙构成的至少一层(优选中间层或内层)。在这些实施例中的任何一个中，与仅由PVC、CPVC、聚乙烯或聚丙烯构成的其他类似部件相比，所得到的塑料管道可以以降低的成本具有改进的热稳定性特性或相同的、相似的或改进的热稳定性特性。
在示例性实施例中，第一、第二和/或任何附加层可以具有与聚合物材料混合的至少一种附加填料、添加剂或掺杂材料。一些类型的填料包括但不限于玻璃、滑石、纤维材料、化学品、金属、其他矿物填料和其他有机或无机材料。如果需要，可以使用其他材料或材料层，并且与前述层中的至少一层相容。
填料、添加剂或掺杂材料可以是与其中放置填料的层的材料相容的任何材料。另外，用户可以基于将增强或添加到最终材料的性质来选择使用哪些填料、添加剂或掺杂材料。可以使用一种或多种填料。
特别地，可能期望添加剂、填料或掺杂材料可以用于改进(或至少不削弱)管道的热稳定性。热稳定性是指一种物质对仅由热量引起的永久性质变化的抵抗力。热变形温度(HDT)、线性热膨胀系数(CLTE)和收缩率是评估热稳定性的一些常用指标。关于如本文中所使用的“改进”等，本发明的示范性实施例可以改进前述或其他方面的热稳定性。
另外，最终材料的示例性实施例可以具有改进的热变形、改进的热运动、改进的表面光洁度或改进的抗冲击性。最终材料的示例性实施例还能够提供更好的结构稳定性，以较低的成本生产，或者根据需要提供改进的物理、电气或其他特性。
除了上述新颖特征和优点之外，从附图和示例性实施例的以下描述中，其他优先将显而易见。
附图说明
图1是本发明的管道的示例性实施例的侧视图。
图2是包括PVC或CPVC层和聚碳酸酯层的多层管道的各种实例的线性热膨胀系数和收缩(以及其他特性)的示例性图表。为了比较，还示出了传统CPVC管道的样品19。
图3是图2的各种示例的线性热膨胀系数的示例性图表。
图4是图2的各种示例的收缩的示例性图表。
图5是与图2的各种示例的层之间的附着力有关的示例性图表。
图6是本发明的管道的示例性实施例的侧视图。
具体实施方式
本公开描述了可以通过挤出或共挤出工艺制造的管道的示例性实施例，其中管道可以具有改进的热稳定性。另外，根据所使用的材料和填料，管道可以具有改进的机械、化学、电或其他性质。可以使用材料的组合来实现期望的性质。例如，可选择材料的组合以降低成本，同时增加热稳定性和其他性质，并且还赋予管道材高质量的外观。
管道可以包括至少两层不同的聚合物材料，其中填料、添加剂或掺杂材料可以包括在相应的聚合物材料中。管道通常可以通过已知的挤出或共挤出工艺制造。然而，可以采用其他合适的制造工艺。
可以根据管道需要承受的条件以及管道需要具有的机械、热、化学或其他特性来选择材料的各种组合。例如，可能经历高热的加压应用可能需要具有足够热稳定性的某些材料，而非加压应用可能允许使用更广泛的材料。
图1示出了本发明的管道的示例性实施例，其中可以应用任何上述考虑因素。在该示例性实施例中，管道100包括由具有第一或基础热稳定性的聚合物构成的至少一层(优选外层102)、以及具有相对于第一层的聚合物的热稳定性改进的热稳定性的另一种聚合物构成的至少一层(优选内层104)。例如，作为传统PVC或CPVC管道的替代物，管道100可以包括由PVC或CPVC构成的至少一层(优选外层102)、以及由聚碳酸酯构成的至少一层(优选内层104)。作为PVC或CPVC的一种替代或补充，本发明的其他示例性实施例可以具有由聚乙烯或聚丙烯构成的至少一层(优选外层)、以及由聚碳酸酯构成的至少一层(优选内层)。然而，在其他示例性实施例中，PVC、CPVC、聚乙烯或聚丙烯可以形成中间层或内层，和/或聚碳酸酯可以形成中间层或外层。一些示例性实施例还可以包括特定应用所需或期望的其他材料层。在所有这样的示例性实施例中，与仅由PVC、CPVC、聚乙烯或聚丙烯构成的其他类似的管道相比，管道可以以降低的成本具有改进的热稳定性特征或相同的、相似的或改进的热稳定性特征。
在管道100的一些示例性实施例中，发明人已经发现，内层104可以包括玻璃填料，其量高达内层104约35wt％，更优选地在内层104的大约9wt％和30wt％之间。玻璃填料可以进一步增强热稳定性，并且还有助于进一步降低成本。然而，与本文的先前实施例一样，除了内层104之外或作为内层104的替代，外层102(或在其他实施例中的附加层)可以包括玻璃填料。此外，可以使用其他填料、添加剂或掺杂材料，其被设计为进一步改进管道100的热、电、化学或其他性质。除了玻璃填料之外，用户可以基于管道100的期望特性选择其他合适的填料、添加剂或掺杂材料以及该材料的浓度。填料的添加量和类型将取决于可以给予管道100的物理或其他性质。
图2-6示出了具有聚碳酸酯内层104的管道100的不同示例。在样品或项目1-12和20-22中，外核聚合物是PVC。在样品或项目13-18中，外核聚合物是CPVC。图2-6中的样本或项目19针对传统CPVC管道进行比较。在这些示例性实施例中的每一个中，管道100具有大约0.060英寸的总厚度，并且内层104为大约0.015英寸至0.030英寸厚。其他示例性实施例可以具有其他总厚度，以及具有其他厚度的内、外和/或其他层，例如可能需要或有利于特定用途。
CPVC比较样品或物品19在230°F下的热收缩率为0.31％，在230°F下的线性热膨胀系数(CLTE)约为4.02×10-5in/in-°F。在不具有玻璃填料的样品或物品10-12中，PVC实施例在230°F下具有在约0.06％和0.35％之间的相似或改进的热收缩率，以及在3.42×10-5in/in-°F和3.73×10-5in/in-°F之间的改进的CLTE，所有这些都相对于传统CPVC管道具有显著降低的成本。类似地，在不具有玻璃填料的样品或物品13-15中，CPVC实施例在230°F下具有在约0.22％和0.30％之间的相似或改进的热收缩率，以及在约3.84×10-5in/in-°F和4.06×10-5in/in-°F之间的相似或改进的CLTE，同样相对于传统CPVC管道而言成本显著降低。
发明人已经发现，与传统CPVC管道(以及扩展为传统PVC管道)相比，玻璃填料的添加可以进一步改进热收缩率和CLTE，同时提供显著的成本降低。在聚碳酸酯层104中具有9wt％玻璃填料的样品或项目1-3中，PVC实施例在230°F下具有在约0.08％和0.10％之间的显著改进的热收缩率、以及在约3.05×10-5in/in-°F和3.36×10-5in/in-°F之间的显著改进的CLTE。在聚碳酸酯层104中具有20wt％玻璃填料的样品或项目4-6中，PVC实施例在230°F下具有在约0.05％和0.07％之间的显著改进的热收缩率，并且在约2.51×10-5in/in-°F和2.85×10-5in/in-°F之间具有显著改进的CLTE。此外，在聚碳酸酯层104中具有20wt％玻璃填料的样品或项目20-22中，PVC实施例在230°F下具有在约0.07％和0.08％之间的显著改进的热收缩率，并且在约2.56×10-5in/in-°F和2.63×10-5in/in-°F之间具有显著改进的CLTE。此外，在聚碳酸酯层104中具有20wt％玻璃填料的样品或项目16-18中，CPVC实施例在230°F下具有甚至更显著改进的在约0.04％和0.07％之间的热收缩率，并且在约2.31×10- 5in/in-°F和2.98×10-5in/in-°F之间具有甚至更显著改进的CLTE。同样，当聚碳酸酯层104中的玻璃填料的量增加到30wt％时，可以看到显著的改进。实际上，在样品或项目7-9中，这样的PVC实施例在230°F下具有在约0.07％和0.09％之间的改进的热收缩率，并且在约2.23×10-5in/in-°F和2.68×10-5in/in-°F之间具有甚至进一步改进的CLTE。基于前述实例，对于具有PVC或CPVC外层的实施例，以及对于相对于传统聚乙烯或聚丙烯管具有聚乙烯或聚丙烯外层的实施例，预期对于高达约35wt％的不同量的玻璃填料含量，将分别获得类似的益处。此外，可以实现热变形温度(HDT)的显著改进(例如，图2中的样品13-18)。
图6示出了具有至少一个附加层的管道的示例。管道的该示例性实施例可以类似于管道100的示例，除了添加至少一个其他层。例如，某些标准或法规可能仅允许某些预先批准的材料用作管道的最内层。在这种情况下，至少一个附加层可以定位在前述第二层的内侧，以便与可以流过管道的任何流体接触。其他示例也可以具有至少附加层，所述附加层定位在前述第一层的外部，或者在前述第一层和第二层之间。此外，如上所述，在其他示例性实施例中，可以根据特定应用的需要或期望以其他方式重新排列层。
在图6的示例中，管道200包括具有第一热稳定性的第一聚合物层202、具有相对于第一热稳定性改进的第二热稳定性的第二聚合物层204、以及具有在第一热稳定性和第二热稳定性之间的热稳定性的第三聚合物层206。在该示例性实施例中，第一层202可以由PVC或CPVC构成，并且第二层204可以由聚碳酸酯构成。此外，在该示例性实施例中，第三层206可以是由与第一层相同的聚合物构成的最内层。然而，其他示例性实施例可以具有第三层，该第三层由与第一层不同的聚合物构成，和/或可以相对于前述第一层和第二层定位在其他位置，诸如对于某些应用可能是需要的或期望的。
其他示例性实施例可以包括适用于应用的其他聚合物。上述示例可以特别适用于加压应用(例如，涉及高热)，同时还可以用于非加压应用。其他聚合物可以适用于其他应用(例如，非加压应用)。例如，一些其他示例性实施例可以具有由PVC、CPVC、ABS、聚乙烯或聚丙烯构成的第一层，以及由聚碳酸酯或ABS构成的第二层。此外，其他示例性实施例可以具有由PVC、CPVC、ABS、聚乙烯、聚丙烯或具有第一聚合物和第二聚合物的热稳定性之间的热稳定性的另一种聚合物构成的至少一个附加层。最后，其他示例性实施例可以包括任何层中的其他添加剂和填料，诸如对于任何应用可能是合适的或期望的。
前述示例描述了一些传统类型的管道的一些可能的替代物。基于前述原理，其他变化是可能的，以提高管道的热稳定性和/或降低管道的成本。在示例性实施例中，第一层可以是聚合物、共聚物或具有期望特性的其他材料。第一层可以是与第二层的聚合材料化学相容或以其他方式可以连接(例如，可以使用连接层)到第二层的聚合材料的任何材料。在示例性实施例中，第一层中的材料可以包括PVC、CPVC、ABS、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯或其他类似或合适的材料。
在总厚度为0.040至0.060英寸的管道的另一个示例性实施例中，第一层可以是0.001英寸至0.050英寸厚。更优选地，在这样的实施例中，第一层可以是0.005英寸到0.030英寸厚，并且更优选地第一层可以是0.015英寸到0.025英寸厚。在具有0.5英寸总厚度的又一示例性实施例中，第一层可以是0.002英寸至0.200英寸厚。其他示例性实施例可以具有其他总厚度，以及具有其他总厚度的第一层，诸如对于特定管道可能是需要的或有益的。
第二层可以是聚合物、共聚物或与第一层化学相容或以其他方式可以连接到第一层的其他材料。另外，第二层的材料可以包括填料、添加剂或掺杂材料以产生复合材料。在示例性实施例中，第二层的主要成分通常可以是聚碳酸酯(PC)、丙烯酸、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)、丙烯腈丁二烯丙烯酸酯(ABA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、CPVC、尼龙或其他类似或合适的材料。
虽然上面提到了用于不同层的材料的一些示例，但在各种其他实施例中可以实施许多其他类型的材料。例如，标准塑料、工程塑料、先进工程材料和酰亚胺化材料可以用于可以是非晶或结晶材料的任何层，其中相邻层的材料可以是或可以不兼容的。例如，在不相容的层的情况下，连接层可以用于将相邻层粘结在一起。在从标准塑料、工程塑料、先进工程材料到酰亚胺化材料的进展中，材料的特性通常可以从以下方面转变：1)通用性、较低的应力耐受性、良好的粘合性和良好的成形性；2)工程或结构等级、以及良好的耐磨性；3)较高的耐温性，较高的耐蒸汽性，较高的耐磨性，较高的耐化学性。标准塑料的实例包括但不限于聚苯乙烯(PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、PVC、CPVC、聚丙烯(PP)、HDPE和低密度聚乙烯(LDPE)。工程塑料的实例包括但不限于聚苯醚(PPO)、丙烯酸、PC、缩醛、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PTEP)、超高分子量聚乙烯(UHMW PE)、尼龙和聚酰胺(PA)。先进工程材料的示例包括但不限于聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚四氟乙烯(PTFE)。最后，酰亚胺化材料的实例包括但不限于聚酰亚胺(PI)、聚苯并咪唑(PBI)和聚酰胺-酰亚胺(PAI)。可选择用于多层管道的每个层的特定材料以实现期望的物理特性(例如，热稳定性)。然而，其他因素也可以考虑材料的选择，诸如材料可用性、材料成本、可制造性等。
如上所述，第一层或第二层(或在其他实施例中的附加层)可以包含填料、添加剂或掺杂材料，其被设计成改进管道的热、电、化学或其他特性。用户可以基于最终管道的期望性质来选择适当的填料、添加剂或掺杂材料以及该材料的浓度。填料的添加量和类型可以取决于可以给予管道的物理或其他性质。在一个示例性实施例中，填料的添加量可以是第二层重量的10wt％至45wt％，并且更优选地，填料的添加量是第二层重量的30wt％至40wt％。在又一示例性实施例中，填料的添加量可以是第二层重量的0wt％至70wt％，更优选的是，填料的添加量可以是在第二层重量的0.5wt％至70％之间。其他示例性实施例可以具有其他填料含量，诸如本文所述的或可以另外需要或有益于特定管道材或其用途。
例如，用户可以决定管道可能需要具有进一步提高的热稳定性。在这种情况下，除了上述聚合物的热稳定性之外，可以将玻璃或纤维填料添加到第一层或第二层以进一步提高管道的热稳定性。填料可以在复合或挤出工艺期间添加到聚合物材料中，并且通常可以均匀或非均匀的方式混合到聚合物中。滑石、化学品、金属、其他矿物填料或其他有机或无机填料也可以单独或与玻璃或纤维填料结合用于提高热稳定性(或其他物理性能)。
在另一个实施例中，第二层可以是0.001英寸到0.030英寸厚。更优选地，第二层可以是0.008英寸至0.025英寸厚，并且更优选地第二层可以是0.012英寸至0.018英寸厚。然而，第一层和第二层的厚度可以变化，以考虑管道的总厚度、管道的特定类型或其用途、特定材料或其他考虑因素。例如，在具有0.500英寸总厚度的另一个实施例中，第一层可以具有0.100英寸至0.480英寸的厚度，并且第二层可以具有0.020英寸至0.400英寸的厚度。另外，第二层可以更优选由丙烯腈丁二烯丙烯酸酯和氯化聚氯乙烯共聚物与纤维状玻璃填料构成。
除了热稳定性之外，其他填料也可以单独使用或与其他填料结合使用，以实现一种或多种性能的其他改进。例如，如果管道需要改进的电导率，则可以使用铝粉、碳纤维或石墨。如果管道需要改进的结构强度，则可以使用硼、碳、碳纤维、KevlarTM或其他纤维材料。为了提高燃烧耐受性，加入氯、溴、磷或金属盐可能是有用的。可以通过添加本文未提及但在本领域中通常已知的其他材料来改变其他添加剂和性质。
当设计需要时(例如，最终应用所需的热稳定性或其他材料性质的量)，不同管道的混合物和组合的百分比可能会有所不同。
在一个实例中，聚氯乙烯可以用作第一层。丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、丙烯腈丁二烯丙烯酸酯(例如，ABS)或聚碳酸酯共聚物共混物可以用作第二层。第二层可以包含与前述聚合物均匀的混合物中的玻璃或其他填料。此外，可以将包含聚氯乙烯的第三层添加到第二层的另一侧。在具有0.060英寸总厚度的管道的一个示例性实施例中，第一层可以是0.001英寸至0.050英寸厚。更优选地，在该示例中，第一层可以是0.005英寸至0.030英寸厚，并且更优选地第一层可以是0.015英寸至0.025英寸厚。其他示例性实施例可以具有更少或更多的层，由不同的材料构成，或者具有不同的厚度，诸如考虑到特定类型的管道或其使用、特定材料或其他考虑因素。
在上述实例中，聚氯乙烯可以起到使表面光滑并形成薄装饰帽的作用。其他示例性实施例可以利用其他材料或层来实现期望的表面(例如，美观或耐用的表面)。
例如，在另一个示例性实施例中，管道可以包含第四层。在总厚度为0.060英寸的管道的示例性实施例中，第四层可以是紫外线(UV)光保护层。UV保护层可以是0.001英寸至0.010英寸厚。更优选地，UV保护层可以是0.003英寸至0.008英寸厚，并且更优选地，UV保护层可以是0.004英寸至0.006英寸厚。同样，其他示例性实施例可以具有更少或更多的层，由不同的材料构成，或者具有不同的厚度，诸如考虑到特定类型的管道或其使用、特定材料或其他考虑因素。
本发明的任何实施例可以包括本发明的其他实施例的任何可选的或优选的特征。本文公开的示例性实施例不旨在穷举或不必要地限制本发明的范围。选择并描述了示例性实施例，以便解释本发明的一些原理，使得本领域技术人员可以实践本发明。已经示出并描述了本发明的示例性实施例，本领域技术人员将认识到，可以对本发明做出许多变化和修改。许多这些变化和修改将提供相同的结果并且落入本发明的精神内。因此，意图仅如权利要求的范围所指示的那样限制本发明。

Claims (23)

1.一种管道，包括：
第一层，其包含具有第一热稳定性的第一聚合物；以及
第二层，其相对于所述第一层向内定位，所述第二层包括具有相对于所述第一热稳定性改进的第二热稳定性的第二聚合物。
2.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第一层是最外层。
3.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第二层是最内层。
4.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第一层与所述第二层相邻。
5.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第二层包括玻璃填料，所述玻璃填料的量高达所述第二层的35wt％。
6.根据权利要求5所述的管道，其中，所述第二层包括所述玻璃填料，所述玻璃填料的量为所述第二层的约9wt％和30wt％之间。
7.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的线性热膨胀系数。
8.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的热收缩率。
9.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的热变形温度。
10.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的热收缩率和热变形温度。
11.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的线性热膨胀系数和热变形温度。
12.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的线性热膨胀系数和热收缩率。
13.根据权利要求1所述的管道，其中，与仅由所述第一层构成的类似管道相比，所述管道具有改进的线性热膨胀系数、热收缩率和热变形温度。
14.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第一聚合物选自聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯。
15.根据权利要求1所述的管道，其中，所述第二聚合物是聚碳酸酯。
16.根据权利要求1所述的管道，其中：
所述第一聚合物选自聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯；以及
所述第二聚合物是聚碳酸酯。
17.根据权利要求1所述的管道，还包括：
第三层，使得所述第二层位于所述第一层和所述第三层之间；
其中，所述第三层具有介于所述第一热稳定性和所述第二热稳定性之间的热稳定性。
18.根据权利要求17所述的管道，其中：
所述第一层是最外层；以及
所述第三层是最内层；
其中，所述第二层与所述第一层和所述第三层相邻。
19.根据权利要求17所述的管道，其中，所述第二层包括玻璃填料，所述玻璃填料的量高达所述第二层的35wt％。
20.根据权利要求17所述的管道，其中，所述第三层由所述第一聚合物构成。
21.根据权利要求17所述的管道，其中：
所述第一聚合物选自聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯；以及
所述第三层由选自聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯的聚合物构成。
22.根据权利要求17所述的管道，其中，所述第二聚合物是聚碳酸酯。
23.根据权利要求17所述的管道，其中：
所述第一聚合物选自聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯；
所述第二聚合物是聚碳酸酯；以及
所述第三层由选自聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯的聚合物构成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5639062A (en) * 1995-07-25 1997-06-17 Outboard Marine Corporation Modified heel valve construction
US6293311B1 (en) * 1998-05-22 2001-09-25 Pmd Holdings Corp. Multilayer composite pipe fluid conduit system using multilayer composite pipe and method of making the composite
EP1888957A2 (en) * 2005-06-09 2008-02-20 Uponor Innovation Ab An improved multilayer pipe
EP1748241B1 (en) * 2005-07-26 2013-11-20 Pipelife Nederland B.V. PVC tube provided with a friction-reducing layer, method for the production thereof and use
DE102006055478A1 (de) * 2006-11-24 2008-05-29 Bayer Materialscience Ag Schlagzähmodifizierte gefüllte Polycarbonat-Zusammensetzungen
CN102494209A (zh) * 2007-11-30 2012-06-13 路博润高级材料公司 带有金属夹层的pvc/cpvc复合管及其制造方法
JP5650891B2 (ja) * 2009-04-27 2015-01-07 テクノポリマー株式会社 発泡成形用熱可塑性樹脂組成物、これを用いた発泡成形体及び発泡成形体の成形方法
JP5480279B2 (ja) * 2008-10-03 2014-04-23 ウポノール・イノベーション・エービー コーティングパイプ用の方法および組成物
JP5547909B2 (ja) * 2009-05-29 2014-07-16 積水化学工業株式会社 塩化ビニル樹脂三層管
US20140037880A1 (en) * 2012-07-26 2014-02-06 Sridhar Krishnamurthi Siddhamalli Multilayer flexible tube
US9995416B2 (en) * 2012-10-25 2018-06-12 Ge Oil & Gas Uk Limited Flexible pipe body layer and method of producing same
CN103542186A (zh) * 2013-10-15 2014-01-29 江苏常盛管业有限公司 耐压性好的abs塑料管
TWI662079B (zh) * 2014-04-14 2019-06-11 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 Reinforced aromatic polycarbonate resin sheet or film
US10308799B2 (en) * 2017-06-21 2019-06-04 Eastman Chemical Company Fiber reinforced polyvinyl chloride and copolyester compositions and articles made using these compositions
WO2019165539A1 (en) * 2018-02-28 2019-09-06 Lupke Manfred Arno Alfred Corrugated plastic pipe reinforced with glass reinforced polymers
WO2020189141A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 積水化学工業株式会社 空調ドレン用配管材

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