DE102004054390A1

DE102004054390A1 - Kupplungsleitung

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Publication number: DE102004054390A1
Application number: DE200410054390
Authority: DE
Inventors: Cihan Ertokus; Jörg Müller; Stefan Eibl; Michael Schöbel
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-05-18

Abstract

Kupplungsleitung aus einer polymeren Werkstoffzusammensetzung auf Basis teilkristalliner Polyamide mit einer verbesserten Berstdruckbeständigkeit und einer geringeren Dehnung in der Wärme, wobei sich die polymere Werkstoffzusammensetzung aus folgenden Bestandteilen, die sich in Summe zu 100 Gewichtsprozent addieren, zusammensetzt: DOLLAR A (A) 40 bis 95 Gewichtsprozent DOLLAR A mindestens eines teilkristallinen Polyamids (A) DOLLAR A und DOLLAR A (B) 4 bis 55 Gewichtsprozent DOLLAR A mindestens einer grenzflächenaktiven Substanz (B) DOLLAR A und DOLLAR A (C) 0,1 bis 55 Gewichtsprozent DOLLAR A mindestens einer Wirkkomponente (C), DOLLAR A wobei mindestens eine ausgewählte grenzflächenaktive Substanz (B) und/oder eine ausgewählte Wirkkomponente (C) eine amorphe Verbindung mit einem Glasübergangspunkt T¶g¶ > 120 DEG C ist und die aus der polymeren Werkstoffzusammensetzung hergestellte Kupplungsleitung einen Berstdruck größer 250 bar bei 120 DEG C, einen Berstdruck größer 550 bar bei 20 DEG C, eine Vergleichsspannung von größer 70 N/mm·2· bei 20 DEG C, eine Vergleichsspannung von größer 30 N/mm·2· bei 120 DEG C und eine Wärmedehnung von kleiner 0,45% bei Temperaturen von 120 DEG C unter einer Spannung von 0,8 N/mm·2· während einer Beanspruchungsdauer von 15 min aufweist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Kupplungsleitung aus einer polymeren Werkstoffzusammensetzung auf Basis von teilkristallinen Polyamiden.

Kupplungsleitungen aus Kunststoff verdrängen herkömmliche Kupplungsleitungen aus Metall, beispielsweise solche aus verzinkten Stahlleitungen mit/ohne Gummielement oder Wellrohre aus Metall, wie in den Schriften DE 199 51 947 und DE 195 29 830 offenbart.

Kupplungsleitungen aus Kunststoff, insbesondere aus Polyamid 11, (PA 11), oder Polyamid 12, (PA12), sind bekannt und werden in der DIN 74324-1 als Werkstoffe für die Herstellung von einschichtigen PA11- oder PA12-Rohrleitungen für Druckluftbremsanlagen beschrieben.

Einschichtige Kunststoffrohre aus Polyamid sind Stand der Technik und werden insbesondere in DIN 73378 („Rohre aus PA für Kraftfahrzeuge") für vielfältige Anwendungen, wie zum Beispiel für Brems- und/oder Hydraulik- und/oder Kraftstoff- und/oder Kühl- und/oder Pneumatikleitungen genannt.

Zur Herstellung von Kupplungsleitungen kommt vor allem PA12 zur Anwendung.

Die DIN 74324-1 regelt die Prüfung von Rohren und Rohrleitungen aus Polyamid für die Verwendung als Leitungen in Druckbremsanlagen in Kraftfahrzeugen. Hierzu nennt die Norm zulässige Betriebsdrücke bei 23 °C für Rohre aus PA11 und PA12, deren Betriebstemperatur bis 100 °C betragen kann.

Die Schriften DE 101 34 884 und DE 101 08 180 lehren, dass Druckleitungen auch aus thermoplastischen Kunststoffen, die durch Elektronenstrahlen vernetzt sind, gefertigt werden können. Zudem ist die Polymermatrix mit Fasern aus Kohlenstoff und/oder Glas gefüllt.

Ein weiteres Konzept einer Druckleitung aus Kunststoff wird in DE 195 04 618 offenbart. Die Erfindung nennt ein mehrschichtiges Kunststoffrohr, bestehend aus einer PVDF-Innenschicht, einer Schaumschicht und einer Außenschicht aus Polyamid.

Die DE 100 30 716 lehrt die Herstellung von Druckleitungen, welche für die Anwendung unter anderem als Kraftstoffleitung und/oder Tankeinfüllrohr und/oder Hydraulikleitung eine Formmasse aus 60 – 96,5 Gewichtsprozent Polyamid und 3 – 39,5 Gewichtsprozent Schlagzähkomponente und 0,5 – 20 Gewichtsprozent eines Copolymeren vorsieht.

Die Schriften EP 1333052 und DE 102 04 395 B4 offenbaren die Herstellung von Hydraulikleitungen mit Hochbarriereschichten aus PA mit Nanopartikeln.

Die Erfindung versucht durch dieses Verfahren den Stand von Mehrschichtrohren, insbesondere zweischichtigen Rohren, welche innen aus Polyamid 6 oder Polyamid 6.6 bestehen und außen durch eine zusätzliche Schicht aus Polyamid 11 oder Polyamid 12 versiegelt sind, zu verbessern. Zwar weisen jene zweischichtigen Rohre eine höhere Berstbeständigkeit, gemessen bei 120 °C, gegenüber reinem Polyamid 12 auf, jedoch hat die Erfindung den Nachteil der unzureichenden Verträglichkeit von PA 6 oder PA 6.6 innen mit PA 11 oder PA 12 außen erkannt.

Um eine Hydraulikleitung mit einer Berstfestigkeit bis 130 °C, einer geringen Volumenaufnahme zwischen – 40 und + 130 °C verbunden mit einer geringen Wasserpermeation kleiner 2 bis 3 % zu erreichen, wird eine Formmasse mit Nanofüllstoffen vorgeschlagen. Dabei sind sowohl einschichtige als auch mehrschichtige Leitungen denkbar, wobei bei mehrschichtigen Leitungen Ethylenvinylalkohol, EVOH, als Außenschicht vorgeschlagen wird.

Bisher ist es nicht gelungen, die Kupplungsleitung aus Metall durch eine Kupplungsleitung aus Kunststoff vollständig abzulösen. Insbesondere bei Kupplungleitungen bzw. Druckleitungen, die länger als 100 cm sind, können die Lösungen aus Kunststoff aus technischer Sicht nicht mit den Metallleitungen konkurrieren.

Im wesentlichen ist dieser technologische Abstand darauf zurückzuführen, dass in der Entwicklung von Druckleitungen aus Kunststoff nur unzureichend korrelierende Messverfahren an Labormustern herangezogen wurden, wie beispielsweise die temperaturabhängige Messung des Zug-E-Moduls, der in der Regel eine Abnahme um 80 % zwischen der Messung bei Raumtemperatur und 120 °C zeigt.

Weiterhin ist für die jeweils verwendeten teilkristallinen Polyamide bekannt, dass diese einen umgekehrt s-förmigen Verlauf des dynamischen Schubmoduls G', aufgenommen über die Temperatur T, mit starker Spreizung aufweisen.

Dieser Verlauf ist bereits ein Indiz für den drohenden Verlust der Formbeständigkeit bei sukzessiver Erhöhung der Temperatur. Verstärkt wird die Abnahme der Formbeständigkeit bei Einfluss zusätzlicher Kräfte, wie beispielsweise Druck.

Die daraus resultierende mangelnde mechanische Festigkeit führt insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen bis 150 °C dazu, dass das Formteil an Maßhaltigkeit verliert. Im Fall von Anwendungen, wo zusätzlich zur Temperatur noch ein Druck auf das Formteil einwirkt, z.B. für Hydraulik- und Pneumatikanwendungen, besteht die Gefahr, dass das Formteil sich allmählich aufweitet.

Die Aufweitung führt dazu, dass der Radius der Kupplungsleitung um 2 bis 5 % zunimmt. Diese minimale Zunahme ist bereits ausreichend, dass der Druckpunkt in der Kupplungsleitung merklich wandert. Aus dieser Aufweitung kann ein totales Versagen des Kupplungssystems resultieren, da eine Kraftübertragung vom Kupplungsgeber auf den Kupplungsnehmer über die Kupplungsleitung nicht mehr erfolgt. Aus diesem Grund sind derzeit Kupplungsleitungen aus Kunststoff auf eine Länge von 0,90 m limitiert. Größere Abmessungen werden durch Kupplungsleitungen aus Metall mit/ohne Gummielement abgedeckt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, Kupplungsleitungen aus einer polymeren Werkstoffzusammensetzung auf Basis von teilkristallinen Polyamiden bereitzustellen, deren relative Dehnbarkeit bei höherer Temperatur reduziert ist und die damit nicht mehr der genannten Längenlimitierung unterliegen.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe, indem eine Kupplungsleitung aus einer polymeren Werkstoffzusammensetzung auf Basis von teilkristallinen Polyamiden, bestehend aus

– mindestens einem teilkristallinen Polyamid (A) und
– mindestens einer grenzflächenaktiven Substanz (B) und
– mindestens einer Wirkkomponente (C)

bereitgestellt wird.

Dabei ist mindestens eine ausgewählte grenzflächenaktive Substanz (B) und/oder eine ausgewählte Wirkkomponente (C) eine amorphe Verbindung mit einem Glasübergangspunkt T_g > 120 °C.

Die polymere Werkstoffzusammensetzung ist aus folgenden Bestandteilen, die sich in Summe zu 100 Gewichtsprozent addieren, zusammengesetzt:

(A) 40 bis 95 Gewichtsprozent mindestens eines teilkristallinen Polyamids (A) und
(B) 4 bis 55 Gewichtsprozent mindestens einer grenzflächenaktiven Substanz (B) und
(C) 0,1 bis 55 Gewichtsprozent mindestens einer Wirkkomponente (C).

An Formteilen mit den offenbarten Mischungen ist die Dehnbarkeiten unter Last bei 120 °C um 20 bis 70 % gegenüber den teilkristallinen Polyamiden, welche als Ausgangsmaterialien verwendet werden, reduziert.

Die erfindungsgemäßen Kupplungsleitungen weisen unter Einwirkung mechanischer Kräfte eine ausreichende Formstabilität bis zu Temperaturen größer 150 °C auf.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine deutlich verringerte Neigung zum Fließen, also zum Verformen unter Einwirkung von Kräften auf das Bauteil, insbesondere bei erhöhter Temperatur im Bereich von 80 bis 150 °C.

Die mit der Erfindung bereitgestellte Werkstoffzusammensetzung ermöglicht es somit, Kupplungsleitungen herzustellen, deren Lebensdauer bei hohen Temperaturen erhöht ist.

Von besonderem Vorteil ist dabei, dass durch die verringerte Dehnbarkeit die Gefahr des Bauteilversagens deutlich reduziert werden kann.

Die erfindungsgemäße Kupplungsleitung kann in der Werkstoffzusammensetzung gemäß Patentanspruch 1, bedingt durch die reduzierte Dehnbarkeit, so ausgelegt werden, dass vorteilhafterweise die Bauteile verkleinert werden können und/oder Wandstärkenreduzierung an den Bauteilen bei sonst gleichen mechanischen Eigenschaften vorgenommen werden können.

Die Erfindung stellt weiterhin mit der angegebenen Werkstoffzusammensetzung eine Polymermatrix zur Verfügung, die es gestattet, Bauteile mit erhöhter Maßhaltigkeit und sehr guter dimensioneller Stabilität insbesondere bei höherer Temperatur herzustellen.

Dabei weisen diese Bauteile auch eine erhöhte Steifigkeit auf, wobei die Kriechneigung verringert ist.

Die Oberfläche der erfindungsgemäßen Kupplungsleitung zeigt eine glattere Morphologie.

Schließlich ist das herstellungsbedingte Schrumpfverhalten der Kupplungsleitung geringer, was erfindungsgemäß auf den amorphen Anteil in der polymeren Werkstoffzusammensetzung zurückgeführt wird, wobei diese als grenzflächenaktive Substanz und/oder Wirkkomponente mit einem Glasübergangspunkt T_g > 120 °C enthalten ist.

Als Mechanismus, dem diese Vorteile der erfindungsgemäßen Kupplungsleitung zugrunde liegen, wird die spontane Erstarrung der amorphen Phasen, die als skelettartige Versteifungen wirken, angeführt.

Hierzu wirken die Bestandteile, die erfindungsgemäß dem teilkristallinen Polyamid zugegeben werden, zumindest teilweise nukleierend.

Aus dem Stand der Technik wurde erkannt, dass teilkristalline Polyamide einen umgekehrt s-förmigen Verlauf des dynamischen Schubmoduls G' aufweisen, der im allgemeinen in einem Temperaturbereich von 60 bis 100 °C von einem weitgehend linearen Verlauf in einen exponentiellen Abfall übergeht.

Demgegenüber zeigen die ausgewählten amorphen Bestandteile bis zu ihrem Glasübergangspunkt T_g einen flach linear degressiven Verlauf des dynamischen Schubmoduls G', wobei die Abnahme von G' über die zunehmende Temperatur äußerst gering ist.

Die erfindungsgemäße Kombination aus mindestens einem teilkristallinen Polyamid und einem amorphen Bestandteil mit dem dargestellten Verlauf des dynamischen Schubmoduls in Abhängigkeit zur Temperatur führt zu der gewünschten dimensionellen Stabilität der Kupplungsleitung bei erhöhter Temperatur.

Daraus resultiert eine deutlich verringerte Dehnung, ein wesentlich erhöhter Berstdruck und eine signifikant gesteigerte Vergleichsspannung.

Im folgenden wird die Erfindung hinsichtlich der Werkstoffzusammensetzung näher erläutert.

Als Polyamide (A), die in der Werkstoffzusammensetzung zu 40 bis 95 Gewichtsprozent enthalten sind, werden Homo- und/oder Copolymere verwendet.

Das teilkristalline Polyamid (A) kann dabei aus Monomeren, ausgewählt aus aliphatischen Lactamen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen gebildet sein.

Es ist ebenso möglich, dazu Monomere, ausgewählt aus omega-Aminocarbonsäuren mit 4 bis 44 Kohlenstoffatomen zu verwenden.

Die Lactame bzw. omega-Aminocarbonsäuren können dazu ausgewählt sein aus epsilon-Caprolactam und/oder omega-Aminoundecansäure und/oder epsilon-Aminocapronsäure und/oder Capryllactam und/oder omega-Aminocaprylsäure und/oder omega-Aminododecansäure und/oder 11-Aminoundecansäure und/oder 12-Aminododecansäure und/oder Enanthlactam und/oder omega-Laurinlactam und/oder Mischungen hiervon.

Das teilkristalline Polyamid (A) kann auch durch Polykondensation von mindestens

– einem aliphatischen Diamin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen und/oder
– einem cycloaliphatischen Diamin mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder
– einem aromatischen Diamin mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen

in Kombination mit mindestens einer Dicarbonsäure aus der Gruppe der

– aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder
– cycloaliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder
– aromatischen Dicarbonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen

gebildet werden.

Das aliphatische Diamin und/oder cycloaliphatische Diamin und/oder aromatische Diamin ist ausgewählt aus 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin und/oder 2,4,4- Trimethylhexamethylendiamin und/oder 1,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan und/oder 1,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan und/oder Bis(p-aminocyclohexyl)methan und/oder m-Xylylendiamin und/oder p-Xylylendiamin und/oder Ethylendiamin und/oder 1,4-Diaminobutan und/oder 1,6-Diaminohexan und/oder 1,10-Diaminodecan und/oder 1,12-Diaminododecan und/oder Cyclohexyldimethylenamin und/oder 3,3'Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan und/oder 1,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan und/oder 3,6-Bis(Aminomethyl)norbornen und/oder 2,2-Bis(para-Aminocyclohexyl)propan und/oder Isophorondiamin und/oder 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan und/oder 2-Methylpentamethylendiamin und/oder Bis(4-aminocyclohexyl)methan und/oder Hexamethylendiamin und/oder Octamethylendiamin und/oder Decamethylendiamin und/oder Dodecamethylendiamin und/oder Mischungen hiervon.

Die Dicarbonsäure kann ausgewählt sein aus Bernsteinsäure und/oder Glutarsäure und/oder Adipinsäure und/oder Suberinsäure und/oder Pimelinsäure und/oder Azelainsäure und/oder Sebazinsäure und/oder Dodecandicabonsäure und/oder 1,6-Cyclohexandicarbonsäure und/oder Terphthalsäure und/oder Isophthalsäure und/oder Naphthalindicarbonsäure und/oder Brassylsäure und/oder Octadecandicarbonsäure und/oder 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan-4,5-dicarbonsäure und/oder 5-tertiär-Butylisophthalsäure und/oder Korksäure und/oder Cyclohexan-1,4-dicarbonsäure und/oder Trimesinsäure und/oder Trimellitsäure und/oder Mischungen hieraus.

Das Polyamid (A) kann ein PA 6 und/oder PA6.6 und/oder PA46 und/oder PA9 und/oder PA10 und/oder PA11 und/oder PA12 und/oder PA69 und/oder PA610 und/oder PA612 und/oder PA666 und/oder PA66/6T und/oder PAMXD6 und/oder PA611 und/oder PA618 sein.

Bevorzugt wird ein PA 6 und/oder PA 12 und/oder PA 612 eingesetzt.

Die Polyamide können einzeln oder in Form von Mischungen vorliegen.

Die Polymerzusammensetzung enthält weiter eine grenzflächenaktive Substanz (B), die ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer (SMA) und/oder ein Styrol-N-phenylmaleinimid-Copolymer (SMI) und/oder ein Styrol-Propylen-Styrol-Blockcopolymer gepfropft mit Maleinsäureanhydrid (SPS-g-MAH) und/oder ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer gepfropft mit Maleinsäureanhydrid (SEPS-g-MAH) und/oder ein Ethylenvinylalkohol (EVOH) und/oder ein Epoxidharz und/oder ein Nafion^TM- und/oder ein AcipIex^TM- und/oder ein Flemion^TM-Ionomeres (Copolymere auf Basis von Fluorpolymeren mit Carboxylat- oder Sulfonatgruppen als funktionelle Gruppen) und/oder eine Mischung hiervon sein kann.

Erfindungsgemäß beträgt die Menge der grenzflächenaktive Substanz 4 bis 55 Gewichtsprozent in der Werkstoffzusammensetzung.

Eine Wirkkomponente (C) ist in der Polymerzusammensetzung zu 0,1 bis 55 Gewichtsprozent enthalten, wobei diese ein Polymer B (C1) und/oder ein funktionales Additiv (C2) und/oder ein Hilfsmittel (C3) und/oder eine Mischung hiervon sein kann.

Das Polymer B (C1) zeigt einen linearen, flach degressiven Verlauf des dynamischen Schubmoduls G' in einem Temperaturbereich von – 40 bis + 150 °C.

Als Polymer B kann ein Polycarbonat (PC-HT) (mit einer Glasübergangstemperatur T_g von 180 °C und einer Wasseraufnahme von 0,4 % bei Raumtemperatur) und/oder ein Polysulfon (PSU) (T_g 190 °C, Wasseraufnahme 0,8 % bei Raumtemperatur) und/oder ein Polyphenylsulfon (PPSU) (T_g 215 °C, Wasseraufnahme 0,3 % bei Raumtemperatur) und/oder ein Polyethersulfon (PES) (T_g 225 °C, Wasseraufnahme 0,7 % bei Raumtemperatur) und/oder ein Polyphenylether (PPE) auf Basis von 2,6-Dimethylphenol und/oder 2,6-Dimethyldiphenylether und/oder 4(2',6'-Dimethylphenoxy)-2,6-dimethylphenol und/oder 4-(2', 6'-Dimethylphenoxy)-2,6-dimethylanisol und/oder 4-(2',6'-Dimethylphenoxy)-1-phenoxy-2,6-dimethylbenzol und/oder 4-(4'-(2'',6''-Dimethylphenoxy)- 2',6'dimethylphenoxy)-2,6-dimethylphenol und/oder 4-(4'-(2'',6''-Dimethylphenoxy)-2',6'dimethylphenoxy)-2,6-dimethylanisol mit einem Glasübergangspunkt T_g > 140 °C und einer Wasseraufnahme < 2 %, gemessen bei Raumtemperatur und/oder ein Liquid Crystalline Polymer (LCP) (Schmelzpunkt 212 °C, Wasseraufnahme 0,04 % bei Raumtemperatur) und/oder ein Polyesterimid (T_g > 150 °C, Wasseraufnahme < 1 % bei Raumtemperatur) und/oder ein amorphes – semicycloaliphatisches Polyamid, wie PAMACM12 (Homopolyamid aus 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan und Dodecandicarbonsäure) und/oder PA12/MACMI (Copolyamid aus PA12, 3,3-Dimethyl-4,4-diaminocyclohexylmethan und Isophthalsäure) mit einem Glasübergangspunkt von T_g 155 bis 190 °C und einer Wasseraufnahme von 3 bis 4 % bei Raumtemperatur und/oder eine Mischung hiervon eingesetzt werden.

Das in der Wirkkomponente (C) enthaltene funktionale Additiv (C2) ist anorganischer Natur.

Das funktionale Additiv (C2) kann die Elemente Kohlenstoff (C) und/oder Silizium (Si) und/oder Germanium (Ge) und/oder Aluminium (Al) und/oder Titan (Ti) und/oder Eisen (Fe) und/oder Zink (Zn) und/oder Zinn (Sn) und/oder Zirkonium (Zr) und/oder Indium (In) und/oder Bor (B) und/oder Sauerstoff (O) und/oder Stickstoff (N) und/oder Wismut (Bi) und/oder Magnesium (Mg) und/oder eine Mischung dieser Elemente in der molekularen Zusammensetzung von Nanofüllstoffen enthalten.

Die Nanofüllstoffe können ausgewählt sein aus Metalloxiden und/oder Metallnitriden und/oder Metallcarbiden und/oder Kohlenstoffnanoteilchen.

Als Metalloxide sind sphärolithische Metalloxidpartikel und/oder monodisperse Metalloxidnanopartikel und/oder nanoskalige Metalloxidfasern und/oder nanoskalige Keramikwhisker und/oder Schichtsilikate und/oder Aerosile hydrophil und/oder hydrophobiert und/oder Aerogele hydrophil und/oder hydrophobiert und/oder Zeolithe und/oder Silsesquioxane und/oder Mischungen hiervon geeignet.

Die Schichtsilikate sind aus Smectit-Schichtsilikaten der Montmorillonit- oder Beidellit- Reihe, umfassend Montmorillonit Na_0,33{(Al_1,67Mg_0,33)(OH)₂[Si₄O₁₀]} und/oder Beidellit (Ca,Na)_0,3{Al₂(OH)₂[Al_0,5Si_3,5O₁₀]} und/oder Nontronit Na_0,33{Fe₂(OH)₂[Al_0,33Si_3,67O₁₀]} und/oder Saponit (Ca,Na)_0,33{(Mg,Fe)₃(OH)₂[Al_0,33Si_3,67O₁₀]} und/oder Hectorit Na_0,33{Mg,Li)₃(OH, F)₂[Si₄O₁₀]} und/oder exfolierten Schichtsilikaten und/oder Organoclays und/oder Mischungen hiervon auszuwählen.

Die Aerosile und/oder Aerogele in der Wirkkomponente (C) bestehen aus Silikaten und/oder Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid und/oder Dialuminiumtrioxid.

Als monodisperse Metalloxidnanopartikel sind solche geeignet, die aus RSi(OR')₃ und/oder RR''Si(OR')₂ und/oder R₂Si(OR')₂ und/oder Ti(OR)₄ und/oder Zr(OR)₄ und/oder Al(OR)₃ und/oder Mischungen hiervon gebildet werden.

Nanoskaligen Metalloxidfasern und/oder nanoskaligen Keramikwhisker können Titandioxid, TiO₂ (Rutil und/oder Anatas und/oder Brookit-Modifikation) und/oder Zirkoniumdioxid, ZrO₂ (monoklines α-ZrO₂ und/oder tetragonales β-ZrO₂ und/oder kubisches γ-ZrO₂), und/oder Dialuminiumtrioxid, Al₂O₃ (hexagonales α-Al₂O₃ und/oder γ-Al₂O₃ mit kubisch dichtester Packung) enthalten.

Als nanoskaligen Metalloxidfasern und/oder nanoskaligen Keramikwhisker können Mischoxide, ausgewählt aus Al₂O₃ und/oder TiO₂ und/oder ZrO₂ und/oder Y₂O₃ und/oder B₂O₃ und/oder SiO₂ und/oder FeO und/oder Fe₂O₃ und/oder Na₂O und/oder CaO und/oder MgO und/oder K₂O, herangezogen werden.

Die nanoskaligen Metalloxidfasern und/oder nanoskaligen Keramikwhisker können einzeln und/oder in Bündeln vorliegen, wobei die Faserlänge 50 nm bis 2 cm, der Außendurchmesser 1 nm bis 500 nm und das Längen/Dickenverhältnis größer 20 beträgt.

Die Kohlenstoffnanoteilchen können ausgewählt sein aus Diamantnanopartikeln und/oder Diamantanen (Tri- bis Dodecadiamantan), welche funktionalisiert sind und/oder in ihrer ursprünglichen Form verwendet werden, und/oder exfolierten Graphiten und/oder Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Kohlenstoffnanofasern (VGCF, vapor grown carbon fiber) und/oder Fullerenen und/oder Mischungen hiervon.

Als Kohlenstoffnanoröhrchen können armchair single-wall carbon nanotubes (SWCNT) und/oder zigzag single-wall carbon nanotubes (SWCNT) und/oder chirale single-wall carbon nanotubes und/oder multiwall carbon nanotubes (MWCNT) und/oder Mischungen hiervon eingesetzt werden.

Die armchair single-wall carbon nanotubes (SWCNT) weisen vorteilhaft einen Außendurchmesser von 0,6 bis 2 nm, eine Faserlänge von 0,1 bis 50 μm und ein Längen/Dickenverhältnis größer 100 auf.

Bei den multiwall carbon nanotubes (MWCNT) und/oder Kohlenstoffnanofasern beträgt der Außendurchmesser 1 bis 1.000 nm, der Innendurchmesser 5 bis 100 nm, die Faserlänge 1 μm und 2.000 μm und das Längen/Dickenverhältnis größer 10.

Die Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Kohlenstoffnanofasern können einzeln oder in Bündeln vorliegen.

Als Hilfsmittel (C3) der Wirkkomponente (C) kann eine Fluorverbindung und/oder ein Stabilisator und/oder ein Färbemittel und/oder ein Flammschutzmittel und/oder ein Weichmacher und/oder eine Mischung hiervon eingesetzt werden.

Die Fluorverbindung ist dabei ein Perfluorpolyether (PFPE) und/oder ein difunktionaler Perfluorpolyether und/oder ein multifunktionaler Perfluorpolyether und/oder ein Oligo(hexafluorpropenoxid) und/oder ein Polyvinylidendifluorid (PVDF) und/oder ein Polyvinyliden-polyhexafluorpropene (PVDF-HFP) und/oder Mischungen hiervon.

Als funktionelle Gruppen im difunktionalen Perfluorpolyether und/oder multifunktionalen Perfluorpolyether kommen mindestens ein Carbonsäureester (-COOR) und/oder mindestens eine Carbonsäure (-COOH) und/oder mindestens ein Alkohol (-CH₂OH) und/oder mindestens ein Polyethylenglycol (-CH₂(OCH₂CH₂)_nOH) und/oder mindestens ein Alkylamid (-CONHC₁₈H₃₇) und/oder mindestens eine Phosphat- und/oder mindestens eine Alkoxysilyl-Gruppe in Frage.

Erfindungsgemäß sind die Bestandteile der Wirkkomponente (C) das Polymer B (C1), das anteilig bis zu 99,8 Gewichtsprozent in der Wirkkomponente (C), und/oder das funktionale Additiv (C2), das anteilig entsprechend bis zu 10 Gewichtsprozent und/oder das Hilfsmittel (C3), das anteilig entsprechend bis zu 20 Gewichtsprozent in der polymeren Werkstoffzusammensetzung enthalten ist.

Die Aufbereitung der Bestandteile der polymeren Werkstoffzusammensetzung erfolgt durch Mischen und/oder chaotisches Mischen und/oder Kneten und/oder Compoundieren und/oder Extrudieren und/oder reaktives Extrudieren und/oder Festphasenpolymerisieren und/oder Kombinationen hiervon.

Die Kupplungsleitung wird in einem Fertigungsverfahren aus der polymeren Werkstoffzusammensetzung hergestellt.

Dieses kann ausgewählt sein aus der Extrusion und/oder der Koextrusion und/oder dem Extrusionsblasen und/oder dem Spritzgießen und/oder dem Spritzblasen und/oder einem Sprühverfahren jeglicher Art und/oder einem Walzverfahren jeglicher Art und/oder einem Templatverfahren und/oder einer Kombination hiervon.

Die polymere Werkstoffzusammensetzung der Kupplungsleitung kann in einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens durch energiereiche Strahlung jeglicher Art und/oder peroxidisch und/oder silanisch unter Ausbildung von Disilyloxybrücken und/oder durch Kombinationen hieraus vernetzt sein.

Als energiereiche Strahlung eignet sich hierzu Elektronenstrahlung und/oder Gammastrahlung und/oder UV-Strahlung und/oder Strahlung im Mikrowellenbereich und/oder Kombinationen dieser Strahlungen.

Es ist in einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens besonders vorteilhaft, wenn die Kupplungsleitung außen von einer Schutzschicht umgeben ist, wobei diese Schutzschicht durch ein Verfahren aufgebracht wird, ausgewählt aus dem Plasma- und Flammspritzen und/oder der High velocity oxygen fuel Sprühtechnik (HVOF) und/oder dem Chemical Vapor Deposition-Prozeß (CVD) und/oder dem plasmaunterstützten CVD-Prozess (PACVD) und/oder dem thermischen Spritzen von Metall und/oder Keramikpulvern und/oder der Hochtemperatursprühpyrolyse und/oder dem Sol-Gel-Prozess und/oder der Koextrusion und/oder der galvanischen Abscheidung und/oder der Lackierung und/oder dem Tauchziehen und/oder der Folienbeschichtung und/oder einer Kombination hiervon.

Die Schutzschicht kann eine Abriebschutzschicht und/oder eine Verschmutzungsschutzschicht und/oder eine Scheuerschutzschicht und/oder eine Barriereschutzschicht gegen Diffusion und/oder Permeation von Flüssigkeiten und/oder Gasen und/oder eine Strahlenschutzschicht und/oder eine Schutzschicht gegenüber hydrophilen Substanzen und/oder eine Schutzschicht gegenüber hydrophoben und/oder oleophilen Substanzen und/oder eine Schutzschicht gegenüber Chemikalien durch Inertisierung und/oder eine schmutzabweisende Schutzschicht mit Lotus-Effekt und/oder eine antimikrobielle Schutzschicht und/oder eine antibakterielle Schutzschicht und/oder eine antifungale Schutzschicht und/oder eine kratzfeste Schutzschicht und/oder eine elektrisch leitfähige Schutzschicht und/oder eine sensorische Schutzschicht und/oder eine Schutzschicht mit einer Kombination der vorgenannten Eigenschaften sein.

Die erfindungsgemäße Kupplungsleitung kann beim Fahrzeug-, Schienenfahrzeug-, Flugzeug-, Schiffs-, Maschinen-, Anlagen-, Berg- und Tunnelbau und in der Fördertechnik verwendet werden.

Die nachstehend aufgeführten Beispiele dienen zur Verdeutlichung der Erfindung.

Tabelle 1 Eigenschaften der teilkristallinen Polyamide gemäß der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 (Vglbspl. 1 bis 3) und Eigenschaften der Wirkkomponente (C)
Prüfbedingungen.

Spannung σ = 0,8 N/mm²
Temperatur T = 120 °C
Dauer t = 15 min

Bestimmt wurde die Dehnung bei T = 120 °C vor und nach 15 minütiger Lagerung unter der angegebenen Spannung.
Tabelle 2 Werkstoffzusammensetzungen und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kupplungsleitungen gem. der Beispiele 1 bis 6
Tabelle 2 zeigt die Werkstoffzusammensetzungen und die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kupplungsleitungen, die hinsichtlich Dehnung, Berstdruck und Vergleichsspannung deutlich gegenüber den Vergleichsbeispielen aus Tabelle 1 verbessert sind.
Der Berstdruck wurde entsprechend DIN 73378 an Rohren der Abmessung 9 mm × 2,5 mm (Außendurchmesser × Wanddicke) bestimmt. Hierbei wurden die Prüflinge mit einem gleichbleibenden Druckanstieg beaufschlagt. Ausgehend von 0 bar wurde der Berstdruck innerhalb von 15 bis 30 Sekunden bei den angegebenen Temperaturen erreicht.
Die Vergleichsspannung wurde entsprechend DIN 73378 aus dem Berstdruck abgeleitet.
Die Bestimmung der Dehnung wurde in einem Wärmeofen an S2-Prüfkörpern durchgeführt.
Hierbei wurden die Prüfkörper 15 Minuten lang bei 120 °C mit einer Kraft F = 0,8 N gedehnt. Zur Erzeugung dieser Kraft F wurden an den Prüfkörper Gewichte befestigt. Das Gewicht wurde wie folgt bestimmt: Gewicht [kg] = (Spannung [N/mm2] × Querschnittsfläche [mm2])/(Ortsfaktor [9,81 N/kg]).
Die Messung der Dehnung fand im Wärmeofen statt, wobei die gegenüber der Ausgangslänge I₀ erfolgte Dehnung in [%] anhand der Länge nach 15 Minuten Belastung (I_15min) bestimmt wurde gemäß Dehnung [%] = (I15min – I0)/(I0) × 100.

Claims

Kupplungsleitung aus einer polymeren Werkstoffzusammensetzung auf Basis teilkristalliner Polyamide mit I. einer verbesserten Berstdruckbeständigkeit und II. einer geringeren Dehnung in der Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass sich die polymere Werkstoffzusammensetzung aus folgenden Bestandteilen, die sich in Summe zu 100 Gewichtsprozent addieren, zusammensetzt: (A) 40 bis 95 Gewichtsprozent mindestens eines teilkristallinen Polyamids (A) und (B) 4 bis 55 Gewichtsprozent mindestens einer grenzflächenaktiven Substanz (B) und (C) 0,1 bis 55 Gewichtsprozent mindestens einer Wirkkomponente (C), wobei mindestens eine ausgewählte grenzflächenaktive Substanz (B) und/oder eine ausgewählte Wirkkomponente (C) eine amorphe Verbindung mit einem Glasübergangspunkt T_g > 120 °C ist, und die aus der polymeren Werkstoffzusammensetzung hergestellte Kupplungsleitung -a- einen Berstdruck größer 250 bar bei 120 °C und -b- einen Berstdruck größer 550 bar bei 20 °C und -c- eine Vergleichsspannung von größer 70 N/mm² bei 20 °C und -d- eine Vergleichsspannung von größer 30 N/mm² bei 120 °C und -e- eine Wärmedehnung von kleiner 0,45 % bei Temperaturen von 120 °C unter einer Spannung von 0,8 N/mm² während einer Beanspruchungsdauer von 15 min aufweist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das teilkristalline Polyamid (A) ein Homo- und/oder Copolymeres ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das teilkristalline Polyamid (A) a. aus Monomeren, ausgewählt aus aliphatischen Lactamen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und/oder b. aus Monomeren, ausgewählt aus omega-Aminocarbonsäuren mit 4 bis 44 Kohlenstoffatomen und/oder c. durch Polykondensation von mindestens – einem aliphatischen Diamin mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen und/oder – einem cycloaliphatischen Diamin mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder – einem aromatischen Diamin mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen in Kombination mit mindestens einer Dicarbonsäure aus der Gruppe der – aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder – cycloaliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder – aromatischen Dicarbonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen gebildet wird.
Kupplungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Monomere ausgewählt ist aus a. epsilon-Caprolactam und/oder b. omega-Aminoundecansäure und/oder c. epsilon-Aminocapronsäure und/oder d. Capryllactam und/oder e. omega-Aminocaprylsäure und/oder f. Omega-Aminododecansäure und/oder g. 11-Aminoundecansäure und/oder h. 12-Aminododecansäure und/oder i. Enanthlactam und/oder j. Omega-Laurinlactam und/oder k. Mischungen hiervon.
Kupplungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aliphatische Diamin und/oder cycloaliphatische Diamin und/oder aromatische Diamin ausgewählt ist aus a. 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin und/oder b. 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin und/oder c. 1,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan und/oder d. 1,4-Bis(aminomethyl)cyclohexan und/oder e. Bis(p-aminocyclohexyl)methan und/oder f. m-Xylylendiamin und/oder g. p-Xylylendiamin und/oder h. Ethylendiamin und/oder i. 1,4-Diaminobutan und/oder j. 1,6-Diaminohexan und/oder k. 1,10-Diaminodecan und/oder l. 1,12-Diaminododecan und/oder m. Cyclohexyldimethylenamin und/oder n. 3,3'Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan und/oder o. 1,3-Bis(aminomethyl)cyclohexan und/oder p. 3,6-Bis(Aminomethyl)norbornen und/oder q. 2,2-Bis(para-Aminocyclohexyl)propan und/oder r. Isophorondiamin und/oder s. 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan und/oder t. 2-Methyl-pentamethylendiamin und/oder u. Bis(4-aminocyclohexyl)methan und/oder v. Hexamethylendiamin und/oder w. Octamethylendiamin und/oder x. Decamethylendiamin und/oder y. Dodecamethylendiamin und/oder z. Mischungen hiervon.
Kupplungsleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicarbonsäure ausgewählt ist aus a. Bernsteinsäure und/oder b. Glutarsäure und/oder c. Adipinsäure und/oder d. Suberinsäure und/oder e. Pimelinsäure und/oder f. Azelainsäure und/oder g. Sebazinsäure und/oder h. Dodecandicabonsäure und/oder i. 1,6-Cyclohexandicarbonsäure und/oder j. Terphthalsäure und/oder k. Isophthalsäure und/oder l. Naphthalindicarbonsäure und/oder m. Brassylsäure und/oder n. Octadecandicarbonsäure und/oder o. 1,1,3-Trimethyl-3-phenylindan-4,5-dicarbonsäure und/oder p. 5-tertiär-Butylisophthalsäure und/oder q. Korksäure und/oder r. Cyclohexan-1,4-dicarbonsäure und/oder s. Trimesinsäure und/oder t. Trimellitsäure und/oder u. Mischungen hieraus.
Kupplungsleitung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid (A) PA 6 und/oder PA6.6 und/oder PA46 und/oder PA9 und/oder PA10 und/oder PA11 und/oder PA12 und/oder PA69 und/oder PA610 und/oder PA612 und/oder PA666 und/oder PA66/6T und/oder PAMXD6 und/oder PA611 und/oder PA618 ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt PA 6 und/oder PA 12 und/oder PA 612 verwendet werden.
Kupplungsleitung nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyamide einzeln oder in Form von Mischungen vorliegen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Substanz (B) a. ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer (SMA) und/oder b. ein Styrol-N-phenylmaleinimid-Copolymer (SMI) und/oder c. ein Styrol-Propylen-Styrol-Blockcopolymer gepfropft mit Maleinsäureanhydrid (SPS-g-MAH) und/oder d. ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer gepfropft mit Maleinsäureanhydrid (SEPS-g-MAH) und/oder e. ein Ethylenvinylalkohol (EVOH) und/oder f. ein Epoxidharz und/oder g. ein Nafion^TM- und/oder ein Aciplex^TM- und/oder ein Flemion^TM-Ionomeres (Copolymere auf Basis von Fluorpolymeren mit Carboxylat- oder Sulfonatgruppen als funktionelle Gruppen) und/oder h. eine Mischung hiervon ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkkomponente (C) a. ein Polymer B (C1) und/oder b. ein funktionales Additiv (C2) und/oder c. ein Hilfsmittel (C3) und/oder d. eine Mischung hiervon ist
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer B (C1) einen linearen, flach degressiven Verlauf des dynamischen Schubmoduls G' in einem Temperaturbereich von – 40 bis + 150 °C aufweist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer B (C1) a. ein Polycarbonat (PC-HT) (Glasübergangspunkt T_g 180 °C, Wasseraufnahme 0,4 % bei Raumtemperatur) und/oder b. ein Polysulfon (PSU) (T_g 190 °C, Wasseraufnahme 0,8 % bei Raumtemperatur) und/oder c. ein Polyphenylsulfon (PPSU) (T_g 215 °C, Wasseraufnahme 0,3 % bei Raumtemperatur) und/oder d. ein Polyethersulfon (PES) (T_g 225 °C, Wasseraufnahme 0,7 % bei Raumtemperatur) und/oder e. ein Polyphenylether (PPE) auf Basis von – 2,8-Dimethylphenol und/oder – 2,6-Dimethyldiphenylether und/oder – 4(2',6'-Dimethylphenoxy)-2,6-dimethylphenol und/oder – 4-(2',6'-Dimethylphenoxy)-2,6-dimethylanisol und/oder – 4-(2',6'-Dimethylphenoxy)-1-phenoxy-2,6-dimethylbenzol und/oder – 4-(4'-(2'',6''-Dimethylphenoxy)-2',6'dimethylphenoxy)-2,6-dimethylphenol und/oder – 4-(4'-(2'',6''-Dimethylphenoxy)-2',6'dimethylphenoxy)-2,6-dimethylanisol mit einem Glasübergangspunkt T_g > 140 °C und einer Wasseraufnahme < 2 %, gemessen bei Raumtemperatur und/oder f. ein Liquid Crystalline Polymer (LCP) (Schmelzpunkt 212 °C, Wasseraufnahme 0,04 % bei Raumtemperatur) und/oder g. ein amorphes Liquid Crystalline Polymer, wie Polyesterimid (T_g > 150 °C, Wasseraufnahme < 1 % bei Raumtemperatur) und/oder h. ein amorphes – semicycloaliphatisches Polyamid, wie – PAMACM12 (Homopolyamid aus 3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan und Dodecandicarbonsäure) und/oder – PA12/MACMI (Copolyamid aus PA12, 3,3-Dimethyl-4,4-diaminocyclohexylmethan und Isophthalsäure) mit einem Glasübergangspunkt von T_g 155 bis 190 °C und einer Wasseraufnahme von 3 bis 4 % bei Raumtemperatur und/oder i. eine Mischung hiervon ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer B (C1) in einer Menge bis zu 99,8 Gewichtsprozent anteilig in der Menge der Wirkkomponente (C) enthalten ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das funktionale Additiv (C2) anorganischer Natur ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das funktionale Additiv (C2) die Elemente a. Kohlenstoff (C) und/oder b. Silizium (Si) und/oder c. Germanium (Ge) und/oder d. Aluminium (Al) und/oder e. Titan (Ti) und/oder f. Eisen (Fe) und/oder g. Zink (Zn) und/oder h. Zinn (Sn) und/oder i. Zirkonium (Zr) und/oder j. Indium (In) und/oder k. Bor (B) und/oder l. Sauerstoff (O) und/oder m. Stickstoff (N) und/oder n. Wismut (Bi) und/oder o. Magnesium (Mg) und/oder p. eine Mischung der vorgenannten Elemente in der molekularen Zusammensetzung von Nanofüllstoffen enthält.
Kupplungsleitung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanofüllstoffe ausgewählt sind aus – Metalloxiden und/oder – Metallnitriden und/oder – Metallcarbiden und/oder – Kohlenstoffnanoteilchen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxide als a. sphärolithische Metalloxidpartikel und/oder b. monodisperse Metalloxidnanopartikel und/oder c. nanoskalige Metalloxidfasern und/oder d. nanoskalige Keramikwhisker und/oder e. Schichtsilikate und/oder f. Aerosile hydrophil und/oder hydrophobiert und/oder g. Aerogele hydrophil und/oder hydrophobiert und/oder h. Zeolithe und/oder i. Silsesquioxane und/oder j. als Mischungen hiervon vorliegen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtsilikate aus a. Smectit-Schichtsilikaten der Montmorillonit- oder Beidellit-Reihe, umfassend Montmorillonit Na_0,33{(Al_1,67Mg_0,33)(OH)₂[Si₄O₁₀]} und/oder b. Beidellit (Ca,Na)_0,3{Al₂(OH)₂[Al_0,5Si_3,5O₁₀]} und/oder c. Nontronit Na_0,33{Fe₂(OH)₂[Al_0,33Si_3,67O₁₀]} und/oder d. Saponit (Ca,Na)_0,33{(Mg,Fe)₃(OH)₂[Al_0,33Si_3,67O₁₀]} und/oder e. Hectorit Na_0,33{Mg,Li)₃(OH,F)₂[Si₄O₁₀]} und/oder f. exfolierten Schichtsilikaten und/oder g. Organoclays und/oder h. Mischungen hiervon bestehen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Aerosile und/oder Aerogele aus Silikaten und/oder Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid und/oder Dialuminiumtrioxid bestehen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die monodispersen Metalloxidnanopartikel aus RSi(OR')₃ und/oder RR''Si(OR')₂ und/oder R₂Si(OR')₂ und/oder Ti(OR)₄ und/oder Zr(OR)₄ und/oder Al(OR)₃ und/oder Mischungen hiervon gebildet werden.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nanoskaligen Metalloxidfasern und/oder nanoskaligen Keramikwhisker a. Titandioxid, TiO₂ (Rutil- und/oder Anatas- und/oder Brookit-Modifikation) und/oder b. Zirkoniumdioxid, ZrO₂ (monoklines α-ZrO₂ und/oder tetragonales β-ZrO₂ und/oder kubisches γ-ZrO₂), und/oder c. Dialuminiumtrioxid, Al₂O₃ (hexagonales α-Al₂O₃ und/oder γ-Al₂O₃ mit kubisch dichtester Packung) enthalten.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nanoskaligen Metalloxidfasern und/oder nanoskaligen Keramikwhisker Mischoxide, ausgewählt aus Al₂O₃ und/oder TiO₂ und/oder ZrO₂ und/oder Y₂O₃ und/oder B₂O₃ und/oder SiO₂ und/oder FeO und/oder Fe₂O₃ und/oder Na₂O und/oder CaO und/oder MgO und/oder K₂O, sind.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nanoskaligen Metalloxidfasern und/oder nanoskaligen Keramikwhisker einzeln und/oder in Bündeln vorliegen, wobei die Faserlänge 50 nm bis 2 cm, der Außendurchmesser 1 nm bis 500 nm und das Längen/Dickenverhältnis größer 20 beträgt.
Kupplungsleitung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoteilchen ausgewählt sind aus a. Diamantnanopartikeln und/oder b. Diamantanen (Tri- bis Dodecadiamantan), welche funktionalisiert sind und/oder in ihrer ursprünglichen Form verwendet werden, und/oder c. exfolierten Graphiten und/oder d. Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder e. Kohlenstoffnanofasern (VGCF, vapor grown carbon fiber) und/oder f. Fullerenen und/oder g. Mischungen hiervon.
Kupplungsleitung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoröhrchen a. Röhrchen vom Typ „armchair single-wall carbon nanotubes (SWCNT)" und/oder b. Röhrchen vom Typ „zigzag single-wall carbon nanotubes (SWCNT)" und/oder c. Röhrchen vom Typ „chirale single-wall carbon nanotubes" und/oder d. Röhrchen vom Typ „multiwall carbon nanotubes (MWCNT)" und/oder e. Mischungen hiervon sind.
Kupplungsleitung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen vom Typ „armchair single-wall carbon nanotubes (SWCNT)" einen Außendurchmesser von 0,6 bis 2 nm, eine Faserlänge von 0,1 bis 50 μm und ein Längen/Dickenverhältnis größer 100 aufweisen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen vom Typ „multiwall carbon nanotubes (MWCNT)" und/oder Kohlenstoffnanofasern einen Außendurchmesser von 1 bis 1.000 nm, einen Innendurchmesser von 5 bis 100 nm, eine Faserlänge zwischen 1 μm und 2.000 μm und ein Längen/Dickenverhältnis größer 10 aufweisen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffnanoröhrchen und/oder Kohlenstoffnanofasern einzeln oder in Bündeln vorliegen.
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das funktionale Additiv (C2) in einer Menge bis zu 10 Gewichtsprozent in der polymeren Werkstoffzusammensetzung enthalten ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel (C3) a. eine Fluorverbindung und/oder b. ein Stabilisator und/oder c. ein Färbemittel und/oder d. ein Flammschutzmittel und/oder e. ein Weichmacher und/oder f. eine Mischung hiervon ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluorverbindung a. ein Perfluorpolyether (PFPE) und/oder b. ein difunktionaler Perfluorpolyether und/oder c. ein multifunktionaler Perfluorpolyether und/oder d. ein Oligo(hexafluorpropenoxid) und/oder e. ein Polyvinylidendifluorid (PVDF) und/oder f. ein Polyvinyliden-polyhexafluorpropene (PVDF-HFP) und/oder g. eine Mischung hiervon ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der difunktionale Perfluorpolyether und/oder multifunktionale Perfluorpolyether funktionelle Gruppen, ausgewählt mindestens aus a. einem Carbonsäureester (-COOR) und/oder b. einer Carbonsäure (-COOH) und/oder c. einem Alkohol (-CH₂OH) und/oder d. einem Polyethylenglycol (-CH₂(OCH₂CH₂)_nOH) und/oder e. einem Alkylamid (-CONHC₁₈H₃₇) und/oder f. einem Phosphat und/oder g. einer Alkoxysilyl-Gruppe trägt.
Kupplungsleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel (C3) in einer Menge bis zu 20 Gewichtsprozent in der polymeren Werkstoffzusammensetzung enthalten ist.
Kupplungsleitung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung der Bestandteile der polymeren Werkstoffzusammensetzung durch a. Mischen und/oder b. chaotisches Mischen und/oder c. Kneten und/oder d. Compoundieren und/oder e. Extrudieren und/oder f. reaktives Extrudieren und/oder g. Festphasenpolymerisieren und/oder h. Kombinationen hiervon erfolgt.
Kupplungsleitung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsleitung in einem Fertigungsverfahren hergestellt wird.
Kupplungsleitung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigungsverfahren ausgewählt ist aus a. der Extrusion und/oder b. der Koextrusion und/oder c. dem Extrusionsblasen und/oder d. dem Spritzgießen und/oder e. dem Spritzblasen und/oder f. einem Sprühverfahren jeglicher Art und/oder h. einem Walzverfahren jeglicher Art und/oder i. einem Templatverfahren und/oder j. einer Kombination hiervon.
Kupplungsleitung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Werkstoffzusammensetzung durch a. energiereiche Strahlung jeglicher Art und/oder b. peroxidisch und/oder c. silanisch unter Ausbildung von Disilyloxybrücken und/oder d. durch Kombinationen hieraus vernetzt wird.
Kupplungsleitung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die energiereiche Strahlung ausgewählt ist aus a. Elektronenstrahlung und/oder b. Gammastrahlung und/oder c. UV-Strahlung und/oder d. Strahlung im Mikrowellenbereich und/oder e. Kombinationen hieraus.
Kupplungsleitung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsleitung außen von einer Schutzschicht umgeben ist.
Kupplungsleitung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht durch ein Verfahren aufgebracht wird, ausgewählt aus a. dem Plasma- und Flammspritzen und/oder b. der High Velocity Oxygen Fuel Sprühtechnik (HVOF) und/oder c. dem Chemical Vapor Deposition-Prozeß (CVD) und/oder d. dem plasmaunterstützten CVD-Prozess (PACVD) und/oder e. dem thermischen Spritzen von Metall und/oder Keramikpulvern und/oder f. der Hochtemperatursprühpyrolyse und/oder g. dem Sol-Gel-Prozess und/oder h. der Koextrusion und/oder f. der galvanischen Abscheidung und/oder g. der Lackierung und/oder h. dem Tauchziehen und/oder i. der Folienbeschichtung und/oder j. einer Kombination hiervon.
Kupplungsleitung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht a. eine Abriebschutzschicht und/oder b. eine Verschmutzungsschutzschicht und/oder c. eine Scheuerschutzschicht und/oder d. eine Barriereschutzschicht gegen Diffusion und/oder Permeation von Flüssigkeiten und/oder Gasen und/oder e. eine Strahlenschutzschicht und/oder f. eine Schutzschicht gegenüber hydrophilen Substanzen und/oder g. eine Schutzschicht gegenüber hydrophoben und/oder oleophilen Substanzen und/oder h. eine Schutzschicht gegenüber Chemikalien durch Inertisierung und/oder i. eine schmutzabweisende Schutzschicht mit Lotus-Effekt und/oder j. eine antimikrobielle Schutzschicht und/oder k. eine antibakterielle Schutzschicht und/oder l. eine antifungale Schutzschicht und/oder m. eine kratzfeste Schutzschicht und/oder n. eine elektrisch leitfähige Schutzschicht und/oder o. eine sensorische Schutzschicht und/oder p. eine Schutzschicht mit einer Kombination der vorgenannten Eigenschaften ist.
Verwendung einer Kupplungsleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 42 beim Fahrzeug-, Schienenfahrzeug-, Flugzeug-, Schiffs-, Maschinen-, Anlagen-, Berg- und Tunnelbau und in der Fördertechnik.