热塑性聚酰胺组分和组合物及其生产和安装的方法_2

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度为80的巧龙6,6和初始相对粘度为240的巧龙6,6组成 的管的内表面在0. 08%的有效的马来化水平下也是光滑的。参见图4D和4F。
[0047] 可商购获得的可用于本发明的含有马来酸酢的抗冲改性剂的实例包括但不限于: Amplify?GR216, 一种由Dow?销售的马来酸酢聚締姪弹性体;Lotader? 4700, 一种己 締、丙締酸己醋和马来酸酢的无规S元共聚物,及Oei'vac⑥IM300,一种马来酸酢修饰的低 密度聚己締,其各自由Airkema?l销售;Exxelor?VA1840, 一种用由ExxonMobil⑩销 售的马来酸酢官能化的半结晶己締共聚物。
[0048] 在本发明的组合物的一个实施方案中,抗冲改性剂包含马来化的=元己丙橡胶。
[0049] 就抗冲改性剂而言的"功能等效物"意在包括当本领域的技术人员阅读了本公开 之后将理解的与W上含有马来酸酢的抗冲改性剂类似地向聚酷胺提供抗冲改性特性的抗 冲改性剂。
[0050] 适用于抗冲改性剂的弹性体包括但不限于己締、丙締、辛締与丙締酸烷基醋或甲 基丙締酸烷基醋的聚合物或共聚物。其它适用于抗冲改性剂的弹性体包括但不限于苯己 締-了二締两嵌段共聚物(SB)、苯己締-了二締-苯己締S嵌段共聚物(SB巧及氨化苯己 締-己締/ 了締-苯己締S嵌段共聚物(S邸巧。其它可用于抗冲改性剂的弹性体包括己 締、丙締和二締的S元共聚物巧PDM橡胶)。
[0051] 抗冲改性剂另外包含诸如但不限于W下的官能团;駿酸基团、駿酸酢基团、駿酷胺 基团、駿酷亚胺基团、氨基基团、哲基基团、环氧基团、尿烷基团基团或I恶挫咐基团。在一个 实施方案中,抗冲改性剂包含用不饱和駿酸酢官能化的弹性体聚締姪聚合物。在该实施方 案中,优选的是抗冲改性剂具有范围在0. 2重量%至约0. 6重量%的不饱和駿酸酢含量。
[0052] 如技术人员在阅读了该公开之后将理解的那样,因为可用于本发明的不同的聚酷 胺和共聚酷胺各自具有其各自相关的平衡水分含量W获得本文所述的所需烙体强度和粘 弹特性,因此可能需要对有效的马来化水平及水分含量进行百分比平衡,所述百分比可在 本文公开的特定范围内变化。实现本文所述的所需烙体强度和粘弹特性的本文公开的不同 的聚酷胺和共聚酷胺的有效马来化水平和/或水分含量的该些变化涵盖在本发明中。
[0053] 本发明的组合物可另外包含热稳定剂和/或着色剂。
[0054] 适合的热稳定剂包括但不限于受阻酪、胺抗氧化剂、受阻胺光稳定剂(HALS)、芳基 胺、磯基抗氧化剂、铜热稳定剂、多哲基醇、=季戊四醇、二季戊四醇、季戊四醇及其组合。在 一个实施方案中,添加至所述组合物的热稳定剂的量的范围为约0. 004至约5重量%。在 一个非限制性实施方案中,热稳定剂是化-化并且W多达2(K)卵m的量添加。在另一个非限 制性实施方案中,添加抗氧化剂诸如Irganox或IrgaphosW提供加工稳定性。
[00巧]可添加着色剂W提高对紫外光的耐受性并防止由组合物形成的管及其它组分的 磨损。适合的着色剂包括但不限于炭黑和苯胺黑。在一个实施方案中,添加按重量百分比 计在约0. 01至约9%的范围内的着色剂浓缩物W提高UV耐受性并防止热塑性管或其它组 分的磨损。在该实施方案中,管的着色剂水平通常在约0. 01至2. 5%的范围内。
[0056]还可包括在本发明的组合物中的另外的添加剂的实例包括但不限于润滑剂、矿物 填料、颜料、染料、抗氧化剂、水解稳定剂、成核剂、阻燃剂、发泡剂及其组合。适合的矿物填 料包括但不限于高岭±、粘±、滑石和娃灰石、娃藻±、二氧化铁、云母、无定形二氧化娃、玻 璃珠、玻璃纤维及其组合。
[0057] 在本发明的一些实施方案中,可能另外需要通过添加0. 1至5%、更优1%或更低 的締姪(己締、苯己締、己酸己締醋)-马来酸酢共聚物,来增加热塑性组合物的烙体粘度。 优选的是締姪和马来酸酢共聚物具有在约500至约400,OOOg/mol范围内的分子量。用于 本发明的适合的烙体粘度促进剂包括本领域已知的任何此类烙体粘度促进剂。在一个非限 制性实施方案中,締姪是己締。可商购获得的己締-马来酸酢的1 : 1共聚物WZeMac.饭' 的名称由Vcrlcllus饭销售。可商购获得的苯己締-马来酸酢共聚物由化ayValley销售。
[0058] 在本发明的一个实施方案中,所述组合物另外包含增塑剂。
[0059] 在另一个实施方案中,所述组合物另外不包含或含有增塑剂。
[0060] 在一个实施方案中,本发明的组合物成形为小丸W促进管及其它组分从组合物挤 出。
[0061] 本发明的组合物可用于包含至少一种由本发明的组合物形成的组分的制品中。可 从本发明的组合物形成的组分的实例包括但不限于通过包括但不限于挤出、共挤出、吹塑 压延、压缩模塑、注射模塑、注射压缩、热成形热冲压及涂覆的方法形成的管、片材、膜、录音 带、纤维、层片、盖和封闭件、防渗膜和模制品。
[0062] 本发明的组合物还可用于包含至少一种由本发明的组合物形成的组分的管的形 成中。
[0063] 本发明还提供可挤出的热塑性含有聚酷胺的树脂。
[0064] 在一个实施方案中,本发明的热塑性含有聚酷胺的树脂具有至少0. 08N、更优选至 少0. 12N的烙体强度。烙体强度是指聚酷胺和/或树脂呈融化状态并对聚酷胺和/或树脂 基于悬挂强度和烙体完整性成形为所需的形状是必需的程度。就本发明的目的而言,烙体 强度被定义为断裂负荷。
[0065] 在另一个实施方案中,本发明的热塑性含有聚酷胺的树脂能够形成管。在一个实 施方案中,从该树脂挤出的管用于油气管线、用于运输含姪流体、水力压裂中的水运输、居 住设施和商业设施所用的供水系统和/或相容性化学品的运输。因此,在该实施方案中,优 选的是从该树脂挤出的管具有当完全饱和时的至少4000psi的快速爆破应力、不饱和的情 况下eooopsi的快速爆破应力、在82°C下至少lOOOpsi的LT服、在23°C下至少2000psi的 LT服和/或至少4(K)psig的3"SDR11管压力设计基数。
[0066] 在另一个实施方案中,本发明的热塑性含有聚酷胺的树脂具有当在SOsecfi的剪 切速率和270-280°C的烙融温度下测试时500至3000化-sec的剪切粘度和0. 03至0. 15% 的水分水平。在各种剪切速率下树脂的剪切粘度是热塑性树脂烙体粘度的指标,一种确定 热塑性管可否挤出并形成其所需形状的重要特性。
[0067]本发明的热塑性树脂包含60至99. 9重量%的聚酷胺和0. 5至40重量%的抗冲 改性剂。优选的是热塑性树脂中的聚酷胺的水分水平低于聚酷胺的平衡水分含量。还优选 的是聚酷胺是高抗拉强度聚酷胺,诸如但不限于巧龙6,6 ;巧龙6 ;巧龙4,6 ;巧龙6,12 ;巧 龙6,10 ;巧龙6T;巧龙9T;巧龙DT;巧龙DI;巧龙D6 ;和巧龙7 ;和/或其组合。
[006引用于该些热塑性树脂中的抗冲改性剂可包含弹性体,诸如但不限于己締、丙締、 辛締与丙締酸烷基醋或甲基丙締酸烷基醋的共聚物,苯己締-了二締两嵌段共聚物,苯己 締-了二締-苯己締s嵌段共聚物,及己締、辛烧、丙締和/或二締和/或官能团诸如但不 限于駿酸基团、駿酸酢基团、駿酷胺基团、駿酷亚胺基团、氨基基团、哲基基团、环氧基团、尿 烷基团基团和1恶挫咐基团的共聚物或S元共聚物。
[0069]在一个实施方案中,抗冲改性剂具有在0. 2至0. 6重量%范围内的不饱和駿酸酢 含量。
[0070]在一个实施方案中,抗冲改性剂含有马来酸酢并具有低于1重量%、更优选0. 044 至0. 11重量%的有效马来酸酢水平。可商购获得的可用于本发明的实施方案中的含有 马来酸酢的抗冲改性剂的实例包括但不限于;Amplify?GR216, 一种由Dow般销售的马 来酸酢聚締姪弹性体;Lo拉der⑥4700,一种己締、丙締酸己醋和马来酸酢的无规S元共 聚物,及Oervac?IM300, 一种马来酸酢修饰的低密度聚己締,各自由Arkema⑥1销售; Exxelor?VA1840,一种由lixxonMol川粥销售的用马来酸酢官能化的半结晶己締共聚 物。
[0071]在一个实施方案中,热塑性树脂的抗冲改性剂包含马来化的S元己丙橡胶。
[0072]本发明的可挤出的热塑性树脂可另外包含娃基添加剂。在一个实施方案中,热塑 性树脂包含0. 5至25重量%的娃基添加剂。在一个实施方案中,娃酬基添加剂包含超高分 子量硅氧烷聚合物和结合剂。优选的是超高分子量硅氧烷聚合物为非官能化的并不与聚酷 胺反应。此外,优选的是非官能化的硅氧烷聚合物不被认为是凝胶或油。适用于娃酬基添 加剂的结合剂包括但不限于锻制氧化娃。在一个实施方案中,娃酬基添加剂W颗粒状娃酬 胶制剂提供。可商购获得的制剂的非限制实例WGeilioplast⑩化lletS的名称由Wacker 销售。
[0073]在本发明的一个实施方案中,树脂另外包含增塑剂。
[0074]在另一个实施方案中,树脂不另外包含或含有增塑剂。
[0075]然而,可包括在本发明树脂中的另外的添加剂的非限制性实例包括润滑剂、矿物 填料、颜料、染料、抗氧化剂、水解稳定剂、成核剂、阻燃剂、发泡剂及其组合。适合的矿物填 料包括但不限于高岭±、粘±、滑石和娃灰石、娃藻±、二氧化铁、云母、无定形二氧化娃、玻 璃珠、玻璃纤维及其组合。
[0076]本发明还提供从本发明的组合物和热塑性树脂挤出的管。图1提供具有长度1和 壁厚t的本发明的热塑性管10的图,其中所述壁具有外表面20和内表面30,并且其中外表 面限定了热塑性管的外径50和内表面限定了热塑性管的内径40。
[0077]在一个实施方案中,本发明的管从包含60至99. 9重量%的聚酷胺和0. 5至40重 量%的含有马来酸酢或其功能等效物的抗冲改性剂的组合物挤出,其中所述组合物的水分 水平低于聚酷胺的平衡水分含量。在另一个实施方案中,本发明的管由具有至少0. 08N、更 优选至少0. 12N的烙体强度的可挤出的热塑性含有聚酷胺的树脂挤出。在另一个实施方 案中,本发明的管从能够形成用于油气管线、运输含姪流体、水力压裂中的水运输、居住设 施和商业设施所用的供水系统和/或相容性化学品的运输的管的热塑性含有聚酷胺的树 脂挤出。在该实施方案中,本发明的管具有当完全饱和时至少4000psi的快速爆破应力、 不饱和的情况下至少eOOOpsi的快速爆破应力、在82°C下至少lOOOpsi的LT服、在23°C下 至少2000psi的LT服和/或至少4(K)psig的3"SDR11管的压力设计基数。在另一个实施 方案中,本发明的管从具有当在50sec4剪切速率和270-280°C的烙融温度下测试时500至 3000化-sec的剪切粘度和0. 03至0. 15%的水分水平的热塑性含有聚酷胺的树脂挤出。
[0078] 本发明还提供包含聚酷胺的挤出的热塑性管。
[0079] 在一个实施方案中,本发明的管展现出在不饱和管的情况下至少6600的快速爆 破应力,更优选在23°C测试时至少7000至12,OOOpsi的范围内。更特别地,本发明的管已 被证实展现出当在23°C下用水完全饱和时至少4000psi的爆破应力。对于SDR为11的管, 该对应于至少8(K)psi的爆破压力。本发明的管已被证实展现出在不用水包含管的情况下 在23°C下至少7000psi的爆破应力。对于SDR为11的管,该对应于至少1200psi的爆破压 力。
[0080] 在另一个实施方案中,本发明的管展现出82°C下至少lOOOpsi的LT服和/或23°C 下至少2000的LT服。
[0081] 在另一个实施方案中,SDR为11的本发明的管展现出至少4(K)psig的压力设计基 数。
[0082] 在另一个实施方案中,本发明的管当在SOsecfi的剪切速率和270-280°C的烙融温 度下测试时展现出低于1000化-sec的剪切相对粘度,和0. 03至0. 15%的水分水平。
[0083] 在另一个实施方案中,本发明的管具有约3至约30、更优选约7至约25、更优选约 10至约12的标准尺寸比(SDR)。热塑性管的标准尺寸比或SDR通过外径50除W壁厚t测 量。在本发明的一个实施方案中,管的外径的范围为约1英寸至约10英寸而壁厚的范围为 约0.03至约4英寸。
[0084] 在另一个实施方案中,本发明的管被制备为具有在0. 5至2. 5、更优选0. 7至1. 3 和更优选0. 7至1. 2范围内的溶胀比。就本发明的目的而言,"溶胀比"意指管的模具间隙 与壁厚的比率。
[0085] 在另一个实施方案中,本发明的管是在取向比在2至30、更优选5至25、更优选5 至21范围内的模具中制备的。就本发明的目的而言,"取向比"意指模具长度与模具间隙的 比率。取向比有助于建立挤出形式的聚合物的记忆(memory),例如作为不同于游离状态的 烙融聚合物形式的管。
[0086] 在该些实施方案中,优选的是管具有范围为5至32的直径与壁厚比率。
[0087] 在该些实施方案中还优选的是聚酷胺为高抗拉强度聚酷胺,诸如但不限于巧龙6, 6;巧龙6 ;巧龙4,6 ;巧龙6,12 ;巧龙6,10 ;巧龙6T;巧龙61 ;巧龙9T;巧龙DT;巧龙DI;巧 龙D6;和巧龙7 ;和/或其组合。
[0088]在一些实施方案中,本发明的管的至少一部分外表面被增强材料所覆盖。增强材 料的实例包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、巧龙纤维、聚醋纤维和钢丝及其组合。
[0089] 如本文所述的增强材料还可夹在挤出的聚酷胺树脂的两层或更多层之间W形成 本发明的管。
[0090] 在一些实施方案中,管涂覆有着色剂诸如油漆W增加对紫外光的耐受性和预防管 磨损。已发现用丙締酸白色油漆涂覆本发明的管可将水分吸收最小化并当暴露于日光时与 未涂覆的管相比显著将温度增加减少15至30°C。
[0091] 为了改善水分耐受性并将磨损最小化,热塑性管的外表面和内表面可被第二热塑 性材料所覆盖。第二热塑性材料
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