专利名称：：用于将气体燃料供给到厨灶燃烧器中的可持续和安全的管的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于输送用于配备有燃烧器的用具气体燃料的不渗透多层管道。本发明涉及目前使用的用于将LPG(液化石油气)供应到烹饪用具中的管道的进一步改进。更具体而言，本发明提出了一种相当安全、不渗透并且在化学上稳定的热塑性挠性层状管道，所述层状管道用于将燃料气体从便携式或固定源输送到燃烧器中，具有接近玻璃的抗渗透性。本发明很适合用于各种应用，例如用于户内和户外烹饪用具的气体燃料供应管道、在学院、大学、医院和工业实验室中的本生灯及其它类型的燃烧器、以及在低的压力和温度下需要这些气体燃料的其它装置。相对于目前在市场中使用的管道，所述管道提供了进步。
背景技术：
：如已知的，在21世纪，世界上的工业化和非工业化国家的主要重点在于防止全球变暖，因为它被认为是不可逆转的现象。近年来，在许多国家LPG作为家用燃料的利用在增长。由于LPG的全球变暖潜力比二氧化碳，即主要的温室气傲GHG)的全球变暖潜力高约65倍，因此在世界范围内4顿中，即使小而连续的LPG渗透穿过气体供应连接管的壁，也对总排放具有显著的影响。本发明的管道不仅劍共一种目前使用的渗透的商业管和软管的替代品，而且J^共用于输送氢甲烷混合燃料(Hythane)，即一种近期和不远的将来的燃料的方法。因此，本发明使得GHG(温室气体)的排放减少。在这方面，通过在本发明中描述的燃料供应管防止烃泄漏是通向可持续发展的进步。应当指出LPG是化石燃料，并且同样地，从长SH点来看不能直接被认为是可持续能源。然而，它衝共了到可再生能源的遗度，直到生物质基燃料和来自废物的生物气主要可获得并且可Jli共这种时候。在这方面，LPG在烹饪用具中的利用代替了木材燃烧和滥伐，因此可以被认为是可持续的。同样，农作物残留物可以气化以生产NG、氢甲烷混合燃料及可以用作烹饪用燃料的其它可燃气体，并且这些也适合于本发明的管道。丙烷(也称为液化石油气或LPG)主要是以原油精炼和天然气加工的畐U产品的形式得到的。LPG主要由丙烷和丁:^且成。它在中压和环境温度下液化，因此适宜在气体燃料用基础设施不存在，或在经济上太昂贵以期不能自时储存在用于简单转移到位置的便携式容器中。现在，在Xik化国家(包括加拿大和美国)，户夕卜，炉主要通过丙烷供以燃料。在美国和加拿大的城市中，由于安全原因，不允许在户内使用带有连接软管道的便携式丙烷燃料炉。但在一些发展中国家，存在使用到气源的挠性连接的LPG燃料用具(例如厨灶，千燥机寧的广泛应用。为了将LPG(丙烷)供应到用具中，m—定长度的挠性管道或软管将丙烷罐的压力调节器的出口连接到用具上的进气口。通常，商业丙烷管道由丁二烯丙烯腈橡胶化合物制成。尽管这类管或软管是挠性的，因此允许容易的连接，但是它遭受下列主要缺点之苦它的M于LPG成分和大多数气体燃料是可渗透的，因此导致LPG的丙烷及其它更重j;M分持续泄漏到环境中。特别是在发展中国家，户内烹饪炉经常M^文在住宅区，例如公寓住宅，在此孩子和駄一同生活并可能不断吸入被有害LPG蒸气或来自用于烹饪炉的其它燃料的蒸气污染的空气。LPG在燃烧器之前的连续泄漏(由于M管的、渗透)变成问题有许多原因。首先，LPG蒸气比空气更重；因此，当它泄漏(渗透)时，它将保f雜慰也面，从而产生蒸气源和燃烧^^炸的危险。即j赃关闭燃烧器时，管道中的残留LPG也残存。其次，当在户内^顿丙烷炉时，LPG的泄漏f鹏住者暴露至俩烷蒸气及LPG的其它烃成分中。出于考虑，即使在低的浓度下，多年长期呼吸LPG蒸气的影响也是不宜的。第三，由于其铺变暖潜力，丙烷泄漏是不宜的。最近，世界各国已经认识到由t驢气体(GHG)的大气排方媳成的^^变暖和气候变化的事实可能是21世纟B^大的环境忧虑。尽管C02是，变暖的主要贡献者，但是存在其排放可肯树气候变化具有显著影响的其它气体。这M体之一是LPG及其相关的VOC。实际上，丙烷的锁变暖潜力比C02的全球变暖潜力高许多(65)倍。作为结果，在大气中来自许多家E^其它来源的LPG的小的积累可會树气候变化具有可测量的影响。因此，在现在市场上的渗透管对有危险，并引发问题。LPG的渗透、泄漏和积累有几个其它缺点。例如，由于其蒸气比空气更重，它是潜在的火灾危险，并且在许多国家，已经^3M:偶然性火灾和死亡。因此，重要的是，输送LPG或其未来的竞争燃料例如NG或氢甲烷混合燃料的供给管或软管应当具有以下属性以解决产生的问题-它应该不允许LPG或其成分泄漏或渗透。它应该是挠性的以允许容易的连接。它必须不与LPG、NG或氢甲烷混合燃料在化学上反应。它必须在经济上是可行的。如在本发明所附的实施方案中描述，SST完全符合这些属性。LPG的使用程度因国家而异，并且它的危险成分的组成也不同。例如，在加拿大，LPG(亦称为丙烷)的典型危险成分主要是丙烷，并且通常用作加热、烹饪、汽车、炉车、谷物干燥和焊接以及切害蝶作用的燃料。在加拿大LPG含有:丙垸95%-98%、乙垸3%-5%、丁烷1%-3%、异丁垸0.1%-03%、甲烷0.1%-0.2%。这种LNG在组成上与在美国出售的LNG相似。在另一些国家，这种组成可以根据来源在宽的范围内变化。丙烷和丁烷是主要成分，而其它更重的烃以痕量存在。美国政府工业卫生学家会议(ACGfflO将LPG归为窒息齐U(asphyxiate)并且没有确定的阈限值(TLV)。在百万分之几(PPM)水平的高浓度下暴露的症状导致眩晕、头痛、并且增加疲劳。因此非常需要预防在呼吸环境中存在LPG蒸目前，在许多国家，主要由丙烷和丁烷以及痕量的其它更重的烃组成的液化石油气(LPG)的j顿普遍并且M越多。例如，据报导，在4^虫一个国家中，在等候表上一千五百万家庭供给有LPG容器，并且在城镇、城市并且甚至农村，需求以每年12%的速率在增加。政府支持甚至补助的一个充分理由是LPG的使用代替了用于烹饪目的的木材的砍伐和燃烧。生物质的消耗和滥伐的减少有助于可持续发展。在市区住宅中LPG的使用代替了在家庭烹饪中的燃煤，从而导致更少的污染和烟雾，因此可持续和安全的管(SST)对于它们的持续增长和保持良好状态是需要的。与可持续发展和对LPG增长的需要一致，在燃烧LPG的情况下认识到另一个问题。在产生的每单位能量的基础上，与燃烧甲烷或它的共混物氢甲垸混合燃料相比，LPG的燃烧导致显著更多的C02排放。LPG具有增加的消耗需求与有限的供应。由于它用于制备甲基叔丁基醚(MTBE)，艮卩用于增加汽油辛烷值的主要添加剂，需求情^Jt一步增加。6已知对大量LPG有竞争的需要，其中大部分发展中国家的需求是作为用于烹饪燃烧器的燃料，而在其它国家用于生产作为发动机燃料添加剂的MTBE，LPG可能陷于不足的供应的担心在增加。另一方面，天然气(NG)有丰富的供应，其中据估计以现在的消耗率，世界储量将维持多于300年，并且NG的更多新的探测是预期的。由于天然气比空气更轻，它本身是安全的，原因是在偶然泄漏时它将，地散开。天然气还具有有毒和受管制的气体，例如烃、一氧化碳和氮氧化物(NO和NO》排放水平很低的清洁燃烧特性的优点。而且，它在化石燃料之中碳密集最低，因此按照产生的单位能量，产生最少量的二氧化碳。天然气的辛烷值约为130，这比LPG的辛烷值(105-110)高很多。广泛的资源基础和环境优势的结合使得天然气(NG)和它的共混物成为作为烹饪和交通工具的燃料的选择的优选燃料。注意到与作为烹饪炉中的燃料的LPG有关的一些问题，世界上大部分LPG用户将他们的注意力转移至湘对于LPG具有许多优点的NG或其共混物氢甲烷混合燃料，即LPG的替代品和主要的竞争者的应用上。作为未来的替代燃料，现在出现了称为氢甲烷混^it料的含5至20体积％氢的天然气。可以参考Pandey等的"甲烷到氢甲烷混合燃料的直接转化(DirectConversionofMethanetoHythane)"，美国专利No.5,516,967，加拿大专利No.2141065和欧洲专利No.805780。这种优选归因于氢甲烷混合燃料燃烧相对于汽油、柴油、LPG或天然气的环境和操作优点。使用氢甲烷混合燃料作为燃料的优点包括同时减少总烃(THC)、一氧化碳(CO)和化物(NOx)的排放，对于相同的能量输出产生更少量的C02(主要的温室气体)(起因于燃料的比的增加)并且提高贫气使用极限(leanoperatinglimit)。为了在这些气体燃料的管道输送和分配系统不存在的地方使用天然气和/或氢甲烷混合燃料作为烹饪用具和汽车中的燃料，需要ilj共在这些地方的这些气体燃料的储存、输送和分配的一种替代的成本合算和合宜的手段，以及如上所述的非渗透SST管。在一些国家，使用氢甲烷混合燃料的试验已经开始。在管道不存在处，天然气和它的共混物，即氢甲烷混合燃料的输送可以在便携式容器中进行，在所述便携式容器，将燃料保持被吸附在微孔性吸附剂上。这种研究正处于研发阶段。为了在燃烧器中充分利用氢甲烷混合燃料或NG，需要本发明的管道，例如SST管道。在将LPG用于烹饪的世界部分地方，普通的实践是使用较简单的橡胶管将气体用具连接到LPG的低压源上，戶/M低压源被调节至U小于lpsig的最大压力。通常，只将橡胶管推到膨胀的配件上，并且只是M弹性体管的固有压縮力而固定在原地，而没有夹子或折曲箍的帮助。在管中的膨胀禾Mit远大于在高压连接器中见到的膨胀程度。典型的结合是在膨胀至0.400英寸的配件端部上拉伸的内径为0.250英寸的管道。可以将合成丙烯腈橡胶复合以在斑悄己件上容易拉伸，并且再次收缩以在配件上提供气密密封，而不使用外部夹子。这种橡胶对由LPG所致的P絲军显示出良好的抵抗力，但不能提供高的抗渗透性。通常，当对气4透测试时，挠性橡胶管表现出由穿过管壁的渗透弓胞的气4材员失。4顿较厚的管可以稍微降低渗,率，但是不能完全消除渗透。作为结果，有害的LPG蒸气连续污染周围环境。由于这种原因，在北美禁止将便携式LPG用具用于户内烹饪。具有阻挡层的热塑性管的使用具有高抗渗透性的聚合物材料的原料获得(sourcing)中的一个问题是在材料的硬度及其抗气体或液,透性之间存在直接关系。这些具有最高的抗渗透性水平的材料是硬质材料，例如玻璃和金属。具有最低的抗渗透性水平的这些材料通常是软、挠性和/或多孔的材料，例如软^和挠性的热塑性塑料。在热塑性材料的家族之中，冈l」性塑料如丙烯酸类、聚碳酸酯和聚酯(例如PET)对气体和水蒸汽显示了优异的抗渗透性。相反地，挠性材料例如低密度聚乙烯和挠性PVC显示了差的抗渗透性。因此，制造具有高抗渗透性的挠性管道产品的努力面临许多困难。赋予挠性管以抗渗透性的一种方法是较不渗透并且更硬的材料与一种或多种挠性组分的层的共挤出。共挤出的阻挡层可以被挤出作为内部衬里或作为中间层。在两种情况下，所述层通常或多或少是同心的。当管以弯曲的形状弯曲时，硬质层可以挠曲而不拉伸或永久变形。更厚的挠性材料外层实际上分别以夕卜部和内部的曲率拉伸并且压縮。这禾中共挤出的一个实例是将共聚聚酉旨橡胶(例如DuPontHytre膨)的内层与挠性聚氯乙烯的夕卜层组合，作为在高达350psig的压力额定值下用于LPG软管的加强软管的芯管组件。共聚聚酯层提供了直接暴露于LPG中的接触面。然而，衬里的硬表面使其更难以在配件上形成气密密封。必须在外部夹子上使用显著的压縮力以使硬质材料向下强行进入有缺口配件的凹槽中。典型地，衬里必须只膨胀到约0.040英寸以在配件上面滑动。然后由夹子或折曲箍施加的外部压縮使衬里材料强行进入有缺口配件的凹槽中。这种配件、软管和外部夹子/箍的组合已经相当成功地用于LPG软管组件，从而提供具有低的气体渗透的较气密连接器。因此，这种组合通常在调节及不调节的压力下用于LPG软管连接，所述LPG软管连接特别是在;l匕美用于户外应用-而不用于户内。尽管共挤出的共聚聚酯提供了一些改进，但是它没有完全消除渗透。共挤出的方法是众所周知的技术，并且在本发明中成功使用以在本发明的研发中使用各种不同聚合物PET、共聚聚酯、聚烯烃、PVC和尼龙等制备可持续和安全的管(SST)。在研发的同时，我们使用GC和GC—MS技术测量了LPG及其它燃料穿过管壁的渗透速率。如将在本发明的详述的实施方案中提出，发现了表现出玻璃和金属管状渗透性能的多层、不渗透管结构。射齐出的管由结构层种性能层组成。包含结构层以实现现在市场上可获得的橡胶管所需的挠性和机械性能。增加性能层以起阻止渗透管的力7的阻挡层的作用，所述性能层对于现有市场上的LPG供给管是不可得到的。所述性能层是产生管"ssr'的不渗透特性的阻挡层。在共挤出装置中，将阻挡层树脂干燥以将水分降低到ppm水平和/或M无水分的N2气体吹扫。然后将各种柳旨在分离的挤出机中熔化，并且将均匀的流层一起引入供料头、接管(ad叩ter)，并且到模具中。如已知的，由于在流动过程中在层接面的应力，共挤出遭受人字纹(chevron)的问苦。进行成功的共挤出以保证层是均匀和同心的，并且与LPG接触的表面是平滑的，并且没有人字纹及其它缺陷。如果将具有更硬、更抗渗透的材料的共挤出衬里(如在先描述的)的管道或软管与膨胀的配件一起并且在没有外部压縮的情况下使用，则出现几个问题。首先，如果强行剧烈膨胀，则当除去膨胀力时，硬的内部衬里将永久变形并且将不显示出返回到其初始形状所需的弹性。其次，由于没有外部压縮力，硬质内接触面与配件的起伏不一致。因此，几乎没有接触点以提供气密密封。第三，由于衬里只接触配件上的最高点，可能容易将在这种情况下，对管/软管构造的一种潜在的改进是一种共挤出产品，所述产品具有嵌入管壁的较硬材料层以及在内表面和外表面使用的较挠性材料。不幸的是，主要由于渗透性，现在用于将LPG输送到厨灶的橡胶管趋向于污染环境，从而在日复一日长期暴露于LPG中之后，可能引起人体健康的安全问题。近年在全世界(包括在加拿大和美国)得到显著的承认的环境问题的现象与健康有关。潜在的环境问题存在，涉及到来自容纳用于烹饪燃烧器的LPG和其它燃料的管的挥发性有机物(C,到do烃)的渗透性。另外，在管道的制造中形成的其它有机物被捕获在聚合基体中，并且可能或可能不促成气味问题。因此，这些有机化合物可能不被人体感官察觉。渗透的研究可以揭示出除LPG成分之外的烃是否存在于渗透的流中。在仔细设计的实验中，对ffiil抽真空或压差技术从目前在LPG橡胶管工业中使用的许多管中收集的空气样品进行的气相色谱/质谱分析(GC/MS)分析己经检测到烃的存在。当使用惰性气体，例如氦或氮吹扫空管，并且通过GC/MS技术分析流时，在流中发现烃。当将典型的管充满纯蒸馏水并且允许保持在室温下，并且通过GC/MS技术分析水时，经常检测出烃。这些烃的来源与聚合物热塑性材料本身有关，并且它们很可能在管道的制皿程中的聚合物加热和熔化中形成，并且在冷却中及之后仍然是被捕获的。在聚合物树脂的熔融状态中形成并保持被捕获在聚合基体中的挥发性有机材料能够与残留物一起扩散通过管道的内表面，并且可能污染呼吸环境。这种5嫁在当今由橡胶和有关材料制造的大多数橡胶管的情况下被发现。除这些缺陷之外，橡胶和相关材料是满足管道材料的各种其它属性，例如收縮率、伸长率、抗应力裂纹性和挠性的低成本材料。因此，这些材料主要是作为经济型管道出售的。由于这些烃是可燃的，因此当在燃烧过程中LPG流到燃烧器时，似乎没有任何担心。当燃烧器不打开时，以及当在燃烧过程中LPG通过管道流动时，不渗透管将有助于消除环境问题。近年来，为了解决渗透问题，已经给予了相当大的关注。在本发明中j顿的术语阻挡层或性能层指的是多层管道中的层，所述层掛共提高的管制品性能，例如气体和蒸气及其它小分子的阻挡层，使得制品变得不可渗透。根据本发明的术语结构层由在可持续和安全的管(SST)的研发中使用的一10种或多种聚合物组成，以提供SST的机械和物理性能和经济性。己经提出并^顿各种类型的管道以解决这种问题，然而，只获得了部分成功。由例如碳氟化合物、尼龙、聚丙烯等材料制成的管道可以降低渗透性；然而有管道的挠性损失。另外，一些类型的管道的构造成本可能比橡胶或聚乙烯管道高几倍。此外，碳氟化合物具有高软化点，从而使得难以以能量有效的方式挤出。而且，在挤出过程中，在与其^f中含碳和氢的聚合物例如聚乙烯接触的同时，含氟聚合物始终带有在熔融状态下形蚀性HF气体的潜在担心。
发明内容本发明的主要目的是提供一种用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道。本发明的另一个目的是提供一种管道，所述管道的内层适合并被安置以直接暴露于气体燃料中。本发明的进一步目的是提供一种管道，其中有阻止渗透的阻挡层。本发明的另一个目的是提供一种管道，其中阻挡层在结构上被构造成平坦的圆柱形或波纹状圆柱形。本发明的进一步目的是提供一种管道，其中有二层、三层、四层或五层。本发明的另一个目的是提供一种用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的管道，作为并用于储存气体燃料，没有气#^透到周围环境中。本发明的再一个目的是提供一种用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的管道，作为并用于输送天然气，液化石油气，氢甲烷混合燃料，氢或任何其它气体燃料。因此，本发明提供一种用于输送用于配储燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，所述管道至少包含作为内层和外层的两层，其中这些层的至少一个是阻挡层，并且由选自聚酯、EVOH、尼龙、共聚聚酯或它们的组合的材料构成，以阻止渗透，阻挡层的厚度在0.03mm和2mm的范围内；所述气体管道的内层适合并且被安置以直接暴露于所述气体燃料中，并且所述阻挡层在结构上被构造成平坦的圆柱形或波纹状圆柱形。/人如i!31附图中的实例说明的,实施方案的下列描述中，本发明进一步的特征和优点将变得更加显而易见，在附图中图1是根据本发明的一个雌实施方案的层状管道的横截面图；图2是根据本发明的另一个雌实施方案的层状魏的横截面图；图3是根据本发明的一^S—步，实施方案的层状管道的横截面图；图4是根据本发明的再一个雌实施方案的层状管道的横截面图；图5是根据本发明的再一个雌实施方案的层状魏的总横截面图6是五层管道的横截面图，在戶;M5层髓中，如在本文件中先在标题"一种新方法"下描述，阻挡层被制备鹏妝波纹状圆柱形结构以增加挠性；图7^H层管道的横截面图，在戶;f^H层管道中，如在本文件中先在标题"一种新方法"下描述，阻挡层被制备形/波纹状圆柱形结构以增加挠性；图8是用于对斜艮实验管精确测量渗繊率的实施方案的示意图；图9是用于同时对多根管道样品进行渗透性研究的实麟置的示意亂图10是比较本发明的管(SST)和来自其它主要国家的商业LPG管的渗透的图11显示了LPG、NG和氢甲烷混^t料从本发明的管淋为SST摩的零渗透。图12显示了来自国家l(亚洲)的管1的LPG(乙烷)渗透。图13显示了来自国家l(亚洲)的管1的LPG(丙烷)渗透。图14显示了来自国家l(亚洲)的管1的LPG(丙烯)渗透。图15显示了来自国家l(亚洲)的管1的LPG(丁烷)渗透。图16显示了来自国家l(亚洲)的管2的LPG(乙烷)渗透。图17显示了来自国家l(亚洲)的管2的LPG(丙烷)渗透。图18显示了来自国家l(亚洲)的管2的LPG(丙烯)渗透。图19显示了来自国家2(亚洲)的管的LPG(丙烷)渗透。具体实施方式一种新方法
技术领域：
：本发明提供了合并夹在两个挠性材料中间的中间阻挡层的三层挠性管道构造。阻挡层的独特微允许该层在直@±膨胀而实际上不必拉伸材料。这种想法的基础是阻挡层的蛇形彼纹状圆柱形的皿。当管膨胀时，阻挡层也M:伸直褶铍而膨胀。尽管该材料弯曲，但它不必拉伸，因此保持它的高抗渗透性。阻挡层的固有刚度趋向于使阻挡层回至咜的初始微，剝牛是它没有过多地被拉伸。如果在^波纹的顶部和底部，波纹明显具有180。整的弧度，则发现阻挡层可以在径向上膨胀而不在该层的任一点导致高应力。阻挡层的有效内径可以膨胀而根本没有材料拉伸。阻挡层材料只必须挠曲，而不必拉伸。这允许具有最小膨胀力的最大膨胀。因此，管可以较容易地被推到配件上，在接触面上将与配件的形状一致，并且将就地保持，而无需夹子。由于阻挡层材料不是不可逆地被拉伸，而仅仅是挠曲，因此不M^阻挡层的完整性。5顿阻挡层材料通常可以挠曲而不永久变形。具有波纹状阻挡层的管可以膨胀而不受损，并且或多或少将回到初始形状，因此劍共了一种具有高抗渗透性的管，戶腿管可以在没有外部夹子的帮助的情况下在膨胀配件上^ffl。当雌的挠性材料和阻挡层材料不容易互相附着时,必须增加一个或多个相互粘合到^材料上的层。因此，本发明还包括具有作为中间(第三)层的阻挡层的5层挠性管。理想地，发现纯聚酯(舰苯二甲酸乙二醇ii""PET)!^共基本上理想的抗渗透性，但是不容易附着到PVC上。为了使用PET作为阻挡层，在PET的^iiJ使用中间粘合层，从而导致五层挤出。有些意外地发现，某些共聚聚酯既粘合到PVC上又粘合到PET上，因此是粘合层的适絲择。尽管制造更复杂，但是本申请人:发现，与单独的共聚聚酯层相比，将PET和共聚聚酯层组合作为阻挡层提供了类1璃(渗fr0)的最高水平的抗渗透性。术语和定义术语"聚合物"指均聚物、共聚物、三元共聚物和共混物以及它们的改性物(modifications)。术语"共聚物"指两种或更多种单体(不同)聚合在一起。'M截然不同于在单##^虫聚合时。术语"聚酯(m苯二甲酸乙二醇酯)或PET，J,多元醇(通常是乙二斷glycol)或丙二醇)和多元酸(通常是对苯二甲酸)的缩合形成的聚合物。通式是<:10^04的重复单元。术语"聚氯乙烯树脂"或"PVC树脂"指的是氯乙烯单体的热塑性树脂。通过添加增塑剂和稳定剂，使PVC树脂变得有挠性，以形成挠性PVC化合物。可以ilil将橡胶聚合物添加到挠性PVC化合物中进一步赋予挠性。当加到挠性PVC化合物中时，已经部分交联^ff磨成为粗粉的粉末状丙烯腈橡胶Jli共弹性、耐油性和长期耐热性。它可以以至多5C^的7jC平〗OT，但是典型地以小于35%的水平使用以赋予以上显示的优点。丙烯腈^&PVC化合物中的j顿在管ili^用中是有利的，例如提高对LP气体的耐化学性的这种使用。在本文中，术语"挠性PVC"指的是雌添加有丙烯腈鹏的PVC的挠性化合物。"聚烯烃"指的是由不饱和烃类组成的烯烃的聚合物。"TPO"指的是衍生自烯烃，即不饱和烃类的"热塑性弹性体"聚合物。术语"乙烯-乙烯醇、EVOH"指的是乙烯和乙烯醇的共聚物。该聚合物表现出C02和02的显著的气体阻挡性能。术语"乙烯-乙酸乙烯酯、EVA)"指的是乙烯和乙酸乙烯酯单体的共聚物。术语"大部分"表明是以大于50%并且{^大于80%存在的组分。在管道的多层构造中可交替使用术语"内层"或"中间层"。中间层优选指的是在其表面的两侧上粘合到另一个层的层，例如在四、五或六层构造中相对于最外层的层。内层可以是最内层或是在挤出的壁之内的几层中的一个。术语"挠性"指的是构造的管道的弯曲性能。通过以较少比例共混而混合某些聚合tlW脂材料，鹏非挠性层的膜与挠性层以某种结构方式，例如在本申请中公开的蛇形/波纹状圆柱形模式粘合，可以获得挠性的提高。本发明的管道的挠性的实施方案^￡以制造没有"挠曲疲劳"的，，使得它的重复循环^ffl不产生z鄉的实施方案。戶脱管经过多次弯曲并且會辦回到它的初始位置。可以注意到，J^^有材料被制造以满足世界范围内的标准规格和工艺，并且在本发明的可持续和安全的管道(SST)的制造中可以ffl31本发明的方法容易地获得原料，以实现预期的应用。因此，本发明的目的是克服战缺点和难点，并且Mi共一种不渗透的可持续和安全的管道(SST)，戶;M管道用于将LPG、NG或氢甲烷混^it料输送到烹饪用具中。本发明提供一种用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，戶，管道至少包含作为内层和外层的两层，其中这些层的至少一个是阻挡层，并且由选自聚酯、EVOH、尼龙、共聚聚酯或它们的组合的材料构成，以fflih渗透，阻挡层的厚度在0.03mm和2mm的范围内；戶脱气体管道的内层适合并且被安置以直接暴露于所^^体燃料中，并且戶;M阻挡层在结构上被构造成平坦的圆,或波纹状圆柱形。在一个实施方案中，所述管道包括内层、中间层、外层、在内层和中间层之间〗壬选的第一粘合层；和在中间层和外层之间第二任选粘合层。在另一个实施方案中，戶腿第一粘合层和第^te合层由共聚聚酯构成。在一个进一步的实施方案中，所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯。在本发明的另一个实施方案中，至少所述内层是挠性层并且由选自pvc、pvc与其它聚合物如丙烯腈橡胶、聚氨酯或共聚聚酯的共混物、热塑性聚合物、热塑性弹性体、热塑性橡胶、聚乙烯和它们的组合中的材料构成。在一个进一步的实施方案中，聚酯具有在240至260"C的范围内的熔点。在再一个实施方案中，聚酯具有j，约245'C的熔点和在1.1和1.4g/ml的范围内的密度。在另一个实施方案中，热塑性聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯和聚氯乙烯。在一个进一步的实施方案中，内层和外层由聚乙烯构成，或由PVC、丙烯腈橡胶、聚氨酯或共聚聚酯的共混物构成，所述共混物具有以在80至100%的范围内的量存在的pvc。在另一个实施方案中，所述管道的层是共挤出的。在再一个实施方案中，外层的厚度在0.5mm和6mm的范围内。在一个进一步的实施方案中，有两层、三层、四层或五层，其中PET被安置成中间层，并且将渗透完全降低至零。在另一个实施方案中，提供一种用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的多层管道，作为并用于储存气体燃料时，没有气体渗透到周围环境中。在另一个实施方案中，提供一种用于输送用于配M燃烧器的用具的气体燃料的多层管道，作为并用于输送天然气，液化石油气，氢甲烷混合燃料，氢或任何其它气体燃料。4顿层状热塑性材料的优点在于可获得各种材料构造所述管，以提供降低渗透的阻挡性能的事实。然而，《1材料和工艺^#的仔细选择以及管制造的技术和科学完成通向规定目标的试验。对于可能的阻挡材料，可以选择EVOH、尼龙、共聚聚酯和聚酯。对于可能的挠性材料，可以将挠性PVC、热塑性橡胶和聚乙烯选择，与管itl艺的技斜時斗学结合。某些共聚聚酯弹性体，例如DuPontHytre媳在没有另外的粘合层的帮助的情况下容易粘附到挠性PVC化合物上。由于可以将挠性PVC与橡胶改性剂和增塑剂复合以使它软得足以与配件一致，所以可以获得对配件的良好密封。用于阻挡层的材料的选择将决定抗渗透性的禾號。通常，结晶度和硬度越高，抗渗透t鹏好。4顿波纹状阻挡层允许软管设计魏择非常硬等级的共聚聚酯，并且还允许管的膨胀。渗透测试表明，抗渗透性随着共聚聚酯的硬度增加而增加。在商业基础上可广泛获得的共聚聚酯的最硬等级是82ShoreD，并且ilf共了良好程度的抗渗透性(接近PET的抗渗透性)以及与挠性PVC的良好的固有粘附性。这种等级具有高结晶度，以及对与PVC的粘附是必要的劇氏水平的无定形相。为了使用这种三层构造，在三层中使用的材料必须能够互相粘附。这严重地限制了将耐LPG的挠性材料与阻挡层材料组合的材料组合的数量。可以注意到层的阻挡性能取决于各种因素，并且精确的理论预测是不可能的。实验工作超前于理论。以相邻层可以粘合在一起为条件，下列在可以用于SST管道构造的材料的适当选择之中三层管挠性PVC/共聚聚酯/挠性PVC五层管挠性PVC/粘合/EVOH/粘合/挠性PVC挠性IPO/粘合/EVOH/粘合/挠性TPO挠性PVC/粘合/尼彭粘合/挠性PVC挠性PVC/共聚聚酚PET/共聚聚m/挠性PVC根据本发明的一个方面，有樹共用于输送LPG及其它燃料的双层管道(如图1中所示)，所3i^又层管道包含一具有接触气体的内表面的内层，所述内层基本上由共聚聚酯组成；一由单独的热塑性聚合物PVC或其占大部分的共混物组成的外层，并且还可以使用占少部分的其它聚合物材料，其中所述外层直接粘合到内层上。根据本发明的另一个方面，有掛共用于输送LPG气体的三层管道(如图2中所示)，所^H层管道包含—具有接触LPG的内表面的最内层，并且该内层基本上由上述聚酯组成；一被设置在内层周围并包含挠性PVC聚合物的外层；一粘合层，所述粘合层被设置在内层和外层之间，并且包含将内层和外层粘合到一起的共聚物。根据本发明的一个进一步的方面,有^f共用于输送LPG气体的四层管道(或实际上，还具有在阻挡层上的粘合层的这种构造的五层形式)(在图3中示出)，其包含16—具有接触气体的内表面的内层，戶脱内层基本上由上述聚酯组成；一外层，戶脱外层被设置在内层周围，并且包含热塑性聚合物和第一聚合物粘合剂的共混物，其中热塑性聚合物以大部分的形式存在且聚合物粘合剂以少部分的形式存在；一中间层，所述中间层由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龙组成，并且被设置在内层和外层之间，其中外层直接粘合到中间层上；一粘合层，所述粘合层被设置在内层和中间层之间，并且包含将内层和中间层粘合到一起的第二聚合物粘合剂。根据本发明的再一个方面，有提供用于输送LPG气体的五层管道(图4中所示)，所述五层管道包含一具有接触气体的内部气体接触表面的内层，该内层基本上由挠性PVC组成，(或提高耐化学性的PVC和第二聚合物如丙烯腈橡胶、聚氨酯或共聚聚酯的共混物)；一外层，所述外层被设置在最内层周围，并且包含热塑性塑料，例如挠性PVC或TPO;—中间夹层，所述中间夹层由PET组成，并且被设置在内层和外层之间。一第一粘合层，戶，第一粘合层被设置在内层和中间层之间，并且包含将内层和中间层粘合到一起的第一聚合物粘合剂共聚聚酯。一第二粘合层，亦即共聚聚酯，其被设置在中间层和外层之间，并且包含将中间层和最外层粘合到一起的第二聚合物粘合剂。这种配置表示为挠性PVC/共聚聚酉^/PET/共聚聚酉^/挠性PVC。本申请人非常意外地发现，在其中存在PET层的本发明的两层、三层、四层或五层管道的任一个中，不论在内部、外部或夹在中间，上述聚酉旨(PET)都作为防止LPG、NG或氢甲烷混合燃料组分穿过管至l诉境中的理想阻挡层，该阻挡层与玻璃或金属相称。换句话说，PET层防止LPG中存在的组分穿过到达外层并且到环境中。特别是，PET阻挡层基本上并且#是不渗透的。因此本发明的管对阻止渗透是有效的。如通过实验发现，阻挡层不但对于蒸气和气体基本上是不渗透的，而且在化学上也是稳定的，因为它不对LPGJI^^壬何污染物。通过共挤出这样构造的层状管道基本上没有缺陷。如在此使用的M"基本上没有缺陷"指的是pet作为没有任何减弱其阻挡性能的显著缺陷的阻挡层，并且所述层均匀分布以防止人字纹。下面显示了制造方法的简要描述制造方法三层管道(当不需要粘合层时)(i)两步骤*挤出挠性pvc的内层作为具有波纹微卜表面的单个实体，*共挤出双层同心套层，所^^又层同心套层具有作为阻挡层的薄的共聚聚酯内层和较厚的挠性pvc外层，从而形成具有粘合到相邻层上的每一层的三层结构。(ii)单步骤(的)*在将中间阻挡层形成为波纹形状的特殊共挤出头内共挤出三层，其中所有的三层互相紧密地粘合。ii类五层管道(当需要用于粘附的另外的粘合层时)(i)三步骤*挤出带有波纹微卜表面的内层。*在波纹状表面上共挤出接着的三个薄粘合层，使得所有三层与波纹相一致，其中最内层粘合到之前挤出的层上，中间层是抗渗透的阻挡层并且第三层粘合到阻挡层上。*挤出第五层挠性组分，所述第五层挠性组分向下流动到波纹中，并且粘合到三层挤出的最外层上。(ii)单步骤(的)在以波I5^状形麟二第三和第四层的单个共挤出头内共挤出五层，而管的内表面和外表面是平滑的。sst另外的属性在涉及高气压和有益于老鼠、耗子及其它啮齿动物的环境的一些应用，例如ng、氢甲烷混合燃料和lpg中，只是出于管道材料的强度，可以适宜的是具有压力性能的性质比通常所获得的压力性能的性质更大的管道。由于这种原因，增加被设置在层状管道(根据本发明)周围的一个或多个增强层的能力得到了研究，从而可以显著增加压力性能和抗爆裂性，以及对啮齿动物的破坏和撕咬的抵抗力。这样研制的管道处于不同的等级，所以一个或多个增强层可以包含以螺旋形缠绕，编织或针织方式施用的几种织物或金属线材。通31)(#曾强管制造的技7|^口科学已知的聚合物材料的一个或多个外层或涂层将这些增强层进一步保护并且就地固定。对于户外风化、耐热性和美观外形，可以通过对管构造领域已知的技彰曾加各种着色、光泽和UV保护性层。如上戶腿的本发明的性能层，不论是(PET)、EVOH还是尼龙，均不必是最内层或接触层。参考附图的详细说明图1说明用于输送LPG或NG或氢甲烷混合燃料气体的双层管道10。管道10包含由共聚聚酯组成的内层12以及外层14，所述外层14由包含较大百分比的挠性PVC和较小百分比的共聚聚酯的共混物或制虫的挠性PVC组成，该层14粘合到层12上。层12具有适合于暴露在流过管道的孔18的LPG(没有示出)中的内表面16。共聚聚酯层12作为阻挡层，从而防止污染物从层14穿舰入LPG中，并且进一步防止LPG中任选存在的成分穿过到层14。层12不但对蒸气和气体基本上是不渗透的，而且在化学上也是稳定的，因为它不对这种应用的LPG^它气体燃料ii^ft何污染物。图2说明了用于输送LPG或NG或氢甲垸混^it料的三层管道20。管道20包含由聚酯组成的内层22和被设置在层22周围的外层24，以及粘合层26，所述粘合层26被设置在层22和24之间，并包含聚合物粘合剂和共聚聚酯，从而将层22和24粘合到一起。层22具有适合于暴露在流过管道的孔30的LPG(没有示出)中的内表面28。聚酯层22作为防止污染物从LPG穿过层24到呼吸环境中的阻挡层。层22不但对蒸气和气体基本上是不渗透的，而且在化学上也是稳定的，因为如M:实验发现，它不对LPG流提^ft何污染物。图3说明了用于输送LPG、NG或氢甲烷混^M料的四层管道32。管道32包含:由聚酯组成的内层34;禾D外层36，所述外层36被设置在层34周围并由包含大部分的PVC和聚合物粘合剂的共混物组成；中间层38，所述中间层38由乙烯-乙烯醇组成并被设置在层34和36之间，其中将层36直接粘合到层38上；和被设置在层34和38之间的粘合层40。层34具有适合于暴露在流过管道的孔44的LPG(没有示出)中的内表面42。聚酯层34作为防止污染物从LPG穿过到厨房环境中的阻挡层。层34不但对蒸气和气体基本上是不渗透的，而且在化学上也是稳定的，因为它不对LPG提條何污染物。图4说明了用于输送LPG、NG或氢甲垸混合燃料的五层管道46。管道46包含由PET组成的内层48;外层50，所述外层50被设置在层48周围并包含；中间层52，所述中间层52由共聚聚酯组成并被设置在层48和50之间；被设置在层48和52之间的粘合层54。最内层具有适合于暴露在流过管道的孔60的LPG(没有示出)中的内表面。聚酯层48作为防止污染物从LPG穿过到呼吸空气环境中的阻挡层。层48不但对蒸气和气体基本上且"是不渗透的，而且在化学上也是稳定的，因为它不对LPG提^^壬何污染物。最内层的内表面适合于暴ff^流过管道的孔60的LPG(没有示出)中。图5说明了一种五层管道46，所述五层管道46對以于图4中示出的管道，可选择使用具有不同的阻挡性能的热塑性塑料。图6，形/波纹状圆柱形结构的五层管道的横截面图。图7^H层管道的横截面图，戶;^3i管道具有阻挡层的蛇形/波纹状圆柱形结构以产生如在前论述的挠性。图8和9的实麟置采用歹U举的实例描述。在图10至19中显示的测量结果是不解自明的，并且简要地显示在下面。以下的实施例只是为了说明性目的，因此不应当被解释成限制本发明的范围实施例1对于LPG渗透性，在图8中说明的特别设计的实验装置中测试层状管道的阻挡性能，所述层状管道包含由以商标EASTPAK9921(也称为VoridianPET9921)20出售的聚酯组成的内层。如所示的，使用玻璃套筒(72),所述玻璃套筒(72)包含套管(74)和支管(76)，在套管(74)内部延伸并延伸至在套管末端的密封构件(80)。支管(76)配置有取样注射器的针可以穿透的隔膜(82)。管道(78)在它的末端通过延伸穿过密封构件(90)的导管(88)连接到入口(84)阀和出口(86)阀。套筒(72)充满接触套管(74)内部的管道(78)的外表面部分的高纯度氦。在连续吹扫之后，Ml开启入口阀(84)并且关闭出口阀(86)，管道(78)充满LPG或其它试验气体，并允许其保持在室温下以使管道(78)的内表面充满气体。在端口82il31注射器取出样品。将对渗透物(permeant)的检领,作渗透性的量度。渗透穿过管道(78)的壁的LPG成分被允许收集在管道(78)周围的高纯度氦中。将样品通过注射器(没有显示)取出，并通过GC/MS或GC的技术分析渗透物的存在与否。使用层状管道10、20、32、46、100和101作为试验管道进行渗透性研究。还使用来自市场的聚乙烯、玻璃及其它管道作为试验管道(78)进行对比研究。为了加快并且同时进行本发明的各种研发管道和在市场上可获得的管道的渗透研究，如图9中所示扩大了图8的实验装置。实验在四驢单元系统中进行。用于进行实验的程序与上述说明相同，并且图9的示意图是不解自明的。较少的LPG成分从内管渗透并在外部套筒中收集，随时间逐渐积累它们的浓度(在外部套筒中)。i!31在不同的时长从外部套筒取出气術羊品，并MFID-气相色谱法分析组成，监测LPG成分的渗透。渗透研究的结果示于表l中。图IO从渗透性比较了在本发明的管和典型的国外管中的丙烷，即在加拿大被分配用于BBQ炉的LPG的主要成分的积累(build-up)。将典型的GC响应，即渗透性的量度的比较结果对以天数计的时间绘图。图10的曲线清楚表明，目前在市场上使用的LPG管在厨房的呼吸空气中是逐渐渗透的，并且通过使用本发明的管道，可以避免长期日复一日地暴M^这些有害蒸气中。可以看到，本发明的管表现像玻璃一样具有零渗透。在图11中纟魏U了本发明的零渗透性结果。1在5psig和室温下LPG穿过各种管的渗透结果的概括<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>在表l中的调查结果清楚表明，在其中存在PET层的本发明的三、四或五层管道的任何一个中，不论作为内层、外层或中间层，PET都作为突出的阻挡层一防止LPG成分从管穿过到外层中。特别是，如在表l所看到，PET阻挡层是显著不渗透的，并且在这方面表现像玻璃管道一样。因此，本发明的管道可以有利地用于解决长期存在的问题，并且迄今为止已经成为在市场上成本经济的商业LPG管ilii不到的目标。实施例2将来自全球市场的选择量的LPG管的渗透性能测量，并与本发明的SST相比较。下面是如实施例1中戶脱的用于领糧的实验禾歸。GC响应表示渗透性的量度。测试了来自主要使用LPG管的两个主要国家的商业LPG管。结果示于表2中，并且将相应的数据绘制在图10中。如从图10和11可以看到，从国家1和3的LPG管中发生了渗透，而最新发明的SST主要由于其这么有效的阻挡层而不允许渗透。衣Z本发明的商业LPG管的丙烷渗透(根据GC响应对时间函数)的比较结果户外使用的商业管(北美)<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在表4、5和6中给出了从国家1和2获得的各种管道的渗透数据的结果。为了更清楚，还将渗透数据绘制在图12到19中。典型的结果显示LPG的所有成分都是渗透的。表4来自国家l(亚洲)的管1的LPG渗透(根据GC响应)对时间的结果<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表6来自国家2(亚洲)的管l的LPG渗透(根据GC响应)对时间的结果<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>权利要求1、一种用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，所述管道至少包含作为内层和外层的两层，其中这些层的至少一个是阻挡层，并且由选自聚酯、EVOH、尼龙、共聚聚酯或它们的组合中的材料构成，以阻止渗透，阻挡层的厚度在0.03mm和2mm的范围内；所述气体管道的内层适合并且被安置以直接暴露于所述气体燃料中，并且所述阻挡层在结构上被构造成平坦的圆柱形或波纹状圆柱形。2、根据权禾腰求1或2的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述管道包含内层、中间层、外层、在内层和中间层之间任选的第一粘合层；和在中间层和外层之间的第二任选粘合层。3、根据权禾腰求2的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述第一粘合层和第1占合层由共聚聚酯构成。4、根据前述权利要求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯。5、根据前述权利要求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中至少所述内层是挠性层，并且由选自PVC、PVC与其它聚合物如丙烯腈橡胶、聚氨酯或共聚聚酯的共混物、热塑性聚合物、热塑性弹性体、热塑性橡胶、聚乙烯和它们的组合中的材料构成。6、根据前述权利要求中任一项的用于输送用于配M燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述聚酯具有在240至260。C的范围内的熔点。7、根据权利要求6的用于输送用于配M燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述聚酯具有im约245°C的熔点和在1.1和1.4g/ml的范围内的密度。8、根据前述权利要求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中戶脱热塑性聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯和聚氯乙烯。9、根据前述权禾腰求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述内层和外层由聚乙烯构成，或由PVC、丙烯腈橡胶、聚氨酯或共聚聚酯的共混物构成，所述共混物具有以在80至100%的范围内的量存在的PVC。10、根据前述权禾腰求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中所述管道的所述层是共挤出的。11、根据前述权禾腰求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中外层的厚度在0.5mm和6mm的范围内。12、根据前述权禾腰求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，其中有两层、三层、四层或五层，其中PET被安置成中间层，并且将渗透完全降低至零。13、根据前述权利要求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，作为并用于储存气体燃料时，没有气##透到周围环境中。14、根据前述权利要求中任一项的用于输送用于配备有燃烧器的用具的气体燃料的不渗透多层管道，作为并用于输送天然气，液化石油气，氢甲烷混合燃料，氢或任何其它气体燃料。全文摘要本发明公开了一种不渗透、可持续和安全的多层管道，所述多层管道用于输送用于配备有燃烧器的炉灶和其它用具的气体燃料，例如液化石油气(LPG)、天然气(NG)和氢甲烷混合燃料。热塑性层状管道包含最内层、中间层和外层。所述层状管道的所述层的至少一个包含聚酯；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以完全阻止渗透。所述聚酯作为性能(阻挡)层。性能PET层优选被构造成蛇形/波纹状圆柱形结构。所述气体燃料管道的其它内层、中间层和外层是处于各种组合形式的热塑性聚合物，并且存在以更好用作结构或粘合层。所述性能阻挡层也可以由作为单层或组合的共聚聚酯、EVOH或尼龙构成，以将渗透降低到小得可忽略但不是如使用PET所发现的零。本发明的管道称为“SST”，其提供了目前使用的污染(渗透)管道以及也减少温室气体的排放，因此减少全球变暖的非污染替代品的长期存在的问题的解决方案。文档编号F16L11/12GK101469795SQ20071016916公开日2009年7月1日申请日期2007年12月27日优先权日2007年12月27日发明者拉伊·N·潘迪,特里·L·杰克逊申请人:马克西玛(加拿大)实验室