复合管材及其制造和使用方法与流程

本公开通常涉及复合管和形成所述复合管的方法。

许多行业使用硅胶管材(siliconetubing)来输送和移除流体，这是因为硅胶管材是无毒的、柔性的、热稳定的，具有低的化学反应性，并且与由其它材料制成的管材相比，硅胶管材可以以多种尺寸进行生产。例如，硅胶管材可用于多种行业，如医疗行业、制药行业、食品输送等。然而，由于流体路径中的空气进入和流体路径中的基于水的溶液的蒸发所引起的硅胶管材的不期望的渗透速率，硅胶管材是受限的。

复合管材是多层管材系统。期望的是，复合管材中有机硅材料作为其中一层；然而，复合管材通常通过在高温下热固化有机硅材料而形成。例如，用于热固化的温度超过至少150℃，如至少160℃，如至少170℃，或者甚至高达或大于200℃。对于特定的多层挤出管材，用于有机硅材料的热固化的温度通常超过许多期望聚合物的熔融温度、热变形温度或玻璃化转变温度。

因此，有机硅材料通常与用于多层制品的高熔体温度的基材一起在商业上使用。这些多层制品通常是昂贵的，因为其受限于高熔体温度的基材。低熔体温度的基材，如某些热塑性材料将是期望的，因为其通常更具成本效益；然而，形成具有低熔体温度的基材的有机硅材料已经相当困难，特别是在挤出方法中。不幸的是，有机硅材料的热固化所需的热量阻止了在这样的温度下会降解和变形的许多热塑性材料的使用。此外，不同材料如有机硅材料与热塑性材料之间的粘合性可能是有问题的，以使得使用助粘剂、底漆、化学表面处理或甚至机械处理来提供具体应用所需的粘合性。

因此，需要形成多层复合管的改进的方法和设备。

技术实现要素：

在一个实施例中，复合管包括包含tg不大于约160℃的热塑性聚合物的第一层；以及与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含挤出的有机硅材料。

在另一个实施例中，形成复合管的方法包括提供包含tg不大于约160℃的热塑性聚合物的第一层；通过挤出系统接收有机硅材料；通过所述挤出系统形成与所述第一层相邻的包含所述有机硅材料的第二层；以及用辐射源照射所述有机硅材料以使所述有机硅材料基本上固化。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且其许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

图1和图2包括示例性多层管的图示。

图3是根据实施例的复合管的视图。

图4是连接到根据实施例的复合管的装置的图。

图5是与传统硅胶管相比的示例性复合管的平均流速特征的图示。

图6是蠕动泵中的示例性复合管的泵性能的图示。

图7是示例性复合管的泵性能的图示。

图8是示例性复合管的间歇式泵性能的图示。

在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。

具体实施方式

提供了结合附图的以下描述来帮助理解本文所公开的教导。以下讨论集中于教导的具体实现和实施例。提供该集中讨论是为了帮助描述教导，而不应被解释为限制教导的范围或适用性。

如本文所使用的，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其它变体是开放式术语，应解释为意指“包括，但不限于。”。这些术语包括更限制性的术语“基本上由……组成”和“由……组成”。在一个实施例中，包括特征列表的方法、制品或设备不一定仅限于这些特征，而是可以包括未明确列出的或这样的方法、制品或设备所固有的其它特征。此外，除非有明确的相反说明，否则“或”是指包容性的或者不是排他性的。例如，条件a或b满足以下任一条件：a为真(或存在)，且b为假(或不存在)，a为假(或不存在)，且b为真(或存在)，以及a和b都为真(或存在)。

此外，使用“一个(a)”或“一种(an)”来描述本文所描述的元件和部件。这只是为了方便起见，并且给出了本发明范围的一般意义。这个描述应被解读为包括一个或至少一个以及单数，也包括复数，反之亦然，除非另有明确指出。例如，当在本文描述单个项目时，可以使用多于一个的项目来代替单个项目。类似地，当在本文描述多于一个的项目时，单个项目可替代该多于一个的项目。

除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。材料、方法和实施例只是说明性的而不旨在进行限制。在本文未描述的程度上，关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的，并且可以在结构领域和相应制造领域的参考书和其它来源中找到。除非另有说明，否则所有测量均在约25℃下。例如，除非另有说明，否则粘度是在25℃下。

本公开通常涉及复合管材，并且特别地，涉及包括第一层和第二层的复合管。第一层包含热塑性聚合物。第二次包含挤出的有机硅材料。在一个实施例中，复合管可包括具有内孔的中空本体。中空本体还可具有内径、外径，并且长度为至少约2米，至少约5米，至少约10米，至少约20米，至少约30米，至少约50米，或者甚至约100米。

在一个实施例中，第一层可以是设想的任何热塑性聚合物，其tg(玻璃化转变温度)不大于约160℃，如不大于150℃，如不大于约100℃，如不大于约80℃，或者甚至不大于约50℃。在一个特定的实施例中，热塑性聚合物的tg不大于50℃。在一个实施例中，热塑性聚合物的tg为约-200℃至约160℃，如约-200℃至约150℃，如约-200℃至约100℃，如约-200℃至约80℃，或者甚至约-200℃至约50℃。例如，热塑性聚合物的tg对于本发明的复合管是特别有利的。事实上，长度大于2米的复合管还不能用玻璃化转变温度不大于约100℃的热塑性聚合物与第二层有机硅材料组合来实现。在一个特定的实施例中，热塑性聚合物是聚苯乙烯、聚酯、有机硅共聚物、有机硅热塑性硫化橡胶、共聚酯如共聚酯弹性体、聚酰胺、氟聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚醚-酯共聚物、热塑性氨基甲酸酯、聚醚酰胺嵌段共聚物、聚酰胺共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、聚烯烃弹性体、热塑性硫化橡胶、离聚物、聚甲醛(pom)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、缩醛、丙烯酸、聚氯乙烯(pvc)或其组合。在更特定的实施例中，热塑性聚合物是共聚酯弹性体、聚醚-酯嵌段共聚物或热塑性聚氨酯。

热塑性聚合物可以通过添加任何催化剂、任何填充剂、任何添加剂或其组合用任何合理的组分如任何前体来形成。可以设想可引发第一聚合物进行交联的任何合理的催化剂。在一个实施例中，催化剂通过辐射源进行活化。在一个特定的实施例中，可以设想通过辐射源活化的任何合理的催化剂。示例性催化剂包括可以被热固化、ir辐射固化、电子束固化或其组合的催化剂，如过氧化物、二苯甲酮或其组合。催化剂可或不可与交联剂促进剂组合使用，所述交联剂促进剂如氰尿酸三烯丙酯(tac)、异氰尿酸三烯丙酯(taic)或其组合。在一个实施例中，添加剂包括任何合理的助粘剂。可以设想促进热塑性聚合物层与其直接接触的层的粘合性的任何合理的助粘剂并且其取决于热塑性聚合物。在一个实施例中，助粘剂与有机硅共聚物或有机硅热塑性硫化橡胶一起使用，其中助粘剂是硅氧烷或硅烷，如3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)-硅烷；2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷、6-乙烯基-6-(2-甲氧基乙氧基)-硅烷或其任何组合。在一个特定的实施例中，前体、催化剂、填充剂、添加剂或其组合取决于所选择的热塑性聚合物和复合管所需的最终性质。在一个实施例中，第一层的材料含量基本上为100％的热塑性聚合物。在一些实施例中，第一层基本上由如上所述的各热塑性聚合物组成。在一个实施例中，热塑性聚合物基本上由如上所述的各热塑性聚合物和催化剂组成。如本文所使用的，与热塑性材料结合使用的短语“基本上由……组成”排除了影响热塑性聚合物的基本和新颖特性的材料的存在，然而，常用的加工剂和添加剂可用于热塑性聚合物中。

在一个实施例中，第二层包含有机硅材料。在一个更特定的实施例中，有机硅材料是挤出的有机硅材料。在一个甚至更特定的实施例中，有机硅材料通过辐射源进行固化。辐射能的来源可包括任何合理的辐射能源如光化辐射。在一个特定的实施例中，辐射源是紫外光。可以设想任何合理的紫外光波长。在一个具体的实施例中，紫外光在约10纳米至约410纳米的波长下。此外，根据材料和期望的结果，可以以相同或不同的波长来应用任何数量的辐射能的应用。应当理解，波长可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。

在一个实施例中，有机硅材料是高稠度橡胶(hcr)、液体有机硅橡胶(lsr)、室温硫化有机硅(rtv)或其组合。在一个特定的实施例中，有机硅材料是液体有机硅橡胶。在固化之前，液体有机硅橡胶的粘度通常为约50,000厘泊(cps)至约2,000,000cps，如约200,000cps至约1,000,000cps，如约500,000cps至约800,000cps。在一个替代的实施例中，有机硅材料是高稠度橡胶。在固化之前，高稠度橡胶的粘度通常大于约2,000,000厘泊，如约2,000,000cps至约500,000,000cps。应当理解，有机硅材料的粘度可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。

有机硅材料可，例如，包括聚烷基硅氧烷，如由前体形成的有机硅聚合物，所述前体如二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、二丙基硅氧烷、甲基乙基硅氧烷、甲基丙基硅氧烷或其组合。在一个特定的实施例中，聚烷基硅氧烷包括聚二烷基硅氧烷，如聚二甲基硅氧烷(pdms)。在一个特定的实施例中，聚烷基硅氧烷是含有机硅氢化物的聚烷基硅氧烷，如含有有机硅氢化物的聚二甲基硅氧烷。在另一个实施例中，聚烷基硅氧烷是含乙烯基的聚烷基硅氧烷，如含乙烯基的聚二甲基硅氧烷。在又一个实施例中，有机硅聚合物是含氢化物的聚烷基硅氧烷与含乙烯基的聚烷基硅氧烷的组合，如含氢化物的聚二甲基硅氧烷与含乙烯基的聚二甲基硅氧烷的组合。在一个实例中，有机硅聚合物是非极性的并且不含卤素官能团，如氯和氟，并且不含苯基官能团。或者，有机硅聚合物可包括卤素官能团或苯基官能团。例如，有机硅聚合物可包括氟有机硅或苯基有机硅。

有机硅材料可进一步包括催化剂。通常，存在催化剂以引发交联过程。可以设想当暴露于辐射源时可引发交联的任何合理的催化剂。通常，催化剂取决于有机硅材料。在一个特定的实施例中，催化反应包括脂族不饱和基团与si键合的氢反应，以通过形成网络将可加成交联的有机硅材料转化成弹性体状态。在一个更特定的实施例中，催化剂由辐射源活化并引发交联过程。

可以设想取决于有机硅材料的任何催化剂，前提条件是当暴露于辐射源如紫外线辐射时，至少一种催化剂可引发交联。在一个实施例中，可使用氢化硅烷化反应催化剂。例如，示例性的氢化硅烷化催化剂是过渡金属的有机金属络合化合物。在一个实施例中，催化剂包括铂、铑、钌等或其组合。在一个特定的实施例中，催化剂包括铂。此外，可将任何合理的任选的催化剂与氢化硅烷化催化剂一起使用。在一个实施例中，当暴露于辐射源时，任选的催化剂可或不可引发交联。示例性的任选的催化剂可包括过氧化物、锡或其组合。或者，有机硅材料还包括过氧化物催化的有机硅材料。在另一个实例中，有机硅材料可以是铂催化的和过氧化物催化的有机硅材料的组合。

有机硅材料可进一步包括添加剂。可以设想任何合理的添加剂。示例性的添加剂可包括，单独或组合地，乙烯基聚合物、氢化物、助粘剂、填充剂、引发剂、抑制剂、着色剂、颜料、载体材料或其任何组合。例如，添加剂可包括助粘剂。可以设想促进有机硅材料与其直接接触的层的粘合性的任何合理的助粘剂并且其取决于有机硅材料。在一个实施例中，助粘剂可包括硅氧烷或硅烷，如3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)-硅烷；2,5,7,10-四氧杂-6-硅杂十一烷、6-乙烯基-6-(2-甲氧基乙氧基)-硅烷或其任何组合。在一个实施例中，有机硅层的材料含量基本上为100％的有机硅材料。在一些实施例中，有机硅材料基本上由如上所述的各有机硅聚合物和催化剂组成。在一个实施例中，有机硅材料基本上由各有机硅聚合物、催化剂和助粘剂组成。如本文所使用的，与有机硅材料结合使用的短语“基本上由……组成”排除了影响有机硅材料的基本和新颖特性的非有机硅聚合物的存在，然而，常用的加工剂和添加剂可用于有机硅材料中。

有机硅材料可包括常规的商业制备的有机硅材料。商业制备的有机硅材料通常包括组分如非极性有机硅聚合物、催化剂、填充剂和任选的添加剂。可以设想任何合理的填充剂和添加剂。市售的液体有机硅橡胶(lsr)的特定实施例包括wackersiliconeofadrian，mi的wackerlr3003/50和rhodiasiliconesofventura，ca的rhodialsr4340。

如图1所示。多层管100是具有中空中心孔的细长环形结构。多层管100包括第一层102和第二层104。第一层102可沿着第二层104的外表面106直接与第二层104接触并且可直接结合到第二层104上。例如，第一层102可直接结合到第二层104，而不插入粘合剂层，如底漆。在示例性实施例中，多层管100包括两层，如第一层102和第二层104。如图所示，第二层，即，有机硅材料，包括限定管的中心腔的内表面108。

在替代的实施例中，如图2所示，多层管200是具有中空中心孔的细长环形结构。多层管200包括第一层202和第二层204。第一层202可沿着第二层204的外表面206直接与第二层204接触并且可直接结合到第二层204上。例如，第一层202可直接结合到第二层204，而不插入粘合剂层，如底漆。在示例性实施例中，多层管200包括两层，即，如第一层202和第二层204。如图所示，第一层，即，热塑性材料，包括限定管的中心腔的内表面208。

尽管示为两层，但是可以设想任何数量的层。例如，复合管包括至少两层，至少三层，或者甚至更多数量的层。层数取决于复合管所需的最终性质。复合管可以进一步包括其它层。其它层包括，例如，聚合物层、增强层、粘合剂层、阻隔层、耐化学性层、金属层、其任何组合等。可以设想提供任何附加层的任何合理方法，并且其取决于所选择的材料。例如，附加层可以是有机硅材料的另外的聚合物层，可或不可将其挤出，并且可或不可通过紫外线辐射进行固化，以作为复合管的内层，所述复合管具有与附加聚合物层相邻的tg小于约160℃的热塑性聚合物和与热塑性聚合物相邻的挤出的有机硅材料中的至少一个层。在一个实施例中，可以设想如第一层(即，热塑性材料)和第二层(即，有机硅材料)所述任何数量的聚合物层。在一个实例中，复合管包括如图1所示的示例性管，其中在第一层(即，热塑性材料)的外表面上具有有机硅材料的附加层。可以设想任何厚度的其它层。

在一个实施例中，复合管可以通过任何合理的方式形成，并且其取决于复合管内第一层和第二层的材料和配置位置。在一个实例中，热塑性材料的第一层设置有在其上形成的第二层，如图2所示。通常，热塑性材料通过任何合理的方式提供，如挤出或注射成型。通过挤出和注射成型两者，将热塑性材料在作为第一层提供之前进行混合。可以设想任何合理的混合设备。在一个实施例中，热塑性材料可以在泵送系统内进行温度控制。温度控制可包括加热、冷却或其任何组合。例如，用于热塑性材料的组分的任何合理的温度控制可用于提供能够从泵送系统流到模塑系统或挤出模头的内部腔体的材料，而不会降解热塑性材料。温度通常取决于为热塑性材料所选择的材料。将热塑性材料形成为层，如复合管的层。

在一个特定的实施例中，热塑性材料的第一层通过挤出形成。可以设想任何合理的挤出系统。挤出系统通常包括泵送系统，并且可以包括可用于形成复合管的至少一层的多个装置。例如，泵送系统可包括泵送装置，如齿轮泵、静态混合器、挤出机、管模、辐射固化装置、后处理装置或其任何组合。在一个示例性实施例中，热塑性聚合物可通过干混或混合进行熔融加工。干共混物可以是粉末、颗粒或粒料形式。在一个特定的实施例中，为了形成复合管的第一层，可通过同向旋转相互啮合的双螺杆挤出机将相应单体或聚合物的粒料混合，通过水浴进行冷却，并切成混合粒料。第一层可通过连续混合过程或分批式过程进行制备。在一个实施例中，将所得共混物的粒料进料到具有管模的挤出机中。通过管模挤出第一层以形成复合管的层。

在一个实施例中，将热塑性聚合物固化。可以设想任何固化条件，如辐射固化。在一个特定的实施例中，辐射源足以使热塑性材料基本上固化。如本文所使用的，“基本上固化”是指>90％的最终交联密度，如例如通过流变仪数据所测定的(90％固化意指材料达到通过astmd5289测量的最大扭矩的90％)。例如，固化水平是用于提供具有期望硬度的复合管的第一层。在一个实施例中，第一层的最终硬度取决于为第一层所选择的材料。可以设想任何合理的辐射源都如光化辐射。在一个实施例中，辐射源是紫外光(uv)。在一个特定的实施例中，使热塑性材料固化包括用波长为约10纳米(nm)至约410nm的紫外线能量进行照射。此外，可以以相同或不同的波长来应用任何数量的辐射能的应用。例如，挤出系统可包括一个或多个烘箱(例如，红外线(ir)烘箱、空气烘箱)、一个或多个浴(例如，盐水浴)或其组合，以使热塑性材料固化。一个或多个ir烘箱可以在特定的峰值波长下工作。在某些情况下，第一ir烘箱的峰值波长可以不同于第二ir烘箱的峰值波长。在一个实施例中，可使热塑性材料经受热处理特定的时间段。在一个特定的实施例中，可使热塑性材料在第一ir烘箱中固化第一时间段，然后使其在第二ir烘箱中固化第二时间段，所述第二时间段不同于第一时间段。在一个特定的实施例中，使用短波长ir烘箱。短波长意指峰值波长低于4微米，通常低于3微米，如在约0.6微米至2.0微米范围内，如0.8微米至1.8微米。通常中等和较长波长的ir烘箱的特征在于峰值波长约为4微米至8微米，甚至更高。应当理解，波长可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。

在一个特定的实施例中，当热塑性材料流过泵送系统时，当热塑性材料流经管模时，当热塑性材料直接流出管模或其任何组合时，可发生辐射固化以形成热塑性层。辐射固化提供了形成热塑性层的连续过程。

在一个实施例中，可以应用热处理。可以设想用于热处理的任何温度。在一个实施例中，热处理是在不高于第一层(即，热塑性材料)的热变形温度(hdt)的温度下。示例性的热处理包括例如高于约20℃，如高于约100℃或甚至高于约150℃的温度。在一个特定的实施例中，温度为约20℃至约150℃，如约20℃至约120℃，如约20℃至约100℃，或者甚至约40℃至约80℃。在一个实施例中，热塑性材料可以按顺序、同时或其任何组合经受辐射源和热处理。

在形成第一层(即，热塑性材料)之后，可以在与第二层相邻的表面上对第一层进行表面处理。在一个特定的实施例中，在第一层上形成第二层之前对第一层进行表面处理。当第一层与第二层直接接触时，表面处理是增加第一层与第二层的粘合性。在一个实施例中，表面处理使两层之间能够粘合以提供内聚粘结，即，发生内聚破坏，其中热塑性材料和/或有机硅材料的结构完整性在两种材料之间的粘结破坏之前破坏。表面处理可包括辐射处理、化学蚀刻、物理-机械蚀刻、等离子体蚀刻、电晕处理、化学气相沉积或其任何组合。

例如，与没有进行照射的表面相比，照射包括用足以基本上增加第一层与第二层的粘合性的任何紫外线能量来照射第一层的表面。在一个实施例中，紫外线能量的波长为约10纳米(nm)至约410纳米。应当理解，波长可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。此外，可应用热处理以增强表面处理。可以设想用于热处理的任何温度。在一个实施例中，热处理是在不高于热塑性材料的热变形温度(hdt)的温度下。在一个实施例中，热处理发生在低温下。在本文中将“低温”定义为低于第一聚合物材料的热变形(hdt)的温度并且其取决于材料。示例性的低温热处理包括，例如，高于约20℃，如高于约100℃，或者甚至高于约150℃的温度。在一个特定的实施例中，温度为约20℃至约150℃，如约20℃至约120℃，如约20℃至约100℃，或者甚至约40℃至约80℃。应当理解，低温热处理可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。在一个实施例中，第一层可以按顺序、同时或其任何组合经受辐射源和低温热处理。

在一个实施例中，化学蚀刻包括氨钠和萘钠。物理-机械蚀刻可包括喷砂和空气磨损。在另一个实施例中，等离子体蚀刻包括反应性等离子体，如氢、氧、乙炔、甲烷及其与氮、氩和氦的混合物。电晕处理可包括反应性烃蒸气，如丙酮。在一个实施例中，化学气相沉积包括使用丙烯酸酯、偏二氯乙烯或丙酮。在一个实施例中，第一层的表面没有进行任何表面处理。在一个实施例中，可通过使用粘合剂层如底漆来提高第一层和第二层之间的粘合性。在一个替代的实施例中，第一层与第二层之间的表面没有底漆。

在一个实施例中，第二层，即，有机硅材料，由挤出系统来形成，所述挤出系统可以与用于第一层的挤出系统相同或不同。当第一层，即，热塑性材料，具有限定管的中心腔的内表面时，第二层，即，有机硅材料，在第一层上进行挤出。所述方法包括通过挤出系统接收如上所述的有机硅材料。在一个实施例中，十字头模头用于允许在相邻层上挤出至少一层。

通常，通过挤出系统的管模将有机硅材料混合并泵送，即，挤出。可以设想任何合理的混合设备。在一个实施例中，也可以将热量施加到有机硅材料上。例如，用于有机硅材料的组分的任何合理的加热温度可用于提供可以从泵送系统流过并经过模头挤出的材料，而不会降解材料。例如，温度可以为约10℃至约70℃。应当理解，加热温度可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。

在一个实施例中，有机硅材料是辐射固化的。在一个特定的实施例中，当有机硅材料流过泵送系统时，当有机硅材料流经模头时，当有机硅材料直接流出模头或其任何组合时，可发生辐射固化以形成有机硅层。辐射固化提供了形成有机硅层的连续过程。在一个实施例中，有机硅材料的辐射固化可包括使有机硅材料经受一个或多个辐射源。在一个特定的实施例中，辐射源足以使第二层的有机硅材料基本上固化。例如，固化水平是为复合管的第二层提供期望的硬度。在一个实施例中，第二层的最终硬度取决于为第二层所选择的材料。辐射源使第二层固化以提供具有期望性质的，并且在一些情况下，与具有通过常规热固化进行固化的有机硅材料的第二层的复合管相比，具有改善的性质的复合管。如本文所使用的，“常规热固化”是指通过在高于约150℃的温度下的热量进行固化。

可以设想任何合理的辐射源都如光化辐射。在一个实施例中，辐射源是紫外光(uv)。可以设想任何合理的紫外光波长。在一个具体的实施例中，紫外光是在约10纳米至约500纳米的波长下，如在约200纳米至约400纳米的波长下。此外，可以以相同或不同的波长来应用任何数量的辐射能的应用。例如，挤出系统可包括一个或多个烘箱(例如，红外线(ir)烘箱、空气烘箱)、一个或多个浴(例如，盐水浴)或其组合，以使有机硅材料固化。一个或多个ir烘箱可以在特定的峰值波长下工作。在某些情况下，第一ir烘箱的峰值波长可以不同于第二ir烘箱的峰值波长。在一个实施例中，可使有机硅材料经受热处理特定的时间段。在一个特定的实施例中，可使有机硅材料在第一ir烘箱中固化第一时间段，然后使其在第二ir烘箱中固化第二时间段，所述第二时间段不同于第一时间段。在一个特定的实施例中，使用短波长ir烘箱。短波长是指峰值波长低于4微米，通常低于3微米，如在约0.6微米至2.0微米范围内，如0.8微米至1.8微米。通常中等和较长波长的ir烘箱的特征在于峰值波长约为4微米至8微米，甚至更高。应当理解，波长可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。

形成复合管的方法可进一步包括作为单独层或当与第一层组合时的第二层的热处理。可以设想用于热处理的任何温度。在一个实施例中，热处理是在不高于第一层(即，热塑性材料)的热变形温度(hdt)的温度下。在一个实施例中，热处理是低温热处理。在一个实施例中，辐射源和低温热处理可以同时、按顺序或以其任何组合进行。在一个特定的实施例中，辐射源和低温热处理同时进行。

尽管在本实施例中将第二层描述为在提供第一层之后进行输送，但是可以设想第一层的输送、第二层的输送、辐射源、热处理或其组合的任何顺序。例如，如图1所示，当第二层，即，有机硅材料，具有限定管的中心腔的内表面时，第二层形成有随后在第二层上形成的第一层，即，热塑性材料。在一个实施例中，辐射处理、热处理或其组合可以在每个单独层的形成期间或之后进行。在一个另外的实施例中，不进行辐射源、热处理或其组合，直到在第一层与第二层直接接触以提供有机硅材料与热塑性材料之间的改善的粘合性，以及使有机硅材料基本上固化以形成复合管之后。

一旦形成了第一层和第二层，复合管材就可经历一个或多个后处理操作。可以设想任何合理的后处理操作。例如，可以使复合管材经受后固化热处理，如后固化循环。后热处理通常在约40℃至约200℃的温度下进行。在一个实施例中，后热处理是在约60℃至约100℃的温度下。通常，后热处理进行约5分钟至约10小时，如约10分钟至约30分钟，或者约1小时至约4小时的时间段。应当理解，后热处理温度和时间可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。在一个替代的实例中，复合管材不经受后热处理。在一个实例中，可将复合管材切割成具有指定长度的多个复合管。在另一个实施例中，后处理可包括将复合管缠绕到管材线圈中。

可以设想复合管的任何尺寸。例如，可以设想任何厚度的层，并且其通常取决于复合管所需的最终性质。在一个实施例中，第一层与第二层的厚度之比可为20:1至1:20，如10:1至1:10。应当理解，厚度之比可以在上述最小值与最大值的任何值之间的范围内。

如图3所示，复合管300可包括具有外径304和内径306的本体302。内径306可形成本体302的中空孔308。此外，本体302可包括通过外径304与内径306之差所测量的壁厚度310。此外本体302可具有长度312。

在一个特定的实施例中，外径304可以是为复合管所设想的任何合理的外径。在一个更特定的实施例中，外径取决于所期望的应用和最终性质。例如，外径可以为至少约0.25英寸，至少约0.5英寸，或至少约1.5英寸。可以设想任何合理的上限。应当理解，外径304可以在小于上述最小值的范围内。

在另一个实施例中，本体302的内径306可以是为复合管所设想的任何合理的内径。在一个更特定的实施例中，内径取决于所期望的应用和最终性质。例如，内径可以为至少约0.125英寸，至少约0.5英寸，或至少约1.0英寸。可以设想任何合理的上限。应当理解，内径306可以在小于上述最小值的范围内。

在另一个实施例中，本体302的长度312可以为至少约2米(m)，至少约5米，至少约10米，至少约20米，至少约30米，至少约50米，或者甚至约100米。在另一个实施例中，长度312可以为至少约30m，至少约50m，至少约100m，或至少约125m。长度312通常受到实际问题如储存和运输长的长度的限制，或受到客户对限制生产运行的要求限制，如20m或100m。在另一个实施例中，长度312可以为至少约30m，至少约50m，至少约100m，或至少约125m。

尽管，在图3所示的说明性实施例中，垂直于本体302的轴向的内孔306的横截面具有圆形形状，但是垂直于本体302的轴向的内孔306的横截面可以具有正方形形状、三角形形状或矩形形状。还应注意，复合管300没有在通过模塑工艺形成的管上发现的任何可视化缺陷。例如，复合管300不包括任何分界线。此外，在本体302的一个或多个端部，如远端314、近端316或两者上不存在接合线。

一旦形成和固化，上文公开方法的特定实施例有利地表现出期望的性质，如提高的生产率和改进的复合管。在一个特定的实施例中，有机硅材料的挤出和辐射固化可以形成不能通过常规制造方法实现的复合管。特别地，挤出和辐射固化有利于用有机硅材料和具有常规热固化系统不能加工的tg的热塑性材料来形成复合管。例如，加工条件提供了与tg小于约100℃的热塑性材料直接接触的连续挤出的有机硅材料的复合管。此外，与常规热固化的复合管相比，复合管的至少第二层的辐射固化提供了具有增加的第一层与第二层的粘合性的最终产品。尽管不受理论限制，但认为辐射提供了辐射到至少一种聚合物中的瞬间渗透并同时使至少一种聚合物固化。在一个示例性实施例中，认为辐射提供辐射到有机硅材料、热塑性材料或其组合中的瞬间渗透并同时使有机硅材料固化。

此外，与常规热固化相比，在有或没有热固化的情况下，辐射固化提供了更快的固化。在一个特定的实施例中，辐射能量和热处理的应用为第一层和/或第二层提供了比使用单一能量源的固化快20％的固化时间。在一个更特定的实施例中，辐射能量和热处理的应用为第二层如有机硅材料提供了比使用单一能量源的固化快20％的固化时间。

在有或者没有热固化的情况下，辐射固化的更快固化进一步提供了有机硅材料与热塑性材料的增加的粘合性，由于认为增加的粘合反应速率具有与交联反应相当的速率，因此有机硅材料与热塑性材料之间的结合形成增加。例如，当在室温下以平行的剥离配置进行测试时，复合管的热塑性材料和有机硅材料具有显示出内聚破坏的剥离强度。特别地，可以在没有底漆、化学表面处理、机械表面处理或其任何组合的情况下实现期望的粘合。

一旦形成和固化，上文公开的复合管的特定实施例有利地表现出期望的性质，如氧气渗透速率、化学渗透速率、水渗透速率、耐化学性、润湿性和生物相容性。例如，与由有机硅材料组成的传统硅胶管相比，复合管的氧气渗透减少量大于约50％，如大于约60％，如大于约70％，或者甚至大于约80％。在一个实施例中，与由有机硅材料组成的传统硅胶管相比，复合管具有改善的化学渗透速率和耐化学性。在一个特定的实施例中，当将复合管暴露于化学品时，用较低的速率和膨胀量证明了耐化学性。在另一个实施例中，与由有机硅材料组成的传统硅胶管相比，复合管的水分损失的平均减少量大于约20％，如大于约30％，如大于约40％，或者甚至大于约50％。

许多工业都将复合管材与用于输送和移除流体的设备结合使用。应用是众多的，其中，例如，期望得到期望的氧气渗透速率、化学渗透速率、泵流速、泵寿命和/或水渗透速率。复合管材可以与任何合理的设备结合使用。示例性的设备是医疗装置、药物装置、生物制药装置、化学品输送装置、实验室装置、水处理装置、文件打印装置、食品和饮料装置、工业清洁装置、汽车装置、航空航天装置、电子装置或燃料输送装置。此外，尽管主要描述为复合管，但是可以设想包含至少包括tg不大于约160℃的热塑性聚合物的第一层和与第一层相邻的第二层的任何制品、型材或膜，所述第二层包括挤出的有机硅材料。

图4是根据实施例所述的连接到复合管402的设备400的图。复合管402可以由图1至3的复合管100、200、300来形成。在一个实施例中，设备400是用于向患者提供流体的医疗装置。

在一个实施例中，设备400可包括通过复合管402分配流体的泵。在一个实施例中，设备400可包括蠕动泵、输注泵，肠内供给泵或其组合。

复合管可有助于提供特定量的流体。例如，可设置一个或多个控制器如控制器404以提供指定流速的流体。相对于通过控制器404指定的量，可以分配在特定公差内的一定量的流体。

在一个示例性实施例中，复合管具有期望的流动稳定性和增加的寿命。在一个实施例中，复合管的泵寿命可大于约100小时，如大于约200小时，或者甚至大于约400小时，如通过在400rpm和0psi背压下的蠕动泵送所测量的。在一个示例性实施例中，与由有机硅材料组成的传统硅胶管相比，复合管的水分损失的平均减少量可大于约20％，如大于约30％，如大于约40％，或者甚至大于约50％。

许多不同的方面和实施例是可能的。本文描述了这些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，本领域技术人员应理解，这些方面和实施例仅仅是说明性的，并不限制本发明的范围。实施例可根据下面列出的项目中的任意一个或多个。

实施例1.复合管包括包含tg不大于约160℃的热塑性聚合物的第一层；以及与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含挤出的有机硅材料。

实施例2.形成复合管的方法，其包括提供包含tg不大于约160℃的热塑性聚合物的第一层；通过挤出系统接收有机硅材料；通过所述挤出系统形成与所述第一层相邻的包含所述有机硅材料的第二层；以及用辐射源照射所述有机硅材料以使所述有机硅材料基本上固化。

实施例3.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述热塑性聚合物的tg不大于约160℃，如不大于约100℃，不大于约80℃，或者甚至不大于约50℃。

实施例4.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述热塑性聚合物是聚苯乙烯、聚酯、有机硅共聚物、有机硅热塑性硫化橡胶、共聚酯、聚酰胺、氟聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚醚-酯共聚物、热塑性氨基甲酸酯、聚醚酰胺嵌段共聚物、聚酰胺共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、聚烯烃弹性体、热塑性硫化橡胶、离聚物、聚甲醛(pom)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、缩醛、丙烯酸、聚氯乙烯(pvc)或其组合。

实施例5.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述有机硅材料包括液体有机硅橡胶或高稠度橡胶。

实施例6.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述有机硅材料基本上由粘度为约50,000厘泊至约2,000,000厘泊的液体有机硅橡胶组成。

实施例7.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述第一层与所述第二层直接接触。

实施例8.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述复合管的长度为至少约2米，至少约5米，至少约10米，至少约20米，至少约30米，至少约50米，或者甚至约100米。

实施例9.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述辐射源是波长为约10纳米(nm)至约410nm的紫外线能量。

实施例10.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述第二层具有限定所述管的中心腔的内表面。

实施例11.根据实施例10所述的复合管或形成所述复合管的方法，其还包括与所述第一层的外表面相邻的至少第三层。

实施例12.根据实施例11所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述第三层包含有机硅材料。

实施例13.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述第一层具有限定所述管的中心腔的内表面。

实施例14.根据实施例2所述的形成所述复合管的方法，其还包括通过向所述第二层的有机硅材料提供助粘剂来促进所述第一层与所述第二层之间的粘合、在所述形成所述第二层的步骤之前处理所述第一层的外表面或其组合。

实施例15.根据实施例14所述的形成所述复合管的方法，其中处理所述外表面包括化学蚀刻、物理-机械蚀刻、等离子体蚀刻、电晕处理、化学气相沉积或其组合。

实施例16.根据实施例14所述的形成所述复合管的方法，其中处理所述外表面包括用波长为约10纳米(nm)至约410nm的紫外线能量进行照射。

实施例17.根据实施例2所述的形成所述复合管的方法，其中提供包含所述热塑性聚合物的所述第一层包括挤出所述热塑性材料；以及使所述热塑性材料固化。

实施例18.根据实施例16所述的形成所述复合管的方法，其中使所述热塑性材料固化包括用波长为约10纳米(nm)至约410nm的紫外线能量进行照射。

实施例19.根据实施例2所述的形成所述复合管的方法，其中由所述有机硅材料形成所述第二层包括挤出所述有机硅材料以形成挤出的层。

实施例20.根据实施例2所述的形成所述复合管的方法，其还包括热处理所述复合管。

实施例21.根据实施例20所述的形成所述复合管的方法，其中所述热处理是在不高于所述热塑性弹性体的tg或所述热塑性弹性体的热变形温度(hdt)的温度下。

实施例22.根据实施例20所述的形成所述复合管的方法，其中所述热处理是在约20℃至约200℃，如约20℃至约150℃，如约20℃至约100℃，如约40℃至约80℃，或者甚至约60℃至约80℃的温度下。

实施例23.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中与传统硅胶管相比，所述氧气渗透减少量大于约50％，如不大于约60％，如不大于约70％，或者甚至不大于约80％。

实施例24.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中与由有机硅材料组成的传统硅胶管相比，所述复合管的水分损失的平均减少量大于约20％，如大于约30％，如大于约40％，或者甚至大于约50％。

实施例25.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述复合管的泵寿命为至少约100小时，如至少约200小时，或甚至至少约400小时。

实施例26.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述第一层与所述第二层具有内聚破坏的粘合强度。

实施例27.根据实施例1或2所述的复合管或形成所述复合管的方法，其中所述第一层与所述第二层之间的表面不含底漆。

实施例28.包括根据实施例1所述的复合管的设备，其中所述装置是医疗装置、药物装置、生物制药装置、化学品输送装置、实验室装置、水处理装置、食品和饮料装置、文件打印装置、工业清洁设备、汽车装置、航空航天装置，电子装置或燃料输送装置。

实施例29.一种方法，其包括提供包括泵和根据实施例1所述的复合管的医疗装置；以及使用所述医疗装置向患者分配流体。

实施例30.一种设备，其包括根据实施例1所述的复合管；以及连接到所述管上以分配包含在所述管中的流体的泵。

实施例31.根据实施例29至30所述的设备或方法，其中所述泵包括用于向患者提供流体的医疗装置。

实施例32.根据实施例29至31中任一项所述的设备或方法，其中所述泵是蠕动泵。

实施例33.根据实施例29至32中任一项所述的设备或方法，其中所述泵是输注泵或肠内供给泵。

实施例34.一种复合管，其包括包含聚醚-酯嵌段共聚物的第一层；和与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含粘度为约50,000厘泊至约2,000,000厘泊的挤出的有机硅材料；其中所述复合管的长度为至少约5米。

实施例35.一种复合管，其包括包热塑性聚氨酯的第一层；和与所述第一层相邻的第二层，所述第二层包含粘度为约50,000厘泊至约2,000,000厘泊的挤出的有机硅材料；其中所述复合管的长度为至少约5米。

实施例36.一种复合管，其包括包含有机硅材料的第一层；与所述第一层相邻的包含阻隔层的第二层；以及与所述第二层相邻的第三层，所述第二层包括挤出的有机硅材料；其中所述复合管的长度为至少约5米。

实施例37.根据实施例36所述的复合管，其中所述阻隔层是热塑性聚氨酯。

实施例38.根据实施例36的所述复合管，其中所述有机硅材料包括液体有机硅橡胶、高稠度橡胶或室温硫化有机硅。

本文中所描述的概念将在以下实例中进一步描述，所述实例不限制权利要求中所述的本公开的范围。提供以下实例以更好地公开和教导本发明的方法和组合物。其仅用于说明目的，并且必须承认，在不会对如以下权利要求所述的本发明的精神和范围造成重大影响的情况下，可进行微小的变化和改变。

实例

实例1

挤出具有由热塑性聚酯弹性体组成的第一层和uv固化的液体有机硅橡胶(lsr)的第二层的复合管。热塑性聚酯弹性体的tg为-20℃。使用十字头模头将管材共挤出。当离开模头时，复合管材首先进入波长为约200nm至450nm的uv辐射固化烘箱。复合管材的内径为0.125"，整体外径为0.250"。第一热塑性聚酯弹性体层的厚度为0.010"，外部uv固化的有机硅层的厚度为0.052"。

与传统的硅胶管相比，复合管导致水蒸气透过性(wvtr)的改善性能。在本实例中，与复合管进行比较的“传统硅胶管”是热固化的铂催化的高稠度橡胶(hcr)硅胶管。使用permatranw700wvtr分析仪来比较上述尺寸为0.125"id×0.250"od的复合管以及尺寸为0.125"id×0.250"od的传统硅胶管的wvtr。在23℃和100％相对湿度下，用管材od上的气氛来进行测试。所使用的测试气体是以100sccm的速率的氮气，总体测试循环为60分钟。硅胶管的平均wtvr为0.0041g/(cm-天)，复合管的平均wvtr为0.0026g/(cm-天)。这使通过管材壁的水分损失减少了约35％。

与传统硅胶管材相比，复合管还可导致泵寿命的改善性能。图5示出了相对于由有机硅制成的类似尺寸的产品，0.125"id×0.250"od复合管材的平均流速特性和泵寿命。用于该测试的泵是配备有标准泵头并以400rpm运行的coleparmermasterflexl/s泵驱动器。用于该测试的泵流体为23℃的水。图5示出了复合管材的泵寿命为传统硅胶管的约4倍至5倍长度。还要指出的是，复合管材的流速约在其寿命的前200小时内是稳定的，这对于其中需要泵精度的一些应用是理想的。

实例2

挤出具有由基于芳香族聚酯的热塑性聚氨酯组成的第一层和uv固化的液体有机硅橡胶(lsr)的第二层的复合管。热塑性聚氨酯的tg为-42℃。在夹套型工艺中使用十字头模头将管材共挤出。当离开模头时，复合管进入波长为约200纳米至450纳米的uv辐射固化烘箱。复合管材的内径为0.125"，外径为0.250"。第一热塑性氨基甲酸酯层的厚度为0.008"，外部uv固化的有机硅层的厚度为0.054"。

与传统hcr硅胶管材相比，复合管材可导致泵寿命的改善性能。图6示出了相对于由有机硅制成的类似尺寸的管，0.125"id×0.250"od复合管材的平均流速特性和泵寿命。用于该测试的泵是配备有coleparmer'seasy-load泵头并以400rpm运行的coleparmermasterflexl/s泵驱动器。用于该测试的泵流体为20℃的水。图6示出了复合管材的泵寿命比hcr硅胶管材长约3倍至4倍。尽管hcr有机硅在相同的泵条件下具有较高的初始流速，但在前150小时内的流速稳定性是相似的。

实例3

挤出具有由热塑性共聚酯弹性体组成的第一层和uv固化的高稠度有机硅橡胶(hcr)的第二层的复合管。热塑性共聚酯弹性体的tg为-20℃。在夹套型工艺中使用十字头模头将管材共挤出。当离开模头时，复合管进入波长为约200纳米至450纳米的uv辐射固化烘箱。复合管材的内径为0.250"，外径为0.450"。第一热塑性共聚酯弹性体层的厚度为0.010"，外部uv固化的有机硅层的厚度为0.090"。

与使用铂催化剂的热固化hcr的传统硅胶管材相比，复合管材导致泵寿命提高。更重要的是，复合管材没有突发故障/泄漏。与传统的硅胶管材不同，复合管材保持了流体接触层的完整性，并且不会破裂而导致故障。故障总是由于流速百分比下降跌破25％(诸如化学泵送的应用中的通常要求)。图7示出了管材的泵时间/寿命以及％流速变化。用于该测试的泵是配备有coleparmer'seasy-load泵头并以400rpm运行的coleparmermasterflexl/s泵驱动器。用于该测试的泵流体为23℃的水。

复合管还导致在如通常在化学剂量应用中的间歇泵送条件下的长的泵寿命。图8示出了在间歇泵送测试期间复合管材的泵送时间相比于百分比流速稳定性。用于该测试的泵是配备有coleparmer'seasy-load泵头并以100rpm和15psi的背压间歇式运行的coleparmermasterflexl/s泵驱动器。泵将以100rpm和15psi的背压运行5分钟，然后将关闭10分钟，重复此循环直到故障为止。用于该测试的泵流体是23℃的水。图8示出，复合管材的流速持续下降，但泵寿命非常长。类似于连续泵送测试，复合管材没有通过破裂/泄漏而故障，这在一些化学泵送应用中比传统的有机硅或橡胶管材有优势。

注意，并不是上文在一般描述或实例中描述的所有活动都是必需的，可以不需要一部分具体活动，并且除了所描述的那些之外还可以进行一个或多个另外的活动。此外，列出活动的顺序不一定是进行活动的顺序。

上文已经针对具体实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何特征不应解释为任何或所有权利要求的关键、必需或基本特征。

本文描述的实施例的说明书和附图旨在提供对多个实施例的结构的一般理解。说明书和附图不旨在用作对使用本文所述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。也可以在单个实施例中以组合形式提供分开的实施例，反之亦然，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的多种特征也可以单独地或以任何子组合提供。此外，提及范围中所示的值包括该范围内的每个值。仅仅在阅读本说明书之后，许多其它实施例对本领域技术人员来说而言可变得明显。可以使用并从本公开中导出其它实施例，以使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或另外改变。因此，认为本公开是说明性的而不是限制性的。