具有多层中间片层的热塑性复合管的制作方法

文档序号:14943490发布日期:2018-07-17 07:08阅读:175来源:国知局

在现有技术中,所谓的未粘合柔性管非常常用于此应用领域。该种类的管包含通常为塑料管形式的内衬作为对所输送流体流出的屏障,以及在该内衬外侧上的一个或更多个加固层。未粘合柔性管可包含另外的层,例如在内衬内侧上的一个或更多个加固层,以便防止内衬在高外压下塌陷。此种内加固通常被称为骨架。另外,可包含外部护套,以便提供对液体从外部环境渗入至加固层或者另外的内置的聚合物或金属功能层的屏障,和作为对外部机械负荷的防护。

典型的未粘合柔性管以举例方式描述于wo01/61232、us6123114和us6085799中;此外详细表征于apirecommendedpractice17b,“recommendedpracticeforflexiblepipe”,第3版,2002年3月中以及apispecification17j,“specificationforunbondedflexiblepipe”,第2版,1999年11月中。

在该上下文中术语“未粘合”意指包含加固层和塑料层的层中的至少两者非粘附性相互接合。在实践中,管包含至少三个加固层,所述加固层在管的全长上不直接也不间接(即经由另外的层)相互接合。这致使管是易弯曲且足够柔性的,以便其被卷起用于运输目的。

在常规的未粘合柔性管中,加固层通常由以螺旋形布置的钢丝、钢型材或钢带组成,其中各个层可以相对于管轴以不同的缠绕角度形成(拉伸加固),并且压力加固主要在圆周方向上卷绕。在此类未粘合柔性管中,钢组件暴露于所输送介质的腐蚀作用。由于材料的最终选择和复杂的构造,该种类的管是比较昂贵的。高固有重量是非常不利的,尤其在用于在深海中海上-油输送的较长提升管的情况下。

一段时间以来,已有对其中采用热塑性复合管(也称作热塑性复合管(thermoplasticcompositepipes))的开发的描述。这些是具有由热塑性材料组成的单或多层内衬里作为内片层的管。复合片层(composit-lage)以材料配合(stoffschluessig)的接合方式或在一些情况下甚至以未接合方式,例如通过卷绕单向纤维增强带条而被施加至所述内衬里。该种类的复合管公开于例如wo95/07428和wo99/67561中。其生产另外描述于wo02/095281、wo2006/107196、wo2012/118378、wo2012/118379和wo2013/188644中。

在这些复合管的情况下,在次最优材料组合中,富纤维带条片层与毗连表面之间的粘附不足以抵抗安装和操作中、尤其在海上应用中的应力,如连接至配件或用夹紧装置装配和该种类的构造所经受的苛刻试验条件,是一个普遍问题。在此以举例方式提及在快速气体减压试验中或在显著弯曲力的作用下层的脱离。因此,在现有技术中作出尝试,优选对带条基材和毗连表面、例如内衬里的外表面使用相同种类的聚合物(对此参见,例如,“thermoplasticcompositepipe:ananalysisandtestingofanovelpipesystemforoil&gas”;由j.l.c.g.dekanter和j.leijten在2009年英国爱丁堡的iccm17会议上陈述)。

在具有单壁衬里的热塑性复合管的情况下,由聚乙烯制成的衬里管在低温范围(持续温度高达约50℃)内使用,并且由聚酰胺如pa11或pa12制成的衬里管在高达约80℃的更高温度下使用。在甚至更高的温度下,使用高成本材料如聚偏二氟乙烯(pvdf)或甚至聚醚醚酮(peek)。考虑到对耐化学剂性、耐老化性和耐热性的要求,在许多情况下可能使用包含由pa11或pa12组成的基材的复合件。经常发现由不同复合层构建复合片层是适当的,其中不同的复合层各自具有基于不同聚合物的基材。因此,在许多情况下,向外布置的复合层的基材可基于较便宜或具有提高的柔性的聚合物。这是可能的,因为管壁的外部区域关于耐热性、耐所输送介质性和扩散阻挡作用的要求较低。然而,在不同材料组合的情况下通常产生的一个问题是在不同复合层之间应如何实现所需的粘附。

本领域技术人员知晓,两个不同的热塑性层的彼此接合可或者经由材料相容性或者经由化学反应进行。当涉及同种聚合物时,则材料相容性存在于理想情况下。从多层管开发和多组分注塑的经验中已知,当熔体例如在共挤出中被施加至熔体时,可在提高的温度和停留时间下相当有效地实现化学结合。然而,当固化表面首先必须通过热熔体熔化并且化学反应仅可利用较少时间时,相同材料组合的良好粘附更加难以实现。甚至在相同种类的聚合物的情况下,如此产生的接合可具有不足的强度。当两种复合配对体(verbundpartner)在其表面处熔化、之后接合并然后彼此互压时,产生了更好的复合件。然而,这里也一样,化学反应的时间短,因此与必须通过化学反应或经由材料相容性(即通过扩散过程)实现的接合相比,相同种类的聚合物之间的接合通常具有更好的粘附。

本发明的目的是提供一种用于生产热塑性复合管的方法,利用所述方法,一方面在衬里、第一复合层的带条基材和后续复合层的带条基材的材料组合中实现高自由度,并且另一方面在临界层边界处给出非常好的粘附。

隐含问题由此得以解决,即基于不同聚合物的带条片层彼此接合以便产生膜,所述膜的一个表面包含第一复合层的聚合物b并且另一个表面包含后续复合层的聚合物c。然后,在施加热下将膜接合至第一复合层,并且在另一个步骤中,在施加热下接合至后续复合层的第一带条片层。

因此,本发明涉及一种用于生产热塑性复合管的方法,所述方法包括以下步骤:

a)提供具有壁的管状衬里,所述壁在外表面的区域中包含热塑性聚合物a;

b)提供包含增强纤维的带条,所述增强纤维在包含热塑性聚合物b的基材中;

c)提供包含增强纤维的带条,所述增强纤维在包含热塑性聚合物c的基材中;

其中聚合物a和聚合物b是相同或不同的,并且聚合物b和聚合物c是不同的,

d)借助焊接将步骤b)中提供的带条施加至管状衬里,

e)任选地将相同种类的另外的带条片层材料配合地施加至步骤d)中施加的带条片层,

f)其中使第一复合层的外表面以及膜的接触表面熔化之前、同时或之后,将膜或在步骤g)中产生且由膜和步骤c)中所提供的带条组成的复合件施加至如此形成的第一复合层,其中膜的接触表面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物b的模塑料组成,并且其中膜的对置(外)表面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物c的模塑料组成;

g)其中使所施加膜的外表面以及带条的接触表面熔化之前、同时或之后,将步骤c)中提供的带条施加至膜的外表面;

h)任选地将相同种类的另外的带条片层材料配合地施加至步骤g)中施加的带条片层,

其中第二复合层在步骤g)和任选h)中产生,

i)任选地最后施加聚合物料的外置覆盖片层。

在第一实施方案中,聚合物a和聚合物b是相同的。在这种情况下,在步骤d)中,其中使衬里的外表面以及带条的接触表面熔化之前、同时或之后,将带条直接施加至衬里的外表面。

在第二实施方案中,聚合物a和聚合物b是不同的。在这种情况下,带条和衬里彼此接合以便产生膜,所述膜的一个表面包含衬里表面的聚合物a并且另一个表面包含带条基材的聚合物b。然后,在施加热下将膜接合至衬里,并且在另一个步骤中,在施加热下接合至第一带条片层。因此,使用与在不同复合层的接合中相同的概念。因此,在此步骤d)由以下分步骤组成:

d1)其中使衬里的外表面以及膜的接触表面熔化之前、同时或之后,将膜或在步骤d2)中产生且由膜和步骤b)中所提供的带条组成的复合件施加至管状衬里,其中膜的接触表面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物a的模塑料组成,并且其中膜的对置(外)表面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物b的模塑料组成;

d2)其中使所施加膜的外表面以及带条的接触表面熔化之前、同时或之后,将步骤b)中提供的带条施加至膜的外表面。

在下文中应详细阐明本发明,其中除非另外规定,这些阐明同样明确涉及第一和第二实施方案。

管状衬里通常具有15至400mm范围内、优选20至300mm范围内和更优选25至255mm范围内的内径。其壁厚通常在2至40mm范围内,优选在2.5至30mm范围内且更优选在3至20mm范围内。衬里可为单层或多层。如果其为单层,则其由包含至少30重量%、优选至少40重量%、更优选至少50重量%、最优选至少60重量%和尤其优选至少70重量%、至少80重量%或至少85重量%的聚合物a的模塑料组成,在每种情况下基于总的模塑料。如果衬里为多层,则外层由该模塑料组成;内层可由具有例如对所输送介质的组分的阻挡作用或化学防护功能的模塑料组成。内层和外层可通过增粘剂层彼此接合。

聚合物a可为例如聚烯烃、聚酰胺、聚邻苯二甲酰胺(ppa)、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、氟聚合物、聚苯硫醚(pps)、聚醚砜、聚苯砜(ppsu)或者聚芳醚酮如peek或pek。在优选实施方案中,单层衬里的模塑料或多层衬里的外层的模塑料不包含除聚合物a以外的任何其他聚合物。

步骤b)和c)中提供的带条包含增强纤维。这些可为例如玻璃纤维,碳纤维,芳族聚酰胺纤维,硼纤维,陶瓷纤维(例如由al2o3或sio2组成),玄武岩纤维,碳化硅纤维,聚酰胺纤维,聚酯纤维,液晶聚酯纤维,聚丙烯腈纤维,和聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚酮或聚醚醚酮的纤维。在此优选玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维和玄武岩纤维。纤维的截面可为例如圆形、矩形、卵形、椭圆形或茧形。利用其截面偏离圆形的纤维(例如扁平玻璃纤维),可能实现在最终部件中更高的纤维充填度和因此更高的强度。纤维可以作为短纤维或长纤维,或优选作为连续纤维、例如以编织形式或更优选作为单向纤维片层来使用。

增强纤维在带条中的体积份额通常为10%至85%,优选15%至80%,更优选20%至75%且尤其优选25%至70%。

在步骤b)和c)中提供的带条中,增强纤维的类型和其体积份额可不同。

这些带条的基材分别由包含至少30重量%、优选至少40重量%、更优选至少50重量%、最优选至少60重量%和尤其优选至少70重量%、至少80重量%或至少85重量%的聚合物b或聚合物c的模塑料组成,在每种情况下基于总的模塑料。聚合物b或聚合物c可为例如聚烯烃、聚酰胺、聚邻苯二甲酰胺(ppa)、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、氟聚合物、聚苯硫醚(pps)、聚醚砜、聚苯砜(ppsu)或者聚芳醚酮如peek或pek。聚合物b和聚合物c是不同的。这意指它们在化学组成上不同;分子量、支化度或端基的差异是不显著的。上述者也在第二实施方案中适用于聚合物a和聚合物b的差异性。

带条可根据任何现有技术方法来生产。单向连续纤维增强带条的生产详细描述于例如ep0056703a1、ep0364829a2、us4883625、wo2012/149129、wo2013/188644和wo2014/140025中。可能的生产方法是例如熔体施加,用聚合物溶液浸渍并去除溶剂,膜浸渍或粉末浸渍。

通常,所用带条具有5至500mm的宽度和优选8至200mm的宽度,而厚度通常在0.1至1mm范围内,优选在0.1至0.5mm范围内且更优选在0.15至0.35mm范围内。在此,总的复合片层,即所有带条片层或复合层的总和在1至100mm范围内,优选在5至90mm范围内且更优选在10至80mm范围内。对于不同的带条片层而言,可能使用不同的带条几何形状。所用带条可具有任何合适的截面。此外,可能针对不同带条片层使用不同的增强纤维。

以举例方式对聚合物a、聚合物b和聚合物c提及的聚合物是本领域技术人员众所周知的并且可以多种商品等级商购获得,因此不需要再具体描述。可用的聚烯烃的实例包括聚丙烯、聚乙烯或交联聚乙烯。合适的聚酰胺是例如pa6、pa66、pa610、pa88、pa8、pa612、pa810、pa108、pa9、pa613、pa614、pa812、pa128、pa1010、pa10、pa814、pa148、pa1012、pa11、pa1014、pa1212和pa12,或基于这些聚酰胺中的一种的聚醚酰胺或聚醚酯酰胺。聚邻苯二甲酰胺可为例如pa66/6t、pa6/6t、pa6t/mpmdt(mpmd代表2-甲基戊二胺)、pa9t、pa10t、pa11t、pa12t、pa14t、pa6t/6i、pa6t/10t、pa6t/12、pa10t/11、pa10t/12或pa612/6t。合适的氟聚合物为例如聚偏二氟乙烯(pvdf),乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe),借助于例如丙烯、六氟丙烯、乙烯基氟或二氟乙烯的三元组分改性的etfe(例如efep),乙烯-氯三氟乙烯共聚物(e-ctfe),聚氯三氟乙烯(pctfe),氯三氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物(cpt),四氟乙烯-六氟丙烯-二氟乙烯共聚物(thv),四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)或四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)。在此还可用的是具有至最多40重量%的例如三氟乙烯、氯三氟乙烯、乙烯、丙烯和六氟丙烯的其他单体的基于二氟乙烯的共聚物。

除聚合物a或聚合物b或聚合物c之外,根据本发明使用的模塑料可任选地包含另外的聚合物和惯用的助剂或添加剂。在优选实施方案中,用于衬里的模塑料不包含除聚合物a以外的任何另外的聚合物。在另一个优选实施方案中,衬里和用于第一复合层的带条的模塑料不包含除聚合物a或聚合物b以外的任何另外的聚合物。

在步骤f)中施加的膜在第一实施方案中是单层膜,并且在第二实施方案中是多层膜。

在第一实施方案中,膜的热塑性组分由包含至少30重量%、优选至少35重量%和更优选至少40重量%的聚合物b以及至少30重量%、优选至少35重量%和更优选至少40重量%的聚合物c的模塑料组成,在每种情况下基于总的模塑料。因为聚合物b和c是不同的,所以它们通常彼此不相容。在这种情况下,模塑料必须包含增容剂,或两种聚合物b和c经由化学反应至少部分地彼此相连。

具有增容剂的模塑料的一个实例是包含至少30重量%的程度的聚酰胺如pa11或pa12、至少30重量%的程度的氟聚合物如pvdf和有效量的丙烯酸酯共聚物的模塑料。合适的丙烯酸酯共聚物公开于例如ep0673762a2中。可能的是例如0.1重量%至10重量%的丙烯酸酯共聚物存在于模塑料中;在模塑料的生产中,适当的是在熔体中预混氟聚合物和丙烯酸酯共聚物。

具有化学连接的模塑料的一个实例是包含至少30重量%的程度的聚酰胺如pa11或pa12和至少30重量%的程度的半芳族聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺(ppa)如pa6t/6、pa6t/66、pa6t/6i、pa6t/10t或pa6t/12的模塑料。在熔体混合时,由于高温,在此发生转酰胺基反应,从而生成具有pa11-或pa12-嵌段和ppa-嵌段的嵌段共聚物。这些充当两种组分之间的增容剂。

在第二实施方案中,在最简单的情况下多层膜由两个层组成。它优选由三个层组成。然而,它还可由四个、五个或甚至更多个层组成。仅由此存在层数的上限,因为挤出无限薄的层是不能实行的。由于可行性,因此上限是9层且优选7层。

两层膜的实例是:

-朝向第一复合层且由包含50重量%至80重量%的聚合物b和20重量%至50重量%的聚合物c的模塑料组成的层,和朝向第二复合层且由包含50重量%至80重量%的聚合物c和20重量%至50重量%的聚合物b的模塑组合物组成的层。两种模塑料适当地还包含0.1重量%至10重量%的增容剂。在此,以及如在以下实例中,百分比数据是基于各层的总的模塑料。

-在第一复合层具有pvdf-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少30重量%的pvdf和2.5重量%至50重量%的ep0673762a2中所公开的丙烯酸酯共聚物的模塑料组成;朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚酰胺,例如pa11或pa12组成。

-在第一复合层具有ppa-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少40重量%的相同ppa的模塑料组成;朝向第二复合层的层由至少50重量%的程度的与第二复合层的基材相同的聚酰胺,例如pa11或pa12组成。两种模塑料可另外包含0.1重量%至25重量%的含有酸酐基团的聚烯烃抗冲改性剂。

-在第一复合层具有pps-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少50重量%的pps和3重量%至30重量%的含有酸酐基团且还可含有丙烯酸酯单元的聚烯烃抗冲改性剂(商品名为例如lotader®)的模塑料组成;朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚酰胺,例如pa11或pa12组成。

-在第一复合层具有pa11-或pa12-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少40重量%的程度的相同聚酰胺和30重量%至60重量%的含有酸酐基团的聚丙烯或聚乙烯的模塑料组成;朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚丙烯或聚乙烯组成。

-在第一复合层具有peek-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少30重量%的程度的peek和20重量%至70重量%的程度的聚酰亚胺或聚醚酰亚胺的模塑料组成;朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的ppa组成,其中用于该层的ppa优选包含过量氨基端基以改善粘附。用于第二复合层的ppa可在端基含量上与其相异。

三层膜的实例是:

-朝向第一复合层且由包含至少40重量%的聚合物b的模塑料组成的层。这之后是由包含至少30重量%的聚合物b、至少30重量%的聚合物c和任选地0.1重量%至20重量%的增容剂的模塑料组成的增粘剂层。朝向第二复合层的层包含至少40重量%的程度的聚合物c。

-在第一复合层具有pvdf-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少30重量%和优选至少50重量%的pvdf的模塑料组成。这之后是根据ep0673762a2由丙烯酸酯共聚物或根据ep0618390a1由聚酰胺/丙烯酸酯共聚物混合物组成的增粘剂层。朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚酰胺组成;正如用于增粘剂层的聚酰胺;对此的实例是pa11或pa12。

-在第一复合层具有ppa-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少40重量%的相同ppa的模塑料组成。这之后是由包含至少30重量%的该ppa和至少30重量%的与其接合的聚酰胺的模塑料组成的增粘剂层。朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚酰胺,例如pa11或pa12组成。

-在第一复合层具有pps-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少50重量%的程度的pps的模塑料组成。这之后是由包含至少50重量%的pps和3重量%至30重量%的含有酸酐基团且还可含有丙烯酸酯单元的聚烯烃抗冲改性剂(商品名为例如lotader®)的模塑料组成的增粘剂层。朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚酰胺、例如pa11或pa12组成。

-在第一复合层具有pa11-或pa12-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少40重量%的程度的相同聚酰胺的模塑料组成。这之后是由酸酐官能化聚乙烯(在第二复合层的基材基于聚乙烯的情况下)或酸酐官能化聚丙烯(在第二复合层的基材基于聚丙烯的情况下)组成的增粘剂层。朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的聚乙烯或聚丙烯组成。

-在第一复合层具有peek-外表面的情况下,朝向第一复合层的膜的层由包含至少40重量%的程度的peek的模塑料组成。这之后是由包含至少50重量%的聚酰亚胺或聚醚酰亚胺的模塑料组成的增粘剂层。朝向第二复合层的层至少50重量%的程度由与第二复合层的基材相同的ppa组成,其中用于该层的ppa优选包含过量氨基端基以改善粘附。第二复合层的基材的ppa可在端基含量上与其相异。

在这些实例中重量%-数据仅是例示性的;它们可根据权利要求书和说明书中给出的一般性数据变化。

在第二实施方案中,在步骤d)中衬里和第一复合层的第一带条片层同样通过相应的置于中间的膜接合。与上文相同的阐述在此适用于步骤f)中施加的膜;仅需用“衬里”代替术语“第一复合层”、用“聚合物a”代替“聚合物b”、用“聚合物b”代替“聚合物c”和用“第一复合层”代替“第二复合层”。

在两个实施方案中,单层膜以已知方式通过挤出生产,多层膜以同样已知的方式通过共挤出、挤出涂布或层压生产。

待施加的膜通常作为带条存在。膜带条螺旋形围绕第一复合层或衬里卷绕,其中角度依赖于带条宽度和管直径。这完全取决于,很大程度上无缝和优选几乎完全无缝地覆盖第一复合层或衬里的外表面;卷绕角基本上不重要,只要可能无皱褶地卷绕该膜片层。有利地,卷绕膜以使得不出现重叠和间隙。然而,可能容许小的重叠或间隙。卷绕在由卷绕应力或由压紧装置产生的压紧力下实现。为了提高膜的抗拉强度并因此防止已软化膜在卷绕过程中撕裂,一个或更多个膜层可包含单向增强纤维。然而,为了不使与毗连层的粘附恶化,在此可取的是不选择过高的纤维含量。通常,3体积%至20体积%范围内的纤维含量是足够的。该特定实施方案是由三个或更多个层组成的膜,其中中间层(在三层膜的情况下)或中间的层的至少一者(在膜由多于三个层组成的情况下)包含单向增强纤维。在这种情况下,纤维含量可例如在3体积%至40体积%范围内。单向增强纤维通常定向于膜带条的轴向上。包含纤维增强层的该种类的多层膜可例如通过层压各个层、通过将未增强层挤出至增强层上或通过将模塑料挤出至铺展纤维片层上来生产。

在一个可能的实施方案中,所提供的膜直接平面接合至后续复合层的第一带条片层的带条;在这种情况下,带条和富含相应聚合物的膜的侧面彼此焊接。在该实施方案中,先进行步骤d2)或步骤g)。该实施方案的一个优点是所需卷绕应力不能导致膜撕裂,因为膜被带条增强。该种类的复合件可例如通过层压带条和膜生产。

重要的是在第一复合层和膜或衬里和膜的焊接中使两个接触面熔化。在一个实施方案中,例如借助红外辐射、热空气、热气体、激光辐射、微波辐射或直接通过接触式加热,使两个接触面熔化。然后,例如借助于卷绕应力或借助压紧体、例如辊或钳,已熔化的接触面彼此互压。然后,应维持压紧力直至已熔化的区域固化。在另一个实施方案中,膜被卷绕并然后借助可加热的压紧体间接或者直接地从外部熔化。必须计量热功率以使得第一复合层或衬里的外表面在此也熔化。此后,维持压紧力直至已熔化的区域固化。该方法可借助于卷绕台和下游固结台来进行,如描述于例如wo2012/118379中。

膜的厚度必须足以能够吸收卷绕力。另一方面,膜必须是足够易弯曲的。膜通常具有0.1至3mm范围内、优选0.3至2mm范围内和更优选0.5至1.2mm范围内的厚度。

在步骤d2)或g)中,利用压紧力,将带条施加至如此获得的结构或者富含聚合物b[步骤d2)]或聚合物c[步骤g)]的膜的表面。如在膜的情况下,所需的压紧力可通过卷绕应力或借助压紧体来实现。这里也一样,在一个实施方案中,例如借助红外辐射、热空气、热气体、激光辐射、微波辐射或直接通过接触式加热,使两个接触面熔化。然后,已熔化的接触面彼此互压。然后,应维持压紧力直至已熔化的区域固化。在另一个实施方案中,带条被卷绕并然后借助可加热的压紧体间接或者直接地从外部熔化。必须计量热功率以使得先前所施加膜的外表面在此也熔化。此后,维持压紧力直至已熔化的区域固化。带条的卷绕和在步骤e)和h)中任选另外带条片层的卷绕是现有技术;因此不需准确描述工序。对于细节,参考在说明书的引言部分中引用的现有技术。

如果在应用上需要,根据步骤h),在可确保与先前复合层的材料配合地接合的情况下,可施加具有由基于另一种聚合物的模塑料组成的基材的一个或更多个另外的复合层。例如,可以与上文所描述相同的方式,通过相应构建的单-或多层膜来产生粘附。同样地,在这些另外的复合层的情况下,增强纤维在带条中的体积份额通常为10%至85%,优选15%至80%,更优选20%至75%且尤其优选25%至70%,其中纤维优选作为单向纤维片层存在。

为了保护外复合层,任选地可能最后施加由增强或未增强聚合物料组成、毗连复合片层的层作为外置的覆盖片层。这是热塑性模塑料或者热塑性或可交联或已交联弹性体。覆盖片层优选牢固粘附至外带条片层。出于这一目的,有利的是选择用于覆盖片层的材料以使得其包含至少30重量%的与外复合层的基材中相同的聚合物或与其相容的聚合物。在这种情况下,覆盖片层可例如借助直角挤出机头来施加并因此材料配合地接合至外复合层。然而,如果覆盖片层基于与外复合层的材料不相容的聚合物,则可能以与上文所描述相同的方式,通过相应构建的单-或多层膜来产生粘附。还可通过可交联弹性体的交联来产生粘附。

本发明还涉及一种可使用根据本发明的方法生产的热塑性复合管。它从内向外包含以下组件:

a)具有壁的管状衬里,所述壁在外表面的区域中包含热塑性聚合物a;

b)中间片层,只有当聚合物a和聚合物b不同时,其与衬里直接且材料配合地接合,其中接合至衬里的接触面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物a的模塑料组成,并且其中接合至后续第一复合层的对置接触面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的热塑性聚合物b的模塑料组成;

c)第一复合层,其直接且材料配合地接合至外衬里表面或中间片层并且在包含聚合物b的基材中包含增强纤维,

d)中间片层,其直接且材料配合地接合至第一复合层,并且其中接合至第一复合层的接触面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物b的模塑料组成,并且其中接合至第二复合层的对置接触面的区域由包含至少30重量%的程度、优选至少40重量%的程度、更优选至少50重量%的程度、尤其优选至少60重量%的程度和最优选至少70重量%的程度的聚合物c的模塑料组成;

e)第二复合层,其直接且材料配合地接合至该中间片层并且在包含聚合物c的基材中包含增强纤维,

f)任选地,聚合物料的外置覆盖片层,

其中聚合物a和聚合物b是相同或不同的,并且聚合物b和聚合物c是不同的。

优选地,热塑性复合管由组分a)、c)至e)或a)、c)至f)(第一实施方案)或者由组分a)至e)或a)至f)(第二实施方案)组成。

该热塑性复合管的各个实施方案从生产方法的以上说明中得出。

在根据本发明的方法中,在关键方法步骤中通过相同聚合物的接合实现了更好的粘附质量。另外,可能使用单层衬里管。可因此继续利用现存的大管挤出装置而不进行改建。同时,可能选择比衬里的聚合物更便宜的聚合物或更利于应用技术的聚合物用于复合片层或第二复合层的基材。

根据本发明的管尤其适合于油或气输送中的海上应用,例如用于将产品运输至平台,用于与钢管线连接,用作运输管线,和尤其例如用作脐式管,用作提升管,用作跨接管线,用作流动管线,用作介入管线,用作下行管线,用作注射管线或用作压力管线。本发明同样涉及以下用途:用于运输任选加压的烃或其混合物,如原油、裂解气、三相物(即油-气-水混合物)、已加工油(已在海底处部分加工)、已加工气、汽油或柴油,用于运输注射介质如水(例如用于维持洞穴中的压力)、油田化学品、甲醇或co2,和用于传导液压油(例如用于海底处的致动器)。此外,在陆上领域或其他工业应用中,尤其在管与连接元件之间力配合地(kraftschluessig)必须在管的轴向方向上传递较高力的那些应用中,根据本发明的管也适合用作压力传导管线。

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