[发明专利]聚偏氟乙烯包覆的具有较好弯曲性的挠性金属管

说明书

本发明涉及一种包覆了一层聚偏氟乙烯的挠性金属管，其特征在于，在金属管壁与聚偏氟乙烯层之间插入一层聚氨酯热塑性弹性体，以改善管子整体的挠曲性。

构成挠性金属管的一种熟悉的方法是将许多金属圈一个接一个地相互螺旋搭接和/或互联。圈与圈之间的这种相互搭接或者互联，使金属管表面呈波纹形。而且，这样结构的挠性金属管在圈与圈之间形成缝隙，可透气和渗油，因而在里面或外面没有不渗透性材料包覆时不能使用。

为达到不渗漏，特别对于在石油和天然气中应用的挠性管道来说，可以将这种金属管用氟化聚合物包覆，具体说用聚偏氟乙烯包覆。聚偏氟乙烯由于它的结晶性，对液体和气体几乎不敏感和不渗透，并且它的强度在150℃左右这样的温度条件下，能保持许多年，因此这是被选用为包覆挠性金属管的一种材料。虽然如此，但聚偏氟乙烯的刚性使它不能在这方面使用，特别是对大管径的管子来说，因为卷曲半径很有限。

为克服这个缺点，将聚偏氟乙烯加以增塑，但实践表明，增塑剂会从聚合物中渗移出来，若干时期之后聚合物又开始恢复其起始刚性，并且这还取决于在管道中流体的温度。

本发明管子的卷曲性能比没有聚氨酯弹性体层的同样管子提高30％。值得指出的是这种卷曲性能提高可在整个管子热老化过程中得到的。卷曲性能的这种改进甚至出现在最初用增塑的聚偏氟乙烯包覆挠性金属管时，和在热老化过程中除去了增塑剂的情况下。

本发明的目的是要最大限度地保持该金属管的挠曲性，同时也要防止聚偏氟乙烯在包覆过程中进入管子的联接缝隙，还要使挠性管与聚偏氟乙烯包皮之间不渗漏。

为达到这些效果，在挠性金属管与聚偏氟乙烯包皮之间插入一层聚氨酯热塑性弹性体。

为符合本发明的要求，建议采用肖氏A硬度小于92(按DIN 53505标准测定)的聚氨酯热塑性弹性体。另外也建议在热老化过程中使这种弹性体的粘度大幅度地降低，在120℃下经30天之后，粘度最好能降低至少60％。在200℃时，该聚氨酯热塑性弹性体通常具有的粘度范围限定如下。这些值是按非牛顿流体所用的Rabinowvitch修正值计的。

 修正的剪切速率     秒^-1    粘度  千帕·秒     4.09     13.64     36.15     122.91    0.7    0.25    0.19    0.12    1.3    0.85    0.78    0.70表中的剪切速率也是剪切变形的速度梯度。附图1和2表示本发明管子的剖面图。挠性金属管(3)的铰接互联(1，2)使金属圈之间形成缝隙和空间，(4)。聚氨酯热塑性弹性体层(5)将该金属管覆盖，并填充到金属圈之间的这些空隙。该聚氨酯热塑性弹性体层是作为中间层在挠性金属管与聚偏氟乙烯外层(6)之间。

作为包覆用的聚偏氟乙烯是选自均聚物和共聚物至少含50％1，1—二氟乙烯单元，也可选自增塑的均聚物和共聚物。增塑的聚偏氟乙烯含的增塑剂一般少于16％，该增塑剂通常是从一种聚酯衍生的。

不排除使用其它的氟化或非氟化的聚合物或共聚物与聚偏氟乙烯混合。但该混合物中仍然要使聚偏氟乙烯的含量最多，以便尽可能地限制机械强度和化学性能的损失。

制造本发明管子所采用的方法是包覆金属电缆或管子所常用的一些已知方法。例如可采用共挤塑法，用两台挤塑机将聚偏氟乙烯与聚氨酯热塑性弹性体同时进行共挤塑，用一个机头箱来分布直角机头的料流，在箱的中心接收挠性金属管使之包覆。也可以用传统的挤塑/包覆方法，先用聚氨酯热塑性弹性体包覆挠性金属管，然后在第二次挤塑/包覆时，用聚偏氟乙烯层包覆管子整体。