低渗透的泵软管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明针对适于在燃料（诸如汽油、乙醇汽油、柴油和生物柴油）的输送中使用的 软管。这些软管对于与常规的和蒸汽回收燃料分配泵（诸如用于给汽车和卡车加油的那 些）结合中的使用而言是特别有价值的。
【背景技术】
[0002] 对燃料泵所用的软管（诸如在汽油加油站和卡车休息站所使用的那些）存在广泛 的性能需求。例如，这种软管必须结实、耐用、柔性、耐有机溶剂、耐体积膨胀、提供较长的使 用寿命、并且具有对汽油的低渗透性。这种燃料软管还必须能够以防止燃料逸出的方式结 合到配件（fittings)。
[0003] 目前存在进一步改进这种软管的要求，以使它们对于燃料（诸如汽油、乙醇汽油 (含有大量诸如10%或更多乙醇的汽油）、柴油和生物柴油）甚至更少的渗透。这是因为移 动穿过软管的燃料最终蒸发并逸出到大气内，这是一个环境问题。因此，这种软管必须遵守 由环境保护局、加州空气资源委员会和许多其它政府机关强制规定的各种标准。然而，改进 这种软管的对燃料特别是乙醇汽油渗透的抗性而不损害软管所需的物理和化学特性已被 证实是一项非常困难的任务。
【发明内容】
[0004] 本发明的泵软管（curbpumphose)(燃料软管）提供对汽油和乙醇汽油相当高水 平的抗渗透性（小于10克/平方米/天）。这是在不损害软管的其它重要特性的情况下实 现的，所述特性诸如强度、耐用性、柔性和耐体积膨胀性。这些软管还提供较长的使用寿命， 并且能够以防止燃料逸出的方式联接到配件。
[0005] 本主题发明更具体地公开了一种泵软管，其包括：（a)管层，其中所述管层包括第 一丁腈橡胶，所述第一丁腈橡胶具有在约28重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量， 并且其中所述管层包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性聚合 物（fluorothermoplastic)粘合促进剂（adhesionpromotingagent) ;(b)位于管层上 的屏障层（barrierlayer)，其中所述屏障层包括含氟热塑性聚合物；（c)位于屏障层上 的摩擦层，其中所述摩擦层包括第二丁腈橡胶，所述第二丁腈橡胶具有在约28重量％至约 50重量％范围内的丙烯腈含量，并且其中所述摩擦层还包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈 橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；（d)位于摩擦层上的增强层（reinforcement layer)，其中所述增强层包括编织钢丝，其中所述编织钢丝具有在约30%至约60%范围内 的丝包覆率；以及（e)位于增强层上的包封层，其中所述包封层包括聚氯乙烯。
[0006] 本发明还披露了一种泵软管，其包括：(a)管层，其中所述管层包括第一丁腈橡 胶，所述第一丁腈橡胶具有在约25重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量；(b)位于管 层上的连接层（tielayer)，其中所述连接层包括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至 少一种含氟热塑性粘合促进剂；（c)屏障层，其位于连接层上，其中所述屏障层包括含氟热 塑性聚合物；(d)位于屏障层上的摩擦层，其中所述摩擦层包括第二丁腈橡胶，所述第二丁 腈橡胶具有在约15重量％至约50重量％范围内的丙烯腈含量，并且其中所述摩擦层还包 括第三丁腈橡胶，所述第三丁腈橡胶包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂；(e)位于摩擦 层上的增强层，其中所述增强层包括编织钢丝，其中所述编织钢丝具有在约30%至约60% 范围内的丝包覆率；以及（f)位于增强层上的包封层，其中所述包封层包括聚氯乙烯。
【附图说明】
[0007] 图1是示出其中各种层的本发明的泵软管的剖视图。
[0008] 图2是本发明泵的另一替代性实施例的剖视图，其包括位于所述管层和屏障层之 间的连接层。
[0009] 图3示出具有位于摩擦层上的丝编织图案的增强层（未示出包封层）。
【具体实施方式】
[0010] 本发明的泵软管10在图1中示出并且通常具有约0.720英寸到0.780英寸的内 径和约1. 115英寸到1. 165英寸的外径。软管10具有相对于软管的径向方向以及纵向的 软管轴线的管层（芯层）1。管层1是软管的最内层。该管状内部芯层限定软管的管腔11 并通常为约0. 045英寸到0. 095英寸厚。管层更通常为从0. 060英寸到0. 080英寸厚。管 状内部芯层1在本领域内通常被简称为"管"或简称为"芯"。
[0011] 管层1包括第一丁腈橡胶，所述第一丁腈橡胶具有在约28重量％到约50重量％ 范围内的丙烯腈含量。第一丁腈橡胶通常地具有在约30重量％到约45重量％范围内的 丙烯腈含量，并将更通常地具有在约35重量％到约45重量％范围内的丙烯腈含量。在许 多情况下，第一丁腈橡胶将具有在约38重量％到约42重量％范围内的丙烯腈含量。在管 层中使用的第一丁腈橡胶用过氧化物固化剂（peroxidecurative)和助剂（coagent)固化 (cured)，所述过氧化物固化剂和助剂在约4至10份（phr:在每100重量份橡胶中的重量 份）的水平。
[0012] 例如，软管的管层中所采用的丁腈橡胶在固化过程中可使用的过氧化物诸如过氧 化二异丙苯，a-a双（叔丁基过氧化）二异丙苯，过氧化苯甲酰，2, 4-二氯过氧化苯甲酰， 1，1-双（叔丁基过氧）3, 3, 5-三甲基环己烷，2, 5-二甲基-2, 5-双（叔丁基过氧化）己 烷，2, 5-二甲基-2, 5-双（叔丁基过氧化）己炔-3,和正丁基4, 4-双（叔丁基过氧）戊酸 醋（n_butyl4, 4-bis(t_butylperoxy)valerate)。最优选和可商购到的过氧化物固化剂是 来自Arkema公司的Di- Cup?40KE和Vul-Cup?40KE。基于100份的基础聚合物（base polymer)通常采用从1到约10份的过氧化物。
[0013] 在本发明的软管管层中使用的丁腈橡胶也可含有对于本领域内的普通技术人员 公知的常规或适当量的各种添加剂。这种添加剂可包括但不限于用于防止过快固化的阻滞 剂、抗氧化剂、加工助剂、补强剂（reinforcingagents)和填料，所述填料诸如炭黑、白炭黑 (silica)、其它矿物填料、木质素以及类似物。补强填料通常在50份至150份范围内的水 平下使用。
[0014] 在管层中使用的第一丁腈橡胶还包括至少一种含氟热塑性粘合促进剂。这 种粘合促进剂包括：(a)至少一种金属氧化物，其选自于由氧化镁、氧化钙、和水滑石 (hyrdrotalcite)所构成的组；和（b)有机鐵盐或二胺盐。金属氧化物通常地以15份至40 份范围内的水平存在，优选以20份至30份范围内的水平存在。有机鑰盐通常以约3份至 8份范围内的水平存在，同时二胺盐以1份至4份范围内的水平存在。对于有机鑰盐而言 优选以4份至6份范围内的水平存在，同时二胺盐以2份至3份范围内的水平存在。可在 管层中使用的附加的丁腈橡胶配方在美国专利6, 270, 901和美国专利6, 482, 522中有所描 述。美国专利6, 270, 901和美国专利6, 482, 522的教导出于描述可在本发明的软管管层中 使用的各种丁腈橡胶配方的目的通过引用并入本文。
[0015] 屏障层2位于管层1的外面。屏障层包括含氟热塑性聚合物且通常地为从0. 003 英寸至0. 017英寸厚。屏障层更通常地为从0. 006英寸至0. 014英寸厚。所述含氟热塑性聚 合物通常是半结晶含氟聚合物，其具有在l〇〇°C至275°C范围内并且通常在120°C至250°C 范围内的峰值熔融温度，如通过ASTMD4591所测定的那样。在许多情况下，该半结晶含氟 聚合物将具有在130°C至200°C范围内的峰值熔融温度。对于半结晶含氟聚合物而言具有 在140°C至185°C范围内的峰值熔融温度通常是优选的。对于半结晶含氟聚合物而言具有 在150°C至175°C范围内的峰值熔融温度通常是更优选的。对于半结晶含氟聚合物而言具 有在160°C至170°C范围内的峰值熔融温度通常是最优选的。
[0016] 半结晶含氟聚合物将通常具有在25, 000至1，000, 000范围内的数均分子量，小 于5重量％的氢含量，以及在65重量％至76重量％范围内的氟含量。半结晶含氟聚合 物将通常包括六氟丙稀、偏氟乙稀（vinylidenedifluoride)和四氟乙稀的共聚重复单元 (interpolymerizedrepeatunits)，其中在半结晶含氟聚合物中的重复单元以基本随机 的顺序分布。六氟丙烯重复单元通常以在50重量％至70重量％范围内的水平存在，其中 所述偏氟乙烯重复单元以在10重量％至30重量％范围内的水平存在，并且其中四氟乙烯 重复单元以在10重量％至30重量％范围内的水平存在。
[0017] 在半结晶含氟聚合物中六氟丙烯重复单元通常以在55重量％至65重量％范围内 的水平存在，其中所述偏氟乙烯重复单元以在15重量％至25重量％范围内的水