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DE3439312A1 - Kunststoffschlauch - Google Patents

Kunststoffschlauch

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Publication number
DE3439312A1
DE3439312A1 DE19843439312 DE3439312A DE3439312A1 DE 3439312 A1 DE3439312 A1 DE 3439312A1 DE 19843439312 DE19843439312 DE 19843439312 DE 3439312 A DE3439312 A DE 3439312A DE 3439312 A1 DE3439312 A1 DE 3439312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rubber
polyamide
plastic hose
nylon
mixture
Prior art date
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Granted
Application number
DE19843439312
Other languages
English (en)
Other versions
DE3439312C2 (de
Inventor
Junji Aichi Koizumi
Koji Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Publication of DE3439312A1 publication Critical patent/DE3439312A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3439312C2 publication Critical patent/DE3439312C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/085Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more braided layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen flexiblen Kunststoffschlauch,
  • der sich insbesondere als Leitung für fluorierte Kohlenwasserstoffe (Freon) eignet. Der erfindungsgemässe Kunststoffschlauch umfasst ein Polyamid-Kautschuk-Gemisch als innere Schicht, über die ein Polyolefinmaterial mit funktionellen Gruppen als äussere Schicht gelegt ist.
  • Im allgemeinen sind als Leitungen für fluide Materialien zwei Arten von Schläuchen bekannt. Die eine, seit langem bekannte Schlauchart besteht aus einem kunststoffbeschichteten, schlauchförmigen Textilmantel. Dieser Schlauchtyp, z.B. in Form von Feuerwehrschläuchen, ist als Leitung für Wasser, Gas und wässrige Aufschlämmungen weit verbreitet.
  • Schläuche dieser Art sind zäh und eignen sich für zahlreiche Anwendungszwecke im Freien, wo sie starken Umweltbeanspruchungen ausgesetzt sind. Diese Schläuche haben aber auch einige schwerwiegende Nachteile. Einer dieser Nachteile besteht darin, dass sie nicht voll flexibel sind, insbesondere wenn ihr Durchmesser nur etwa 2,5 cm (1 in) beträgt.
  • Sie neigen zur Bildung von Knicken oder Falten, wenn sie in Übereinstimmung mit der Oberfläche von kompliziert geformten Strukturen gebogen oder gekrümmt werden. Ein weiterer Nachteil dieser Schläuche besteht darin, dass sie, insbesondere bei Verwendung unter erhöhtem Druck, nicht als Leitungen für verschiedene organische Flüssigkeiten verwendet werden können, da das kautschukartige Beschichtungsmaterial dieser Schläuche durch die organische Flüssigkeit durch Ablösen oder Quellen beeinträchtigt werden kann. Beim anderen bekannten Schlauchtyp handelt es sich im wesentlichen um einen Kunststoffschlauch, der gegebenenfalls mit einem Schutzüberzug versehen ist. Schläuche dieser Art sind flexibler, insbesondere bei kleineren Durchmessern. Bei entsprechender Wahl des Harzmaterials für derartige Schläuche ist es möglich, verschiedenartige fluide Materialien durch diese Schläu- che zu leiten.
  • Bei den letztgenannten Schlauchtypen weiss man, dass eine gewisse Verbesserung in bezug auf Gasdurchlässigkeit und Beständigkeit gegen Ozon, öl und Warme sowie eine Gewichtsersparnis erzielt werden kann, wenn man Polyamid als Harzmaterial für den Schlauch verwendet. Im Vergleich mit herkömmlichen Schläuchen aus kautschukartigen elastischen Materialien sind jedoch Polyamidschläuche so starr, dass sie nur schwer gebogen oder gekrümmt werden können. Sie neigen sogar zur Bildung von Rissen oder Brüchen, wenn sie mit Gewalt gekrümmt werden. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird gemäss der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 52-163220 ein Polyamidschlauch einer Wellenbehandlung unterzogen, um dessen Flexibilität zu verbessern. Jedoch zeigt ein Polyamidschlauch mit einer derartigen Wellenstruktur eine verringerte Druckfestigkeit. Ferner wurde zur Verbesserung der Flexibilität eines Polyamidschlauchs vorgeschlagen, einen doppellagigen Schlauch zu verwenden, bei dem der starre Polyamidschlauch als innere Schicht vorgesehen ist, über die ein elastischer Schlauch gelegt wird.
  • Dabei soll die Dicke des Polyamidschlauchs weniger als 0,5 mm betragen. Gemäss diesem Vorschlag besteht immer noch der Nachteil, dass der innere Polyamidschlauch zur Rissbildung oder zum Abschälen neigt. Da Polyamid eine Tendenz zur Absorption von Feuchtigkeit zeigt, wird innerhalb von Polyamidschläuchen Wasser angesammelt, was beim beabsichtigten Verwendungszweck schädliche Auswirkungen haben kann. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäss der offengelegten japanischen Gebrauchsmusterschrift 56-120#82 eine Schicht zur Verhinderung des Eindringens von Wasser vorgeschlagen.
  • Dabei wird chlorsulfoniertes Polyäthylen als derartige Schicht zur Verhinderung des Eindringens von Wasser zwischen eine erste Verstärkungsschicht und eine zweite Verstärkungsschicht gelegt. Wendet man dieses Verfahren auf Polyamidschläuche an, so wird eine zusätzliche Verfahrensstufe zum Vulkanisieren des chlorsulfonierten Polyäthylens erforderlich, was die Herstellung derartiger Schläuche erschwert.
  • Ferner sind aus der offengelegten japanischen Gebrauchsmusterschrift 58-94975 Kautschukschläuche bekannt, die aus einer dünnen inneren Metall-Kunststoff-Verbundschicht und einer Kautschukschicht mit einer darin enthaltenen verstärkenden Faserschicht bestehen. Derartige Kunststoffschläuche sollen sich in bezug auf ihre Flexibilität und die Undurchlässigkeit gegenüber fluorierten Kohlenwasserstoffen und Feuchtigkeit als ausgezeichnet erweisen. Diese Kautschukschläuche haben jedoch immer noch den Nachteil, dass es schwierig ist, eine vollständige Haftung zwischen der Verbundschicht und der Kautschukschicht zu erreichen.
  • Kürzlich wurde festgestellt, dass die aus der Wasserabsorptionsfähigkeit von Polyamid resultierenden Nachteile überwunden werden können, indem man das Polyamid mit einem harzartigen Material der Polyolefinreihe mit funktionellen Gruppen, das eine gute Wasserundurchlässigkeit aufweist, coextrudiert und dabei eine feste Bindung des harzartigen Materials auf der äusseren Oberfläche des Polyamidschlauchs bewirkt. Andererseits wurde auch festgestellt, dass durch Bereitstellung eines Polyamids mit guter Flexibilität zur Überwindung der aus der starren Beschaffenheit dieses Materials resultierenden Nachteile durch Vermischen des Polyamids mit einem Weichmacher oder Kautschuk oder durch Copolymerisation des Polyamids mit einem Kautschuk, die Haftung des Polyamids am harzartigen Material der Polyolefinreihe mit einem Gehalt an funktionellen Gruppen erheblich verschlechtert wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die vorerwähnten Nachteile von Polyarnidschläuchen zu überwinden und Kunststoffschläuche mit verbesserter Flexibilität und Wasserundurchlässigkeit bereitzustellen. Erfindungsgemäss sollen somit Kunststoffschläuche durch Coextrusion einer gemischten Polyamid-Kautschuk-Masse als innerer Schicht und eines harzartigen Materials der Polyolefinreihe mit einem Gehalt an funktionellen Gruppen als äusserer Schicht hergestellt werden. Diese Kunststoffschläuche sollen ferner undurchlässig für fluo- rierte Kohlenwasserstoffe sein und sich somit als Leitungen für Kühlmedien eignen.
  • Zur Überwindung der vorerwähnten Nachteile wurden zahlreiche Untersuchungen an Kunststoffschläuchen, insbesondere an Polyamidschläuchen durchgeführt. Dabei wurde überraschenderweise festgestellt, dass bei Vulkanisation von Kautschuk in dispersem Zustand in einem Polyamid und bei anschliessender Coextrusion der gemischten Polyamid-Kautschuk-Masse als innerer Schicht mit einem harzartigen Material der Polyolefinreihe mit einem Gehalt an funktionellen Gruppen als äussererSchicht ein Kunststoffschlauch erhalten wird, bei dem sämtliche vorerwähnten Nachteile von herkömmlichen Kunststoffschläuchen vollständig beseitigt sind.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit ein Kunststoffschlauch mit doppellagiger Struktur, der als innere Schicht ein Polyamid-Kautschuk-Gemisch mit einer Phasenstruktur, bei der das Polyamid als Matrixphase und der Kautschuk als disperse Phase vorliegt, wobei dieses Gemisch durch Vermischen des Polyamids mit dem Kautschuk in Gegenwart eines Vulkanisiermittels erhalten worden ist, und als äussere Schicht ein harzartiges Material der Polyolefinreihe, das über darin enthaltene funktionelle Gruppen fest an das Polyamid-Kautschuk-Gemisch gebunden ist, aufweist.
  • Der erfindungsgemässe Kunststoffschlauch wird durch Coextrusion der vorerwähnten gemischten Polyamid-Kautschuk-Masse mit einer Phasenstruktur, bei der das Polyamid als Matrixphase und der Kautschuk als disperse Phase vorliegen, mit einem harzartigen Material der Polyolefinreihe mit einem Gehalt an funktionellen Gruppen, das eine gute Wasserundurchlässigkeit und Haftfähigkeit an Polyamiden aufweist, hergestellt.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer grundlegenden Aus- führungsform eines Plastikschlauchs der Erfindung; und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer für die Praxis besonders geeigneten Ausführungsform des Kunststoffschlauchs der Erfindung.
  • In Fig. 1 ist eine innere Schicht 1 aus der Polyamid-Kautschuk-Masse mit der vorerwähnten Phasenstruktur vorgesehen, über der sich eine äussere Schicht 2 befindet, die aus dem harzartigen Material der Polyolefinreihe, das über darin enthaltene funktionelle Gruppen an die innere Schicht gebunden ist, besteht. Da die innere Schicht 1 eine solche Struktur aufweist, dass die vulkanisierte Kautschukphase in der Polyamid-Matrixphase dispergiert ist, erweist sich die innere Schicht 1 in bezug auf die Flexibilität stark verbessert und erweist sich insgesamt als weitgehend undurchlässig für Freon. Andererseits ist die äussere Schicht 2, die sich vom harzartigen Material der Polyolefinreihe mit funktionellen Gruppen ableitet, an der äusseren Fläche der inneren Schicht 1 durch Coextrusion vorgesehen, wobei die im harzartigen Material enthaltenen Gruppen teilweise oder ganz an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichten 1 und 2 mit dem Polyamid unter Bildung eines integral verbundenen Schlauchs umgesetzt worden sind. Somit lässt sich die äussere Schicht 2 nur schwer von der inneren Schicht 1 ablösen und verleiht der inneren Schicht 1 eine gute Wasserundurchlässigkeit. Unter dem Ausdruck "Coextrusion" ist eine gleichzeitige Extrusion des Polyamid-Kautschuk-Gemisches in geschmolzenem Zustand und dem harzartigen Material der Polyolefinreihe in geschmolzenem Zustand unter Ausformung eines doppellagigen Schlauchs aus der Mischschmelze zu verstehen.
  • Der Coextrusionsvorgang selbst wird auf herkömmliche Weise, beispielsweise unter Verwendung eines Doppelextruders, durchgeführt. In bezug auf die Dicke der inneren oder der äusseren Schicht bestehen keine speziellen Beschränkungen. Im allgemeinen werden die Dicke der inneren oder der äusseren Schicht je nach Art und Druck des durch den Schlauch zu leitenden fluiden Mediums und je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck gewählt, wobei diese Dicken i:n allgemeinen im Bereich von 0,2 bis 5 mm und vorzugsweise von 0,5 bis 2 mm liegen. In entsprechender Weise bestehen keine speziellen Beschränkungen hinsichtlich des Schlauchdurchmessers, da der Durchmesser in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, z.B. Beständigkeit gegen Innendruck, Art der durchzuleitenden fluiden Medien, Länge des Schlauchs, Flexibilität sowie Grösse von Verbindungsstücken, an die die Schläuche angeschlossen werden, variieren kann. Im allgemeinen beträgt der Durchmesser 5 bis 30 mm und vorzugsweise 10 bis 20 mm.
  • Die in Fig. 2 gezeigte,für die Praxis besonders geeignete Ausführungsform des erfindungsgemässen Schlauches weist eine innere Schicht 1 auf, die mit der äusseren Schicht 3 bedeckt ist. Darüber befinden sich eine Verstärkungsschicht 4 und eine äussere Schicht oder Schutzschicht 5. Die Schichten 4 und 5 dienen im allgemeinen der Verstärkung und dem Schutz des Schlauchs gegen Beschädigungen von aussen. Im allgemeinen wird als Verstärkungsschicht 4 ein gewebtes oder nicht-gewebtes Textilmaterial und als Schutzschicht 5 ein kratzfestes, abriebbeständiges Harzmaterial verwendet. Gegebenenfalls können diese Schichten 4 und 5 weiter verstärkt werden, indem man ihnen Metallfäden, Drähte oder andere verstärkende Bestandteile einverleibt. Dabei ist festzuhalten, dass die Verstärkungsschicht 4 und die Schutzschicht 5 für den erfindungsgemässen Schlauch Eventualbestandteile darstellen, von denen je nach Bedarf einer oder beide eingesetzt werden. Die Schichten 4 und/oder 5 können integral mit Hilfe eines entsprechenden Bindemittels mit dem Schlauch verbunden werden.
  • Das für die gemischte Polyamid-Kautschuk-Masse, die die innere Schicht 1 darstellt, verwendete Polyamid wird unter den handelsüblichen Polyamidmaterialien ausgewählt. Entsprechende Beispiele hierfür sind Nylon 6, Nylon 6-6, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 6-9, Nylon 6-10, Nylon 8 oder Gemische oder Copolymerisate dieser Polyamide, wie Nylon 6/6-6 oder Nylon 6/6-10. Die Verwendung von Nylon 6 oder 6-6 liefert eine relativ weiche Mischung, während Nylon 11 eine Mischung mit mässiger Flexibilität ergibt. Im Hinblick auf die gewünschte Flexibilität und die erwünschte Verwendung eines handelsüblichen Materials werden vorzugsweise Nylon 6, Nylon 6-6 oder Nylon 11 verwendet.
  • Der mit dem Polyamid zu vermischende Kautschuk in der inneren Schicht 1 wird aus einer grossen Anzahl von natürlichen und synthetischen Kautschukarten ausgewählt. Spezielle Beispiele hierfür sind Naturkautschuk (NR), Isoprenkautschuk (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR), Chloroprenkautschuk (CR), Athylen-Propylen-.Kautschuk (EPM, EPDM), chlorsulfoniertes Polyäthylen (CSM), chloriertes Polyäthylen (CPE), Acrylkautschuk (ACM), Epichlorhydrinkautschuk (EO, ECO), Urethankautschuk (U), Siliconkautschuk (Q), Fluorkautschuk (FKM) und Butadienkautschuk (BR). Ferner können chemisch modifizierte Derivate der vorerwähnten Kautschuksorten und Gemische dieser Kautschuksorten verwendet werden, z.B. mit Carboxyl- oder Epoxygruppen modifizierte Kautschukscrten und Gemische von NBR und ECHO. Unter diesen Kautschuksorten werden Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, säuremodifizierter (z.B. mit einem Gehalt an Carboxylgruppen) A'#thylen-Propylen-Kautschuk und Gemische aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Epichlorhydrinkautschuk bevorzugt, da sie gut mit dem Polyamid verträglich sind und Schläuche mit zufriedenstellender Festigkeit ergeben. Die Verwendung eines Gemisches aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Epichlorhydrinkautschuk ist besonders bevorzugt, da es einen Schlauch mit hervorragender Beständigkeit gegen Czon und gegen Weisswerden unter Beanspruchung ergibt.
  • In der inneren Phase werden das Polyamid und der Kautschuk in Mengenverhältnissen von 30 bis 70 Gewichtsprozent Polyamid auf 70 bis 30 Gewichtsprozent Kautschuk verwendet.
  • übersteigt der Polyamidanteil 70 Gewichtsprozent, so lässt sich die gewünschte Verbesserung der Flexibilität des Schlauchs kaum mehr feststellen. Liegt der Polyamidanteil andererseits unter 30 Gewichtsprozent, so werden die thermcplastischen Eigenschaften der Masse beeinträchtigt, so dass die Bearbeitbarkeit erheblich leidet. Ein Polyamidanteil von 4C bis 60 Gewichtsprozent und ein Kautschukanteil von 60 bis 40 Gewichtsprozent werden für den erfindungsgemässen Schlauch besonders bevorzugt.
  • In der Polyamid-Kautschuk-Mischung wird der Kautschuk in dispergiertem Zustand im Polyamidmedium mit Hilfe eines Vulkanisiermittels (oder Vernetzungsmittels) vulkanisiert (oder vernetzt). Nähere Angaben über spezielle Vulkanisiermittel können nicht gemacht werden, da dieses stark je nach der Art des verwendeten Kautschuks variiert. Im allgemeinen werden solche Vulkanisiermittel bevorzugt, die eine Vulkanisation (Vernetzung) des verwendeten Kautschuks bei der Knettemperatur (Mischtemperatur) innerhalb von 3 bis 30 Minuten bewerkstelligen. Im allgemeinen wird eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des Polyamids als Knettemperatur gewählt. Ist die Vulkanisationsgeschwindigkeit des Kautschuks zu schnell, so wird es schwierig, den Kautschuk als disperse Phase in der Polyamid-Matrixphase zu dispergieren.
  • Beispiele für Vulkanisiermittel (Vernetzungsmittel), die unter derartigen Bedingungen wirksam sind, sind m-Phenylenbis-maleinimid oder ein Gemisch aus m-Phenylen-bis-maleinimid und Dibenzothiazyldisulfid für ungesättigte Kautschuksorten, wie SBR und NER, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy)-hexin-3 für Kautschuksorten, die zur Bildung von Peroxybrücken befähigt sind, wie EPM, EPDM und BR, sowie Alkylphenol-Formaldehyd-Harze (reaktive Typen) oder ähnliche Phenolharze für SBR, NBR, CR, IIR und Kautschuksorten mit einem Gehalt an Carboxylgruppen. Diese Vulkanisiermittel sind im Handel erhältlich und werden in solchen Mengen verwendet, die für die Vulkanisation des verwendeten Kautschuks im allgemeinen erforderlich sind. Durch Verkneten des Kautschuks mit dem Polyamid in Gegenwart des Vulkanisiermittels bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunkts des verwendeten Pclyamids wird die gewünschte gemischte Polyamid-Kautschuk- Masse mit einer Phasenstruktur, bei der der Kautschuk als disperse Phase und das Polyamid als Matrixphase vorliegen, erhalten.
  • Das zur Coextrusion mit dem Polyamid-Kautschuk-Gemisch verwendete harzartige Material der Polyolefinreihe enthält funktionelle Gruppen, die zur Reaktion mit dem Polyamid fähig sind. Das harzartige Material leitet sich von Polymerisaten oder Copolymerisaten von mindestens einem niedrigen Olefin, wie Athylen, Propylen und Butylen ab, wobei die Gesamtmenge an Athylen, Propylen undoder Butylen 50 Gewichtsprozent oder mehr beträgt und funktionelle Gruppen, wie Carboxylgruppen, Epoxygruppen und Aminogruppen, in der Molekülkette des Polyolefins enthalten sind. In diesem Fall beträgt der Gehalt an funktionellen Gruppen 0,01 bis 5 Gewichtsprozent des Polymerisats oder Copolymerisats. Das Molekulargewicht des harzartigen Materials beträgt mindestens 10 000. Beispiele für derartige harzartige Materialien sind ADMER LF500, ADMER AT207T (Mitsui Petrochemical Ind., Co., Ltd., Japan), Modic H-20F, Modic H-400F und Mcdic L-400H (Mitsubishi Yuka KK, Japan). Bei diesen harzartigen Materialien handelt es sich um Polyäthylen mit funktionellen Gruppen. Beispiele für weitere Arten von harzartigen Materialien sind ADMER QF500 und Modic P-300M, bei denen es sich um Polypropylen mit funktionellen Gruppen handelt.
  • Der erfindungsgemässe Schlauch wird durch Extrusion hergestellt. Beispielsweise werden das Polyamid, der Kautschuk und das Vulkanisiermittel (Vernetzungsmittel) in einen Extruder gegeben und 3 bis 30 Minuten bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des verwendeten Polyamids geknetet, wobei sich ein Polyamid-Kautschuk-Gemisch mit einer Phasenstruktur, bei der das Polyamid als Matrixphase und der vulkanisierte Kautschuk als darin dispergierte Phase vorliegen, gebildet wird. Die Masse wird sodann mit dem harzartigen Material der Polyolefinreihe mit einem Gehalt an funktionellen Gruppen, die zur Umsetzung mit dem Polyamid in der Lage sind, coextrudiert. Dieses harzartige Ma- terial wird getrennt in den Extruder gegeben und auf geschmolzenen Zustand erwärmt. Bei der Coextrusion wird das die äussere Schicht darstellende harzartige Material chemisch an das die innere Schicht darstellende Polyamid-Kautschuk-Gemisch gebunden, wodurch ein integral verbundener Schlauch entsteht.
  • Der auf diese Weise gebildete Kunststoffschlauch weist die in Fig. 1 dargestellte Struktur auf. Gegebenenfalls wird er auf herkömmliche Weise zu einem für die Praxis wünschenswerten Schlauch der in Fig. 2 gezeigten Art verarbeitet.
  • Als Verstärkungsschicht 4 eignet sich ein gewebtes oder nicht-gewebtes Polyester-Textilmaterial. Als obere Schutzschicht 5 ist Polyurethanharz geeignet, da es sehr wasserfest ist und eine gute Abriebbeständigkeit aufweist. Jedoch können für die Schicht 4 beliebige Arten von faserartigen Materialien und für die obere Schicht 5 von ungesättigten Polyestern abgeleitete Kautschuksorten verwendet werden.
  • Gegebenenfalls kann der Schlauch weiter geschützt werden, indem man ihn mit einer Metallfolie oder -schicht umgibt.
  • Wird die die innere Schicht darstellende gemischte Polyamid-Kautschuk-Masse, bei der das Polyamid als Matrixphase vorliegt, in geschmolzenem Zustand mit dem die äussere Schicht bildenden Polyolefinmaterial coextrudiert, so ergibt sich eine Haftfähigkeit des Polyolefinmaterials, die im Vergleich zu ähnlichen Polyamidmassen, wie üblichem mit Kautschuk abgemischten Nylon, mit Kautschuk copolymerisiertem Nylon oder weichgemachtem Nylon, hervorragend ist. Somit ist die Abschälfestigkeit der inneren Schicht von der äusseren Schicht beim erfindungsgemässen Kunststoffschlauch wesentlich höher als bei ähnlichen doppellagigen Kunststoffschläuchen. In Tabelle I sind die Ergebnisse von Vergleichsversuchen zusammengestellt, bei denen die Abschälfestigkeit der inneren Schicht (Polyamid-Kautschuk-Masse) und der äusseren Schicht (Polyolefinmaterial) des Kunststoffschlauchs der Erfindung mit den entsprechenden Werten von herkömmlichen Kunststoffschläuchen verglichen sind.
  • Tabelle I Abschälfestigkeit, Versuch innere Schicht kg/2,54 cm *1 Vergleichsbeispiel 1 Nylon 12 3,2 lr 2 weichgemachtes *2 Nylon 12 2 1,8 11 3 Nylon 12/NBR-Gemisch*3 1,5 115 (unvernetzt) Beispiel 1 Nylon 12/NBR-Gemisch 3,1 (vernetzt) *1 DAIAMID L-2140 (Daicel Chemical Industries, Ltd., Japan) *2 DAIAMID L-2121 (15 Prozent weichgemacht) (Daicel Chemical Industries, Ltd., Japan) *3 DAIAMID L-2140/N-220S-Gemisch, N-220S (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., Japan).
  • Dieses Gemisch wird hergestellt, indem man DAIAMID L-21#0 und N-220S in einem Mischungsverhältnis von 50:50 (Gewichtsprozent) unter Verwendung eines 30 mm-Doppelextruders (L/D = 28) bei einer Zylindertemperatur von 200°C, einer Schneckendrehzahl von 80 U/min und einer Extrudiermenge von 5 kg/h verknetet.
  • 14 DAIAMID L-2140/N-220S-Gemisch (vernetzt).
  • Dieses vernetzte Gemisch wird hergestellt, indem man ein Gemisch von DAIAMID L-2140/N-220S (50:50 Gewichtsprozent) mit m-Phenylen-bis-maleinimid in einer Menge von 2 TpH (Teile pro Hundert) versetzt und das Gemisch unter den vorerwähnten Bedingungen verknetet.
  • Anmerkung 1: Als harzartiges Material der Polyolefinreihe mit funktionellen Gruppen wird H-20F (Mitsubishi Yuka KK, Japan) verwendet.
  • Anmerkung 2: Die Teststücke der verwendeten Proben werden unter Verwendung einer Schmelzpresse unter den folgenden Bedingungen hergestellt: Temperatur: 210 0C Druck: 100 kg/cm2 Zeit: 3 min Anmerkung 3: Die Messung wird bei einer Querkopfgeschwindigkeit von 50 mm/min unter Verwendung eines Autographen (Shimazu Seisakusho, Japan) vorgenommen.
  • Der erfindungsgemässe Kunststoffschlauch zeichnet sich durch eine spezielle doppellagige Struktur aus, bei der die für fluorierte Kohlenwasserstoffe (Freon) undurchlässige innere Schicht aus einer vernetzten Kautschuk-in-Polyamid-Matrix und die wasserundurchlässige äussere Schicht aus dem funktionelle Gruppen aufweisenden harzartigen Material besteht, wobei letzteres chemisch unter Bildung eines integralen Schlauchs an der inneren Schicht gebunden ist. Somit weist der erfindungsgemässe Kunststoffschlauch nicht nur eine hervorragende Flexibilität auf, sondern er ist auch für fluorierte Kohlenwasserstoffe und Wasser undurchlässig.
  • Somit werden sämtliche Nachteile herkömmlicher Kunststoffschläuche vermieden. Aufgrund dieser wertvollen Eigenschaften eignet sich der erfindungsgemässe Kunststoffschlauch insbesondere als Leitung für Kühlmedien, wie fluorierte Kohlenwasserstoffe (Freon), in Kraftfahrzeugkühlern und Klimaanlagen.
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Claims (8)

  1. Kunststoffschlauch Patentansprüche 1. Kunststoffschlauch mit doppellagiger Struktur, gekennzeichnet durch - als innere Schicht ein Polyamid-Kautschuk-Gemisch mit einer Phasenstruktur, bei der das Polyamid als Matrixphase und der Kautschuk als disperse Phase vorliegt, wobei dieses Gemisch durch Vermischen des Polyamids mit dem Kautschuk in Gegenwart eines Vulkanisiermittels erhalten worden ist, und - als äussere Schicht ein harzartiges Material der Polyolefinreihe, das chemisch über darin enthaltene funktionelle Gruppen an das Polyamid-Kautschuk-Gemisch gebunden ist.
  2. 2. Kunststoffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Polyamid um Nylon 6, Nylon 6-6, Nylon 12, Nylon 6-9, Nylon 6-10, Nylon 8 oder ein Gemisch oder Copolymerisat davon handelt.
  3. 3. Kunststoffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Kautschuk um natürlichen Kautschuk, Isoprenkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Isobutylen-Isopren-Kautschuk, Chloroprenkautschuk, Athylen-Propylen-Kautschuk, chiorsulfoniertes Polyäthylen, chloriertes Polyäthylen, Acrylkautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, Urethankautschuk, Siliconkautschuk, Fluorkautschuk, Butadienkautschuk, modifizierte Kautschuksorten der vorerwähnten Kautschukarten mit einem Gehalt an Carboxyl- oder Epoxygruppen sowie Gemische dieser Kautschukarten handelt.
  4. 4. Kunststoffschlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Kautschuk um ein Gemisch aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Epichlorhydrinkautschuk handelt.
  5. 5. Kunststoffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vulkanisiermittel in der Lage ist, die Vulkanisation des Kautschuks bei der Mischtemperatur innerhalb von 3 bis 30 Minuten zu bewerkstelligen.
  6. 6. Kunststoffschlauch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Vulkanisiermittel um m-Phenylenbis-maleinimid, ein Gemisch aus m-Phenylen-bis-maleinimid und Dibenzothiazyldisulfid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy)-hexin-3 oder Phenolharze handelt.
  7. 7. Kunststoffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 30 bis 70 Gewichtsprozent Polyamid auf 70 bis 30 Gewichtsprozent Kautschuk verwendet worden sind.
  8. 8. Kunststoffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim harzartigen Material der Polyolefinreihe um ein Polymerisat oder Copolymerisat von Athylen, Propylen und/oder Butylen handelt, wobei die Gesamtmenge an Äthylen, Propylen und/oder Butylen mindestens 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat oder Copoly- merisat, beträgt und funktionelle Gruppen, die mit dem Polyamid reaktionsfählg sind, in der Molekülkette in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat oder Copolymerisat, enthalten sind.
DE19843439312 1983-10-27 1984-10-26 Doppellagiger flexibler Kunststoffschlauch, insbesondere als Leitung für fluorierte Kohlenwasserstoffe Expired DE3439312C2 (de)

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