[发明专利]具有铝合金芯管的多层管

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层管(multi-layer or multilayer tube)，该多层管包含：铝合金管，该铝合金管优选由弯成管形状的铝合金板制成，具有内表面和外表面；第一聚合物层，该第一聚合物层结合至所述外表面；以及任选的第二聚合物层，该第二聚合物层结合至所述内表面。此外，本发明还针对铝合金在多层管中的用途。

背景技术

在下文中将会明了的是，除非另作说明，铝合金牌号和状态代号(temper designations)是指由美国铝业协会(Aluminum Association)在2009年出版的“Aluminum Standards and Data and the Registration Records”中的“Aluminum Association designations”，且易于被铝合金领域的技术人员所熟悉和理解。

除非另作说明，对于合金组成或优选合金组成的任何描述，所指的百分数均为重量百分数。

已经发现，由共挤出的聚合物材料组成的多层管(常常缩写为MLT)、尤其是用粘合剂结合至金属芯的聚乙烯管或聚丙烯管在建筑行业(例如用作卫生水管(sanitary pipes)、供热管(heating pipes)、配气管(gas distribution pipes)等)和其他行业(如医药行业、化学行业和食品行业)中得到了广泛应用。与完全由塑料材料制成的管相比，具有铝合金芯层的多层管不透氧，并具有更高的强度和耐热性以及低的膨胀系数。这种多层管具有柔性，并且由于它们可被弯曲并可被就地切割成期望的长度，所以易于安装。多层管还优于仅由金属制成的管，这是因为塑料的内层和塑料外层改进了耐腐蚀性并充当了噪声屏障。多层管还减轻了重量，并具有更好的可成形性。

出于机械强度和长期性能的目的，这类多层管具有外部聚合物材料层、内部聚合物材料层和管形式的铝芯层。通常，内部聚合物材料层和外部聚合物材料层分别通过外部粘合层和内部粘合层结合至所述铝芯层。

在一般的供暖和卫生应用中的多层管最关键的性质之一是在升高的温度下、对恒定且持续的内压的抗压性。通常，通过根据ASTM-F1281、ASTM-F1282或DVGW-W542的标准化内压试验对这一性质进行测试，在该试验中，将多层管保持在30bar和95℃下直至该管损坏。由直至损坏的时间可以推知该管在例如建筑物的卫生水系统中所遇到的条件(即，20bar、温度为70℃)下的预期寿命。如果要使金属芯层保持尽可能细，对持续内压的抗压性高是尤其重要的；对于具有更大直径的管来说也是如此。

目前，在多层管中用作芯层的铝合金是AA3003和AA3005-系列铝合金。

AA3003-系列铝合金以wt％计具有如下化学组成：

Si    ＜0.6；

Fe    ＜0.7；

Cu    0.05-0.20；

Mn    1.0-1.5；

Zn    ＜0.10；

杂质，每种＜0.05，总共＜0.15；

余量的铝。

由于该铝合金相对廉价且具有足够的强度，所以此前已将其用于多层管。然而，它在持续压力试验下表现并不好。

专利文献WO-2008/057608-A1公开了铝合金产品和具有由所述铝合金制成的管壁的多层管，所述铝合金以wt％计含有：

Si       0.2-1.4；

Fe+Mn    1.1-1.8；

Cu       0.15-0.5；

Mg       ＜0.20；

Ti       ＜0.20；

Zn    ＜1.5；

其他杂质或偶存元素(incidental element)，每种＜0.05，总共＜0.2；以及

余量为铝。

当在ASTM-F1281蠕变试验中进行测试时，在95℃和30bar内压下测试100h后，与AA3003和AA8006-系列的合金相比，上述铝合金对持续压力的抗压性升高。

对下述多层管存在需求：具有铝合金芯，理想情况下在高温(elevated temperature)时具有进一步改进的蠕变性质、尤其是对恒定且持续的内压的抗压性。

发明内容