Изделие холодной усадки и способ изготовления изделия холодной усадки

Изделие холодной усадки и способ изготовления изделия холодной усадки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение относится, в общем, к изделиям холодной усадки для использования в различных приложениях. В частности, настоящее изобретение относится к изделиям холодной усадки, сформированным из композиции, содержащей фторэластомер и эпихлоргидрин.

Уровень техники

Изделия холодной усадки используются в ряде различных приложений, например, при сращивании вместе отрезков провода или кабеля и для защиты уплотнения и (или) изоляции подложек от неблагоприятных условий внешней среды. Примеры отраслей промышленности, которые используют изделия холодной усадки, включают в себя автомобильную, авиакосмическую, энергетическую, телекоммуникационную, химическую и оборонную отрасли промышленности.

Традиционное изделие холодной усадки обычно содержит трубчатый элемент или другой формованный продукт, который способен растягиваться и устанавливаться в растянутом состоянии на удаляемой опорной сердцевине. Опорная сердцевина обычно является пустотелой, чтобы дать возможность вводить опорную сердцевину поверх подложки. Опорная сердцевина обычно спроектирована так, чтобы разрушиться по требованию и обеспечивать усадку изделию холодной усадки до контакта с подложкой, расположенной внутри опорной сердцевины. Для заданного применения изделие холодной усадки обычно подбирают так, что когда избавляются от сердцевины в отсутствие подложки, изделие будет подвергаться усадке из растянутого состояния на сердцевине к ненапряженному состоянию с внутренним диаметром, меньшим, чем наружный диаметр предполагаемой подложки. При размещении на подложке такое задание размеров предохраняет изделие холодной усадки от полной релаксации из растянутого состояния, что гарантирует плотное прилегание между изделием холодной усадки и подложкой. Как только изделие холодной усадки перемещается на подложку, это изделие холодной усадки остается в частично растянутом состоянии весь срок службы своего сцепления с подложкой.

Известно, что изделия холодной усадки формируют из эластомерных композиций, которые содержат эластомер, чтобы облегчить растягивание и усадку изделия без разламывания или растрескивания. Примеры известных эластомеров, используемых в изделиях холодной усадки, включают в себя резину на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) или силиконовую резину.

Сущность изобретения

Хотя известные изделия холодной усадки обычно удовлетворительно функционируют при низких температурах, таких как, например, комнатная температура, желательно увеличить стабильность изделий холодной усадки при повышенных температурах, которые могут быть при некоторых монтажах. Кроме того, желательно увеличить устойчивость изделий холодной усадки к разрушению, когда они подвергаются воздействию кислотных веществ, щелочных веществ или углеводородных жидкостей.

Имеется необходимость в изделиях холодной усадки, которые могут стабильно использоваться в окружающих средах с повышенной температурой и (или) в окружающих средах, где может встречаться воздействие кислотных химикатов, щелочных химикатов или углеводородных жидкостей.

Настоящее изобретение включает в себя различные эластомерные композиции, которые противостоят разрыву при повышенных температурах. Эластомерные композиции содержат фторэластомер и эпихлоргидрин. В некоторых вариантах осуществления изобретения эластомерные композиции включают в себя краситель, абсорбент лучевой энергии и (или) наполнитель.

Настоящее изобретение далее включает в себя изделия холодной усадки, содержащие эластомерный элемент, сформированный из эластомерных композиций. В одном варианте осуществления эластомерный элемент не разрывается при выдержке в течение семи дней при температуре 150°С в состоянии 200%-ного радиального растяжения. В одном варианте осуществления эластомерный элемент включает в себя идентификатор, индуцированный лучевой энергией на наружной поверхности эластомерного элемента.

Настоящее изобретение далее включает в себя способы для формирования изделий холодной усадки из эластомерных композиций. В одном варианте осуществления изделия холодной усадки отверждаются в бескислородной и (или) безводной атмосфере. В другом варианте осуществления изделия холодной усадки облучаются.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является видом в перспективе изделия холодной усадки по настоящему изобретению в ненапряженном состоянии перед растягиванием.

Фиг.2 является видом в перспективе изделия холодной усадки по фиг.1 в растянутом состоянии на сердцевине.

Фиг.3 является видом в перспективе изделия холодной усадки по фиг.1 в растянутом состоянии на сердцевине по фиг.2 с соответствующей подложкой.

Фиг.4 является видом в перспективе изделия холодной усадки по фиг.1, частично расположенного на сердцевине по фиг.2 и частично размещенного на подложке по фиг.3.

Фиг.5 является видом в перспективе изделия холодной усадки по фиг.1, содержащего индикацию и полностью размещенного на подложке по фиг.3.

Фиг.6 является видом в перспективе разветвленного изделия холодной усадки по настоящему изобретению в ненапряженном состоянии перед растягиванием.

Фиг.7 является видом в перспективе разветвленного изделия холодной усадки на фиг.6 в растянутом состоянии на множестве сердцевин.

Фиг.8 является видом в перспективе гофрированного изделия холодной усадки по настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение включает в себя эластомерные композиции, которые соединяют в себе по меньшей мере фторэластомер и эпихлоргидрин, и включает в себя изделия холодной усадки, сформированные из эластомерных композиций. Термин «эпихлоргидрин», как используется здесь, относится к любому полимеру, полученному из эпихлоргидрина, включая гомополимеры, сополимеры, терполимеры и тетраполимеры, которые получены из эпихлоргидрина. Термин «холодная усадка», как используется здесь, определяется как способность изделия (или части изделия) к усадке из растянутого состояния к ненапряженному или частично растянутому состоянию в условиях комнатной температуры (например, примерно 20-25°С) и в отсутствие нагрева. В некоторых вариантах осуществления изделия холодной усадки по настоящему изобретению содержат эластомерный элемент, сформированный из эластомерной композиции, которая проявляет повышенную химическую устойчивость и улучшенное сопротивление разрыву в растянутых состояниях при повышенных температурах.

Эластомеры содержатся в эластомерных композициях изделий холодной усадки, чтобы позволить изделиям холодной усадки расширяться от ненапряженного состояния до растянутого состояния, а также возвращаться путем холодной усадки назад к ненапряженному состоянию. Смесь фторэластомера и эпихлоргидрина содержится в эластомерных композициях по настоящему изобретению. Некоторые варианты изделий холодной усадки по настоящему изобретению могут быть в растянутом состоянии подвергнуты воздействию температур по меньшей мере примерно 150°С в течение продолжительного периода времени без проявления при осмотре невооруженным глазом какого-либо расщепления, разрыва или разлома.

Если не указано иное, все концентрации здесь выражаются в массовых частях на сто массовых частей резины (phr), при этом вес резины определен как суммарный вес фторэластомера и эпихлоргидрина. Таким образом, как используется здесь, phr отдельного компонента представляет количество массовых частей компонента на 100 общих массовых частей фторэластомера и эпихлоргидрина.

Широкие пределы концентраций полимеров, полученных из эпихлоргидрина и фторэластомера, могут быть включены в эластомерные композиции по настоящему изобретению. Например, в некоторых вариантах осуществления концентрация фторэластомера в эластомерных композициях по настоящему изобретению может варьироваться от примерно 10 массовых частей или более фторэластомера до примерно 60 массовых частей или менее фторэластомера на 100 общих массовых частей фторэластомера и гомополимера эпихлоргидрина или полимеров, полученных из эпихлоргидрина, а концентрация гомополимера эпихлоргидрина или полимеров, полученных из эпихлоргидрина, в эластомерных композициях может варьироваться от примерно 40 массовых частей или более гомополимера эпихлоргидрина или полимеров, полученных из эпихлоргидрина, до примерно 90 массовых частей или менее гомополимера эпихлоргидрина или полимеров, полученных из эпихлоргидрина, на 100 общих массовых частей фторэластомера и гомополимера эпихлоргидрина или полимеров, полученных из эпихлоргидрина. Как используется здесь, в контексте полимеров, полученных из эпихлоргидрина (например, гомополимеры, сополимеры, терполимеры и тетраполимеры, которые получены из эпихлоргидрина), массовые части эпихлоргидрина относятся к общему весу полимера, полученного из эпихлоргидрина.

Некоторые примеры подходящих фторэластомеров для использования в эластомерных композициях по настоящему изобретению включают в себя фторированные эластомерные сополимеры (т.е. полимеры, полученные из двух или более различных мономеров), фторированные эластомерные терполимеры (т.е. полимеры, полученные из трех различных мономеров) и фторированные эластомерные полимеры, полученные более чем из трех различных мономеров. Некоторые примеры подходящих фторированных эластомерных сополимеров включают в себя сополимеры винилиденфторида, тетрафторэтилена и гексафторпропилена (например, продукт DAI-EL G-801 и продукт DAI-EL G-802, оба имеющиеся в продаже от Daikin Industries of Osaka, Япония) и сополимеры винилиденфторида и тетрафторэтан-перфтор-(метилвинилового эфира) (например, продукт VTR 8500 или продукт VTR 8650, оба имеющиеся в продаже от Dupont-Dow Elastomer of Wilmington, Делавэр). Примеры подходящих фторированных эластомерных терполимеров содержат терполимеры тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида. В некоторых вариантах осуществления фторэластомер может быть модифицирован йодом или другим материалом, чтобы облегчить структурообразование фторэластомера.

Примеры подходящих эпихлоргидриновых полимеров для использования в эластомерных композициях по настоящему изобретению включают в себя гомополимеры эпихлоргидрина, сополимеры, полученные из эпихлоргидрина, терполимеры, полученные из эпихлоргидрина, и эластомерные полимеры, производные от эпихлоргидрина и трех или более различных мономеров. Примеры особенно подходящих сополимеров эпихлоргидрина включают в себя сополимеры эпихлоргидрина и этиленоксида и сополимеры эпихлоргидрина и аллилглицидилового эфира. Примеры особенно подходящих терполимеров эпихлоргидрина включают в себя терполимеры эпихлоргидрина, этиленоксида и аллилглицидилового эфира (например, продукт T3000L или HYDRIN^® SC1000, имеющийся в продаже от Zeon Chemicals L.P. of Louisville, Кентукки) и терполимеры эпихлоргидрина, окиси пропилена и аллилглицидилового эфира.

Помимо фторэластомера и эпихлоргидринового полимера эластомерные композиции по настоящему изобретению могут также содержать дополнительные необязательные материалы, такие как упрочняющие наполнители, фторопласты в дополнение к фторэластомерам, красители, абсорбенты лучевой энергии, антиокислители, стабилизирующие агенты, наполнители, масла, технологические добавки, нейтрализаторы, реологические модификаторы, силановые связывающие добавки, сшивающие материалы (например, сшивающие агенты, сшивающие со-агенты и ускорители отверждения), смазочные материалы, антипирены, синергисты антипиренов, антибактериальные препараты, любые другие добавки, известные в технике, и любые их комбинации в любой пропорции. Концентрация этих дополнительных материалов в эластомерной композиции по настоящему изобретению может быть любой концентрацией, достаточной для обеспечения желательного результата.

Упрочняющий наполнитель может быть необязательно включен в эластомерную композицию по настоящему изобретению, чтобы повысить сопротивление изделий холодной усадки (сформированных из эластомерной композиции) растрескиванию и разрыву при повышенных температурах. Примеры подходящих наполнителей включают в себя упрочняющий наполнитель на основе кремнезема, углеродную сажу упрочняющей марки, фторопласты, глины и любую комбинацию любых из них в любых пропорциях. В некоторых вариантах осуществления концентрация упрочняющего наполнителя в эластомерной композиции по настоящему изобретению может быть, например, такой низкой, как примерно 1,25 phr, и такой высокой, как примерно 30 phr, по отношению к массе композиции. В других вариантах осуществления изобретения концентрация упрочняющего наполнителя в эластомерной композиции может быть такой низкой, как примерно 20 phr, и такой высокой, как примерно 25 phr, по отношению к массе композиции.

Как используется здесь, термин «упрочняющий наполнитель на основе кремнезема» определяется, чтобы включить все составы формулы SiO₂ (например, чистый кремнезем); все композиции, которые включают в себя по меньшей мере примерно десять массовых процентов SiO₂ и (или) производных SiO₂ по отношению к общей массе композиции; все силикаты и любая комбинация любых из них в любой пропорции. Примеры подходящих упрочняющих наполнителей на основе кремнезема включают в себя кремнезем (также именуемый двуокисью кремния); кремнезем, обработанный силаном; тонкодисперсный кремнезем (например, продукт типа CABOSIL^® М-5, коммерчески поставляемый из Cabot Corporation of Billerica, Массачусетс); тонкодисперсный кремнезем, обработанный силаном, такой как, например, продукт AEROSIL^® R972, продукт AEROSIL^® R974 и продукт AEROSIL^® 200, все имеющиеся в продаже от Degussa Company of Parsippany, Нью Джерси, и линия CABOSIL^® тонкодисперсного обработанного силаном кремнезема, производимая в промышленных масштабах Cabot Corporation of Billerica, Массачусетс; силикаты и любая комбинация любых из них в любой пропорции. Примеры подходящих силикатов включают в себя силикат кальция, силикат алюминия и их смеси.

В некоторых вариантах осуществления средний размер частиц упрочняющего наполнителя на основе кремнезема может быть меньше чем примерно 30 нанометров (нм). В других вариантах осуществления средний размер частиц упрочняющего наполнителя на основе кремнезема может быть таким низким, как примерно 10 нм, и таким высоким, как примерно 20 нм.

Выражение «углеродная сажа упрочняющей марки», как используется здесь, включает в себя любую сажу со средним размером частиц меньше чем примерно 40 нм, что соответствует средней площади поверхности приблизительно 65 м²/г. Некоторые подходящие средние размеры частиц для углеродной сажи упрочняющей марки составляют меньше чем примерно 40 нм. Некоторые особенно подходящие средние размеры частиц для углеродной сажи упрочняющей марки находятся в пределах от больше чем примерно 10 нм, что соответствует средней площади поверхности приблизительно 140 м²/г, до менее чем примерно 38 нм, что соответствует средней площади поверхности приблизительно 46 м²/г. Некоторые примеры подходящей углеродной сажи упрочняющей марки содержат серии N-100, N-200, N-300 углеродной сажи и углеродную сажу N550, которые все имеются в продаже от Cabot Corporation of Billerica, Массачусетс.

Примеры фторопластов, которые могут приемлемым образом служить как упрочняющий наполнитель или как часть упрочняющего наполнителя, включают в себя гомополимеры мономеров тетрафторэтилена, любой сополимер, который содержит мономер тетрафторэтилена, любой терполимер, который содержит мономер тетрафторэтилена, любой другой полимер, который содержит мономер тетрафторэтилена и три или более различных мономеров, и любую комбинацию любых из них в любой пропорции. Примеры подходящих сополимеров включают в себя сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена (например, продукт ZONYL^® MP 1500, имеющийся в продаже от DuPont Fluoroproducts of Wilmington, Делавэр). Некоторые примеры подходящих концентраций фторопластовых компонентов в эластомерных композициях по настоящему изобретению находятся в пределах от примерно 0 phr до примерно 5 phr по отношению к массе.

Примеры подходящих наполнителей из глины, которые могут служить как упрочняющий наполнитель (или как его часть), включают в себя наполнители из обработанной силаном каолиновой глины (силикат алюминия), имеющейся в продаже от Engelhard Corporation of Iselin, Нью-Джерси, под торговыми обозначениями «Translink 37», «Translink 77», «Translink 445», «Translink 555» и «Translink HF-900». Примеры подходящих концентраций компонентов наполнителя из глины в композициях по настоящему изобретению находятся в пределах от такого низкого, как примерно 10 phr, до такого высокого, как примерно 40 phr, по отношению к массе.

Примеры подходящих абсорбентов лучевой энергии для использования в эластомерных композициях по настоящему изобретению включают в себя PolyOne Material № AD 3000051160 ("Stan-Tone MB-27838 Black"), PolyOne Material Product № CC 10041306WE и "Stan-Tone MB-29293" (все доступные от PolyOne Corporation of Suwanee, Джорджия); RTP Material № RTP 0299 x 102892 SSL-801191, доступный от RTF Company of Winona, Миннесота; Clariant Material №00025275, доступный от Clariant Masterbatches Division of Albion, Мичиган; Ticona Material №1000-2LM ND3650, доступный от Ticona of Summit, Нью-Джерси; BASF Material № NPP TN020327 («Ultramid B3K LS Black 23189»), доступный от BASF Corporation Performance Polymers of Mt. Olive, Нью-Джерси, и их комбинации. Эти абсорбенты лучевой энергии могут включать в себя двуокись титана, слюду и их комбинации. Двуокись титана может функционировать как краситель и как абсорбент лучевой энергии, как обсуждено в патенте США 5560845 на имя Birmingham, Jr. et al.

Эластомерные композиции по настоящему изобретению могут включать в себя краситель или комбинацию красителей, чтобы влиять на основной цвет изделий холодной усадки, сформированных из эластомерных композиций по настоящему изобретению. Примеры подходящих красителей включают в себя: двуокись титана; углеродную сажу; окись цинка; синий пигмент; сульфид кадмия; окись железа; хроматы свинца, цинка, бария и кальция; азо; тиоиндиго; антрахинон; антоантрон; трифенондиоксазин; жирорастворимые красители; фталоцианиновые красители, такие как медный фталоцианиновый краситель и его производные; хинакридоновый краситель; красители, имеющиеся в продаже под торговыми знаками «Cinquasia», «Cromophtal», «Filamid», «Filester», «Filofin», «Hornachrome», «Ноrnа Molybdate», «Hornatherm», «Irgacolor», «Irgalite», «Irgasperse», «Irgazin», «Micranyl», «Microlen», «Microlith», «Microsol» и «Unisperse», все от Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown, Нью-Йорк, и любая комбинация любых этих веществ в любой пропорции. В некоторых вариантах осуществления цвет и концентрация красителя(-ей), включенного(-ых) в эластомерную композицию, могут зависеть от того, сколько вводится абсорбента лучевой энергии. В качестве одного примера краситель желтого цвета может использоваться в комбинации с абсорбентом лучевой энергии, чтобы получить изделия холодной усадки, которые при воздействии фокусированной лучевой энергии проявляют высококонтрастную индикацию, индуцированную лучевой энергией.

Примеры подходящих антиокислителей для использования в эластомерных композициях по настоящему изобретению содержат растворы 2-меркаптотолуимидазола цинка в масле, являющемся продуктом нефтепереработки (например, «Vanox ZMTI» и «Vanox MTI», имеющиеся в продаже от R.T. Vanderbilt Company, Inc. of Norwalk, Коннектикут); смеси октилированных дифениламинов (например, «Agerite Stalite», имеющийся в продаже от R.T. Vanderbilt Company, Inc. Of Norwalk, Коннектикут); антиокислители на основе фенолов (например, IRGANOX^® 1010, имеющийся в продаже от Ciba Specialty Chemicals); антиокислители типа ароматических аминов (например, NAUGARD^® 445, имеющийся в продаже от Crompton Corporation of Middlebury, Коннектикут) и их комбинации. Некоторые примеры концентраций антиокислителя в эластомерных композициях по настоящему изобретению находятся в диапазоне от такой низкой, как примерно 0 phr, до такой высокой, как примерно 3 phr, по отношению к массе.

Примеры масел, которые могут быть включены в эластомерные композиции по настоящему изобретению, содержат углеводородные масла (например, поли (хлортрифторэтилен), имеющийся в продаже от Halocarbon Production Corporation of River Edge, Нью-Джерси, под торговым обозначением Halocarbon 95).

Примеры некоторых подходящих сшивающих агентов для эластомерных композиций включают в себя пероксиды, такие как следующие пероксиды, которые имеются в продаже от R.T. Vanderbilt Company, Inc. of Norwalk, Коннектикут: пероксид дикумила (например, продукт VAROX^® DCP, продукт VAROX^® DCP-40C, продукт VAROX^® DCP-40KЕ и продукт VAROX^® DCP-40KE-HP); пероксид бензоила (например, продукт VAROX^® ANS); пероксид дибензоила (например, продукт VAROX^® 75); 2,5-диметил-2,5-ди(трет.-бутилперокси)гексан (например, продукт VAROX^® DBPH, продукт VAROX^® DBPH 40 MB, продукт VAROX^® DBPH-50, продукт VAROX^® DBPH-50-HP, продукт VAROX^® DBPH-P20 и продукт VAROX^® DCP-40KE); трет.-бутилпербензоат (например, продукт VAROX^® ТВРВ и продукт VAROX^® ТВРВ-50); 2,5-диметил-2,5-ди(трет.-бутилперокси)гексин-3 (например, продукт VAROX^® 130 и продукт VAROX® 130-XL); α,α-бис(трет.-бутилперокси)диизопропилбензол (например, продукт VAROX^® VC-R); ди-(2-трет.-бутилпероксиизопропил)бензол (например, продукт VAROX^® 802-40C, продукт VAROX^® 802-40КЕ и продукт VAROX^® 802-40KE-HP); ди-(2-трет.-бутилпероксиизопропил)бензол в EPR (например, продукт VAROX^® 802-40MB); производные любых из них и любая их комбинация в любой пропорции. Примеры подходящих концентраций сшивающих агентов в эластомерных композициях по настоящему изобретению находятся в пределах от такой низкой, как примерно 1 phr, до такой высокой, как примерно 5 phr, по отношению к массе.

Сшивающие со-агенты могут быть включены в эластомерные композиции по настоящему изобретению, чтобы усилить реакцию сшивки. Примеры подходящих сшивающих со-агентов для добавления в эластомерные композиции содержат триаллилизоцианураты (например, TAIC DLC-A, продукт, имеющийся в продаже от Natrochem Inc. of Savannah, Джорджия) и акриловые со-агенты. Примеры подходящих акриловых со-агентов включают в себя многофункциональные мономеры, такие как дифункциональные и три-функциональные мономеры. Примеры подходящих дифункциональных мономеров включают в себя следующие, имеющиеся в продаже от Sartomer Company, Inc., Exton, Пенсильвания: 1,3-бутиленгликоль диакрилат, 1,3-бутиленгликоль диметакрилат, 1,4-бутандиол диакрилат, 1,4-бутандиол диметакрилат, 1,6-гександиол диакрилат, 1,6-гександиол диметакрилат, алифатический диметакрилат мономер, алкоксилированный алифатический диакрилат, алкоксилированный циклогександиметанол диакрилат, алкоксилированный гек-сандиол диакрилат, алкоксилированный неопентилгликоль диакрилат, ароматический диметакрилат мономер, модифицированный капролактоном неопентилгликоль гидроксипивалат диакрилат, циклогександиметанол диакрилат, циклогександиметанол диметакрилат, диэтиленгликоль диакрилат, диэтиленгликоль диметакрилат, дипропиленгликоль диакрилат, этоксилированный (10) бисфенол-α-диакрилат, этоксилированный (2) бисфенол-α-диметакрилат, этоксилированный (3) бисфенол-α-диакрилат, этоксилированный (30) бисфенол-α-диакрилат, этоксилированный (30) бисфенол-α-диметакрилат, этоксилированный (4) бисфенол-α-диакрилат, этоксилированный (4) бисфенол-α-диметакрилат, этоксилированный (8) бисфенол-α-диметакрилат, этоксилированный бисфенол-α-диметакрилат, этоксилированный (10) бисфенол диметакрилат, этоксилированный (6) бисфенол-α-диметакрилат, этиленгликоль диметакрилат, модифицированный гидроксипивалальдегидом триметилолпропан диакрилат, неопентилгликоль диакрилат, неопентилгликоль диметакрилат, полиэтиленгликоль (200) диакрилат, полиэтиленгликоль (400) диакрилат, полиэтиленгликоль (400) диметакрилат, полиэтиленгликоль (600) диакрилат, полиэтиленгликоль (600) диметакрилат, полиэтиленгликоль диметакрилат, полипропиленгликоль (400) диметакрилат, пропоксилированный (2) неопентилгликоль диакрилат, тетраэтиленгликоль диакрилат, тетраэтиленгликоль диметакрилат, трициклодекандиметанол диакрилат, триэтиленгликоль диакрилат, триэтиленгликоль диметакрилат, трипропиленгликоль диакрилат и их комбинации. Примеры подходящих трифункциональных мономеров включают в себя триметилолпропан триметакрилат, триметилолпропан триакрилат и их комбинации. Примеры подходящих концентраций сшивающего со-агента в эластомерных композициях по настоящему изобретению лежат в пределах от такой низкой, как примерно 0,5 phr, до такой высокой, как примерно 4,5 phr, по отношению к массе.

Эластомерная композиция по настоящему изобретению может быть приготовлена смешиванием вместе фторэластомера и эпихлоргидринового полимера в соответствующем смешивающем устройстве. Например, компоненты эластомерной композиции, в том числе фторэластомер и эпихлоргидриновый полимер, обычно могут быть объединены в любом порядке в соответствующем смешивающем устройстве при температуре компонентов примерно 60°С.

Дополнительные необязательные материалы также могут быть введены во фторэластомер и эпихлоргидриновый полимер до смешивания. Если сшивающие агенты или сшивающие со-агенты должны быть включены в эластомерную композицию, компоненты, в том числе фторэластомер и эпихлоргидриновый полимер, могут быть перемешаны вместе на первом этапе смешивания, как описано выше. Сшивающие агенты и (или) сшивающие со-агенты затем могут быть примешаны к эластомерной композиции на втором этапе смешивания при более низкой температуре, чем температура первого смешивания, такой как между примерно 50°С и примерно 100°С, чтобы предотвратить преждевременное образование поперечных связей.

Эластомерная композиция затем может быть сформирована в изделие холодной усадки любой подходящей обработкой, такой как, например, экструзия или литье. В некоторых вариантах осуществления эластомерная композиция для изделия холодной усадки отверждается с помощью подходящей обработки отверждения, чтобы воздействовать на образование поперечных связей эластомерной композиции. Некоторые примеры подходящих процессов отверждения включают в себя, например, условия повышенной температуры и давления (например, автоклавный процесс), облучение или любой другой подходящий процесс отверждения, известный в технике.

В некоторых вариантах осуществления изделие холодной усадки может быть обработано в автоклаве в бескислородной и (или) безводной атмосфере, причем бескислородная и (или) безводная атмосфера используется вместо пара. Как используется здесь, если не указано иное, термин «бескислородная атмосфера» относится к атмосфере установленного объема газа, который содержит меньше чем примерно один объемный процент кислорода по отношению к общему объему газа в атмосфере, а термин «безводная атмосфера» относится к атмосфере установленного объема газа, который содержит меньше чем примерно 0,1 объемного процента водяного пара по отношению к общему объему газа в атмосфере. Примеры бескислородной атмосферы включают в себя атмосферы, содержащие больше чем примерно 99% по объему газообразного азота, газообразного аргона, газообразного гелия, газообразного ксенона, газообразного неона, любого другого подходящего инертного газа и комбинаций любых из них в любой пропорции. Например, трубка по настоящему изобретению может быть отверждена в автоклаве в форме. Как используется здесь, термин «трубка» относится к полому цилиндру, открытому на обоих концах. В одном варианте осуществления трубка сначала формируется (например, экструзией), а затем размещается внутри спиральных борозд алюминиевой формы. Форма размещается в нагретом прессе и подвергается воздействию температуры приблизительно 185°С и давления в пределах примерно 0,5-1,4 МПа (примерно 75-200 фунт/дюйм²). Один конец трубки соединяется с источником сжатого азота, содержащим примерно 99,5% по объему газообразного азота. Форма может быть продута приблизительно две минуты от источника сжатого газообразного азота при скорости потока примерно 40 кубических футов сжатого газообразного азота. Любое другое время продувки и скорость потока, достаточные, чтобы уменьшить количество кислорода и (или) влажность до допустимых уровней, также могут использоваться. После начальной продувки форма герметизируется, и давление внутри формы может сохраняться при примерно 200 фунт/дюйм² в течение примерно 20 минут. Форма затем отсоединяется и давлению в форме дается возможность возвратиться к атмосферному давлению. Трубка затем может быть удалена из формы и охлаждена.

В другом варианте осуществления изделия холодной усадки могут облучаться после того, как сформированы, чтобы отверждать изделия холодной усадки. Такое отверждение может быть выполнено, например, герметизацией каждого в отдельности изделия холодной усадки в полиэтиленовых мешках и воздействием на мешки (и содержимое мешков) облучением с дозировкой меньше чем примерно 15 Мрад от 4,5 МэВ электронно-лучевой машины (имеющейся в продаже от Radiation Dynamics Inc. of Edgewood, NY). В некоторых вариантах осуществления эластомерные композиции, использованные в изделиях холодной усадки, которые будут облучаться, могут содержать электронно-лучевой активатор, такой как триаллилизоцианурат (например, продукт TAIC DLC-A, имеющийся в продаже от Natrochem Inc. of Savannah, Джорджия).

Эластомерные композиции по настоящему изобретению могут быть сформированы в изделия холодной усадки любой формы или геометрической конфигурации, известной в технике. Некоторые неисчерпывающие примеры изделий холодной усадки включают в себя трубки, пластины и разветвленные структуры (то есть трубкообразные структуры с множеством входов и (или) выходов).

Изделия холодной усадки по настоящему изобретению (сформированные из эластомерных композиций по настоящему изобретению) могут проявлять различные выгодные механические свойства в различных комбинациях при различных условиях внешней среды (например, при комнатной температуре или 150°С). В некоторых вариантах осуществления изделия холодной усадки по настоящему изобретению типа трубки и пластин могут проявлять относительное удлинение при разрыве по меньшей мере примерно 450% при комнатной температуре и (или) относительное удлинение при разрыве по меньшей мере примерно 250% при 150°С при тестировании в соответствии с процедурами раздела «Анализ свойств и процедуры определения характеристик» данного документа. Изделия холодной усадки по настоящему изобретению проявляют процент остаточной деформации меньше чем примерно 35% при 100°С при тестировании в соответствии с процедурами раздела «Анализ свойств и процедуры определения характеристик». Кроме того, некоторые варианты осуществления трубки и пластин, сформированных из композиций по настоящему изобретению, могут проявлять процент остаточной деформации меньше чем примерно 25% при 100°С. В некоторых вариантах осуществления пластины, сформированные из композиций по настоящему изобретению, могут проявлять процент остаточной деформации меньше чем примерно 20% при 100°С.

Различные варианты осуществления изделий холодной усадки по настоящему изобретению сопротивляются разрыву или расщеплению при повышенных температурах. Например, некоторые варианты осуществления изделий холодной усадки по настоящему изобретению сопротивляются разрыву, когда остаются в растянутом состоянии в течение продолжительного периода времени (например, семь дней в состоянии 200%-ного радиального растяжения) при повышенной температуре приблизительно 150°С.

Различные варианты осуществления изделий холодной усадки по настоящему изобретению проявляют химическую устойчивость к таким веществам, как, например, дизельное топливо и гидравлическая жидкость. Некоторые варианты осуществления изделий холодной усадки по настоящему изобретению проявляют процент увеличения веса меньше чем примерно 25% при погружении в дизельное топливо при примерно 49°С в течение 24 часов и (или) процент увеличения веса меньше чем примерно 10% при погружении в гидравлическую жидкость при примерно 71°С в течение 24 часов.

Трубчатое изделие 10 холодной усадки по настоящему изобретению изображено на фиг.1 в исходном ненапряженном состоянии перед любым растягиванием. Изделие 10 холодной усадки содержит радиальную стенку 11, внутреннюю поверхность 14 и наружную поверхность 16.

Когда изделие 10 холодной усадки находится в исходном ненапряженном состоянии, радиальная стенка 11 имеет длину А в продольном направлении, внутренний диаметр В, наружный диаметр С и толщину стенки D. Длина А в продольном направлении и внутренний диаметр В могут изменяться в соответствии с индивидуальными потребностями данной области применения, как, например, размеры подложки, на которой изделие 10 холодной усадки будет размещаться. Наружный диаметр С обычно определяется внутренним диаметром В и толщиной стенки D, где толщина стенки D является обычно практически постоянной как по окружности Е, так и по длине А изделия 10 холодной усадки. Толщина стенки D желательно должна быть достаточно малой, чтобы позволить изделию 10 холодной усадки легко расширяться из исходного ненапряженного состояния при приложении расширяющих сил.

Примеры подходящей толщины стенки D находятся в пределах от такой низкой, как примерно 0,060 дюйма, до такой высокой, как примерно 0,25 дюйма. Примеры подходящего внутреннего диаметра В находятся в пределах от такого низкого, как примерно 0,2 дюйма, до такого высокого, как примерно 3 дюйма.

Различные стадии способа использования изделия 10 холодной усадки изображены на фиг.2-5. Изделие 10 холодной усадки изображено в растянутом состоянии на сердцевине 18 на фиг.2. Подложка 20, как показано на фиг.3, вставляется в сердцевину 18, которая поддерживает изделие 10 холодной усадки в растянутом состоянии. Изделие 10 холодной усадки, частично перемещенное с сердцевины 18 на подложку 20, изображено на фиг.4. Изделие 10 холодной усадки, полностью перемещенное на подложку 20, изображено на фиг.5. Изделие 10 холодной усадки может защищать подложку 20 и (или) может идентифицировать подложку 20, которая может, например, содержать провод, кабель, трубу, несущую жидкость или трубопровод.

Чтобы разместить изделие 10 холодной усадки на подложке 20, это изделие 10 холодной усадки сначала растягивают в поперечном (или радиальном) направлении из исходного ненапряженного состояния в растянутое состояние и ориентируют на сердцевине 18, как изображено на фиг.2. Как используется здесь, термины «растянутый», «растягивание», «растянутое состояние» и т.п. относятся к растягиванию в поперечном направлении, которое увеличивает внутренний диаметр В и наружный диаметр С, в противоположность растягиванию в продольном направлении, которое увеличивает продольную длину А, хотя такое продольное растягивание допускается. Изделие 10 холодной усадки может растягиваться и размещаться на сердцевине 18 любым традиционным способом. Сердцевина 18 обычно может иметь любую структуру, которая является подходящей для сохранения изделия 10 холодной усадки в растянутом состоянии. Например, сердцевина 18 может быть твердой полой пластиковой трубкой.

Когда изделие 10 холодной усадки находится в растянутом состоянии, как лучше всего изображено на фиг.2, радиальная стенка 11 имеет длину А' в продольном направлении, внутренний диаметр В', наружный диаметр С' и толщину стенки D'. Благодаря растягиванию внутренний диаметр В' и наружный диаметр С' становятся больше, чем внутренний диаметр В и наружный диаметр С соответственно. Подходящее растягивание изделия 10 холодной усадки обычно может находиться в пределах от примерно 150% до примерно 400%, причем растягивание характеризуется в терминах процента растягивания внутреннего диаметра В до внутреннего диаметра В'. В частности, подходящее растягивание изделия 10 холодной усадки может обычно находиться в пределах от примерно 200% до примерно 300%.

Подложка 20 может быть вставлена внутрь сердцевины 18, удерживающей изделие 10 холодной усадки в растянутом виде, как изображено на фиг.3. В некоторых вариантах осуществления подложка 20 может помещаться в центр полой части сердцевины 18с помощью направляющих пальцев (не показаны), содержащихся внутри сердцевины 18. После того как подложка 20 вставлена внутрь сердцевины 18, изделие 10 холодной усадки перемещается с сердцевины 18 на подложку 20, как изображено на фиг.4. Перемещение может быть выполнено различными способами, такими как сползание изделия 10 холодной усадки с сердцевины 18 на подложку 20 или разрушение и удаление сердцевины 18, что позволяет