介电隔离器.pdf

1、10申请公布号CN104192312A43申请公布日20141210CN104192312A21申请号201410348029922申请日20090702PCT/IB2009/00614420090701IB12/166,69820080702US12/347,51620081231US200980133765X20090702B64D37/32200601B64D45/02200601F16L5/12200601F16L25/02200601F16L39/0020060171申请人伊顿公司地址美国俄亥俄州72发明人CP布雷SD普凡嫩施蒂尔SC马修斯EWS布赖恩特74专利代理机构北京市中咨律师

2、事务所11247代理人杨晓光于静54发明名称介电隔离器57摘要介电隔离器被配置为具有足够高的阻抗，以将雷闪电流限制到低的等级，但又具有足够低的阻抗，以允许静电荷耗散而不允许累积。隔离器包含管和附着到管的相反末端的一对配件，管用包含热塑性有机聚合物PEEK和碳纳米管的配合物构成。在另一实施例中，介电隔离器包含管、外部环状部分、互连网，其各自用包含热塑性有机聚合物和碳纳米管的配合物构成。后一实施例为一体化形成的单片结构。当从一个配件到另一个配件测量时，在大于500VDC的施加电位下，介电隔离器100能够表现出大约105到108的电阻。30优先权数据62分案原申请数据51INTCL权利要求书2页说明

3、书16页附图9页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书16页附图9页10申请公布号CN104192312ACN104192312A1/2页21一种流体承载元件，其用作介电隔离器且特别适用于以管道式配置互联流体承载元件的相反末端，流体承载元件包含管，其由包含PEEK和碳纳米管的配合物构成，一对附着到管的相反末端的配件，各个配件包含螺纹部分，其被螺旋到在管的对应末端上形成的外部螺纹上，各个配件还包含锻接部分，其被锻接到流体承载元件的朝向的末端上，且其中，管配合物在5000VDC的施加电位下表现出从大约103CM到1010CM的体积电阻率。2权利要求1的流体承载元件10

4、0，其中，管配合物包含从大约50WT到98WT的PEEK。3权利要求1的流体承载元件100，其中，管配合物包含从大约005WT到20WT的碳纳米管。4权利要求1的流体承载元件100，其中，管配合物还包含磨碎碳纤维。5权利要求4的流体承载元件100，其中，管配合物包含从大约1WT到10WT的磨碎碳纤维。6权利要求4的流体承载元件100，其中，管配合物还包含玻璃纤维。7权利要求6的流体承载元件100，其中，管配合物包含从大约5WT到60WT的玻璃纤维。8权利要求6的流体承载元件100，其中，管配合物包含从大约60到75WT的PEEK，从大约02到04WT的碳纳米管，从大约2到7WT的碳纤维，从大约

5、15到40WT的玻璃纤维。9权利要求1的流体承载元件100，其中，管配合物在大于5000VDC的施加电位下表现出不大于50的因子的五冲击体积电阻率劣化。10一种介电隔离器100，其特别适用于以管道式配置互联流体承载元件的相反的末端，包含管，其用包含热塑性有机聚合物和碳纳米管的配合物构成；以及一对配件，其附着到管的相反的末端，各个配件包含螺纹部分，其被螺旋到在管的对应末端上形成的外部螺纹上，各个配件还包含锻接部分，其被锻接到流体承载元件的朝向的末端上，且其中，当从一个配件到另一个配件测量时，在大于500VDC的施加电位下，介电隔离器表现出大约105到108的电阻。11权利要求10的介电隔离器，其

6、中，热塑性有机聚合物包含PEEK。12权利要求11的介电隔离器，其中，管配合物包含从大约50WT到98WT的PEEK。13权利要求10的介电隔离器，其中，管配合物包含从大约005WT到20WT的碳纳米管。14权利要求11的介电隔离器，其中，管配合物还包含磨碎碳纤维。15权利要求14的介电隔离器，其中，管配合物包含从大约1WT到10WT的磨碎碳纤维。16权利要求14的介电隔离器，其中，管配合物还包含玻璃纤维。权利要求书CN104192312A2/2页317权利要求16的介电隔离器，其中，管配合物包含从大约5WT到60WT的玻璃纤维。18权利要求16的介电隔离器，其中，管配合物包含从大约60到75

7、WT的PEEK，从大约02到04WT的碳纳米管，从大约2到7WT的碳纤维，从大约15到40WT的玻璃纤维。19权利要求10的介电隔离器，其还包含在末端配件之间附着到管并被配置为附着到舱壁的法兰。20权利要求19的介电隔离器，其中，法兰用铝构成，并经由短ACME螺纹附着到管。21权利要求10的介电隔离器，其中，介电隔离器能够在暴露于十二个电压脉冲期间以及之后不表现出无论是内部还是外部的电弧或火花或是波形崩溃，其中，电压脉冲每种极性正和负六个，并具有满足根据SAEARP5412的电压波形B的9000V的峰值振幅。权利要求书CN104192312A1/16页4介电隔离器0001本申请是中国专利申请2

8、00980133765X的分案申请，原申请的申请日为2009年7月2日，优先权日为2008年7月2日，发明名称为“介电隔离器”。0002相关申请的交叉引用0003本申请部分为2008年7月2日提交的名为“DIELECTRICISOLATORS”的美国申请SERIALNO12/166,698的延续，其并入此处作为参考。技术领域0004本申请涉及用于流体输送应用的介电隔离器，特别涉及在航空器燃料系统中用于控制雷闪感应电流并允许静电荷耗散的介电隔离器。背景技术0005介电配件或隔离器在现有技术中是已知的，并可在从天然气管道到根据需要提供用于将液体传送通过所选位置的管道或航空器舱壁BULKHEAD结构

9、的许多应用中使用，在天然气管道中，它们将监视仪器与电流的影响隔离开，并在允许流体流动的同时中断阴极电流流动。在后一种应用中，介电配件包含航空器舱壁两侧上的一体化配件连接，其允许管、带或其他流体承载部件的连接。这样的介电配件还提供了限制两个配件连接之间电流流动但允许静电荷的逐渐耗散的高电阻路径。0006因此，介电配件也称为静电耗散隔离器的主要功能在于，耗散来自部分地由于流体移动导致的静电荷的电能，并限制雷闪发生时由于雷闪的间接影响导致的电流。这些配件具有同等重要的第二功能，即对于经过燃料槽或航空器其他区域的流体提供安全的流体通道。发明内容0007在一实施例中，公开了一种用于介电隔离器的流体承载元

10、件。流体承载元件包含管，管由包含PEEK和碳纳米管的配合物COMPOSITION构成，其中，管配合物在所施加的5000VDC电位下表现出大约103CM到1010CM的体积电阻率BULKVOLUMERESISTIVITY。0008在另一实施例中，公开了一种介电隔离器。介电隔离器包含管和附着到管的相反的末端的一对配件，管由包含热塑性有机聚合物和碳纳米管的配合物构成。在此实施例中，当从一个配件到另一个配件测量时，在所施加的大于500VDC的电位下，介电隔离器表现出从大约105到108的电阻。0009在另一实施例中，公开了一种用于航空器燃料系统的管道型INLINETYPE介电隔离器。介电隔离器包含管和

11、螺纹附着到管的相反的末端的一对套环FERRULES，管由包含PEEK、碳纳米管和碳纤维的配合物构成。在此实施例中，当从一个套环到另一个套环测量时，在所施加的大于500VDC电位下，介电隔离器表现出从大约105到108的电阻。0010在另一实施例中，公开了一种用于航空器燃料系统的舱壁型BULKHEADTYPE介说明书CN104192312A2/16页5电隔离器。介电隔离器包含管，管由包含PEEK、碳纳米管、碳纤维和短切玻璃纤维的配合物构成。介电隔离器还包含螺纹附着到管的相反的末端的一对套环以及螺纹附着到套环之间的管的法兰。在此实施例中，当从一个套环到另一个套环测量时，在所施加的大于500VDC电

12、位下，介电隔离器表现出从大约105到108的电阻。0011在另一实施例中，公开了用于航空器燃料系统的管道型介电隔离器，其中，介电隔离器包含组合的螺纹以及锻造配件，用于在燃料线路中产生管道式连接INLINECONNECTION，由此消除为了以管道式配置安装隔离器而对分立的耦合装置的需求。0012在另一实施例中，公开了用于航空器燃料系统的管道型介电隔离器，其中，介电隔离器特别适用于由外保护护罩或套管覆盖的燃料线路。此实施例中的隔离器包含使燃料线路的朝向末端FACINGENDS互联的内部管状元件以及使外部护罩的朝向末端互联的外部环状部分。内部管状元件通过位于管状元件各个末端的内部O形环布置密封到燃料

13、线路。外部环状部分通过一对耦合物安装到外部套管，耦合物各自具有正锁定特制件。外部环状部分也通过位于外部环状部分各个末端的外部O形环布置密封到外部护罩的朝向末端。关于正锁定特制件，耦合器各自包含锁定螺母，其可螺纹地容纳在隔离器的末端延伸上，耦合器各自还包含锁定环，其可释放地接合对应的锁定螺母。锁定环被轴向偏移，以便接合其对应的锁定螺母，因此形成正锁定特制件。当耦合器被放置在锁定位置时，锁定环和锁定螺母的互补的朝向表面接合。这些互补朝向表面包含在各个锁定环或锁定螺母的一个环形边上形成的至少一个凹槽或缺口，以及在另一个朝向的锁定环/锁定螺母上形成的相反的凸耳或凸起。当通过在隔离器的末端延伸上螺旋锁定

14、螺母而使锁定螺母向着其对应的锁定环轴向拉动时，朝向的表面于是可咬入锁定位置。凹槽和凸耳被记录CLOCKED，使得锁定螺母的预定轴向位移导致凹槽和凸耳的定位，以便接合在锁定位置。为了解锁耦合器，通过克服包含在锁定环中的波簧的偏移力并接着通过以远离锁定环的方向旋转锁定螺母来松脱锁定螺母，可将锁定环从相对的锁定螺母轴向移开。可提供可视和可听的指示，以证实正接合。采用指示带的形式的可视指示可被放置在各个末端延伸的螺纹部分的暴露的周边表面或边缘上，以允许用户观察对应的锁定螺母是否已经完全螺旋在末端延伸上。由于锁定环的偏移布置，可听指示为当凸耳接合其对应的凹槽时产生的咔哒声。附图说明0013将会明了，附图

15、中的元件的所示出的分界线仅仅代表分界线的一个实例。本领域普通技术人员将会明了，一个元件可被设计为多个元件，或者，多个元件可被设计为一个元件。被示为内部特征的元件可被实现为外部特征，反之亦然。0014另外，在附图和下面的介绍中，贯穿附图和说明书，类似的部件分别用同样的参考标号表示。附图可能不是按比例绘制的，特定部件的比例为图示便利起见已被放大。0015图1A和1B分别示出了管道型介电隔离器100的一实施例的顶平面图和局部截面图；0016图2示出了舱壁型介电隔离器200的一实施例的透视图；0017图3示出了附着到舱壁300的舱壁型介电隔离器200的透视图；0018图4示出了另一实施例中管道型介电隔

16、离器400的片断透视图；0019图5示出了另一实施例中的管道型介电隔离器500的透视截面图；说明书CN104192312A3/16页60020图6示出了图5的管道型介电隔离器500的另一截面图；0021图6A为图5和6的实施例中的隔离器的锁定特制件中使用的部件的平面图，即在与隔离器的部分的接合中用于保持锁定环的环状开口环；0022图6B为隔离器的锁定特制件中使用的另一部件的侧视图，即用于锁定螺母到对应的锁定环的偏移接合的环状波簧；0023图7示出了图5的组装后的管道型介电隔离器的平面图；0024图8示出了示例性管配合物的雷闪前PRELIGHTNING冲击测试的电阻Y轴VS管直径尺寸X轴的图表；

17、0025图9示出了同一示例性管配合物的雷闪后POSTLIGHTNING冲击测试的电阻Y轴VS管直径尺寸X轴的图表。具体实施方式0026本申请指向用于航空器燃料系统的介电隔离器，其用于控制雷闪感应电流并允许静电荷的耗散。介电隔离器被配置为具有足够高的阻抗，以便将雷闪电流限制到低的水平，但又具有足够低的阻抗，以便允许电荷耗散而不允许累积。尽管介电隔离器可由于雷闪电流的效应及其固有阻抗而在介电长度上建立起电位差，它们被配置为耐受这些感应电压，而不发生介质击穿或性能劣化。0027图1A和1B分别示出了管道型介电隔离器100的一实施例的顶平面图和局部截面图。介电隔离器100包含用于传送例如为碳氢化合物H

18、YDROCARBON航空燃料或液压油的流体的管110。在基本维度BASICDIMENSIONS下，管110沿着中心纵向轴线A轴向延伸预定的长度L，并具有内直径DI和外直径DO。如所示实施例所示出的那样，管110在形状上为圆柱形，具有圆形截面，有着两个相反的末端。然而，将会明了，管110可以用包括其他截面形状和多个末端在内的多种其他构造构成。0028在一实施例中，管110的长度L可以从大约3英寸到5英寸。在另一实施例中，管110的长度L可以从大约2英寸到9英寸。然而，将会明了，长度可高于或低于这些范围，取决于可用于构建管的制造技术，并取决于系统和/或部件要求。0029在一实施例中，管110的内直

19、径DI可以从大约2英寸到3英寸。在另一实施例中，内直径DI可以从大约15英寸到4英寸。然而，将会明了，内直径可高于或低于这些范围，取决于可用于构建管的制造技术，并取决于系统和/或部件要求。0030继续参照图1A和1B，介电隔离器100包含附着到管110的相反的末端的一对锻接配件120A、B，其各自被配置为连接到分立部件未示出的对应耦合器未示出。将会明了，任何类型的配件可被附着到管110的末端，使得管110可与燃料线路管道式放置。希望类型的配件可被附着到管的末端，使得管110可被安装在燃料线路的朝向的末端之间。因此，配件可以与多种不同类型的配件一起使用，包括但不限于螺纹耦合器、快速连接/断开耦合

20、器或其他类型的耦合器。另外，配件120A、B不限于特定的尺寸，并可覆盖宽广范围的传统尺寸和非传统尺寸。0031配件120A、B可用金属材料构成，例如铝或不锈钢。在一特定实施例中，配件120A、B为铝套环，其满足SAEAS58361XX挠性及SAEAS16561XX刚性，并用按照MILC5541的化学转化镀层精加工。将会明了，配件材料不必局限于此，只要介电隔离器说明书CN104192312A4/16页7100满足给定安装的机械和电气要求。0032在所示出的实施例中，经由短ACME螺纹STUBACMETHREAD，配件120A、B螺纹附着到管110的末端。作为替代的是，配件120A、B可粘接结合到

21、管110的末端。尽管可使用许多不同类型的粘接剂，可用于将配件120A、B结合到管110的末端的一种合适的粘接剂为HUNTSMANADVANCEDMATERIALS经售的ARALDITEAV119。将会明了，配件120A、B可使用多种其它的附着手段附着到管110的末端。例如，配件120A、B可被铆接RIVETED或锻接SWAGED到用于附着于其上的管110的末端。在所有情况下，保护性密封剂例如MILS81733或MILS4383可被应用到配件120A、B和管110之间的搭接面，以便将粘接结合如果存在的话从外部元件密封，并保护金属配件120A、B免受原电池效应GALVANICEFFECTS取决于构

22、成管110的材料。0033从机械的观点看来，介电隔离器100中的管110用作流体承载元件，以允许流体流过其中。然而，从电气的观点看来，介电隔离器100中的管110还用作电阻器，其具有高且具有鲁棒性的电阻抗，以便将与雷闪事件相关联的非直接电流限制到介电隔离器100上的低的等级，但又具有足够低的表面阻抗，以便允许静电荷耗散而不允许累积。换句话说，管110允许足够的表面电流I经其流动，以便防止由于经过燃料线路的流体流动的静电荷累积，又将与在雷闪冲击期间经过其中的电压V相关联的电流I的流动限制到相对较低且对于航空器燃料系统安全的电流等级。0034由于雷闪隔离要求电气鲁棒性，管110必须表现出高的电阻，

23、即使在重复暴露于高电压之后。某些材料在暴露于高电压例如在雷闪隔离应用中遭遇的那些时经历高电压条件作用HIGHVOLTAGECONDITIONING。高电压条件作用是这样的现象在暴露于高电压之后，其实质上减小了材料的有效电阻。材料有效电阻的溃缩增大了材料的导电率，使得材料实质上丧失其隔离器特性。0035相应地，管110用合适的材料构成，其使管110有足够的导电性以耗散与经过以及在管110上的燃料流动相关联的静电荷累积，同时，使得管110具有足够的电阻性，以便防止与雷闪事件相关联的电流经过其间的流动。另外，出于上面讨论的理由，管配合物需要有效地免除高电压条件作用。换句话说，管材料必须在经历重复的雷

24、闪冲击事件之后保持可接受的电气性能。0036为了满足这些电气要求，管110可由包含热塑性有机聚合物、碳纳米管以及视情况可选的其他导电性碳材料的配合物构成。为了适应高电压事件，这种管配合物在5000伏DC施加电位下表现出大约103CM到1010CM的体积电阻率。也可使用其他电压，例如1000伏DC或10000伏DC，并确定对应的电阻率，然而，电阻率应当大致处于耗散到绝缘的范围内，如下面所介绍的那样。0037受到高电压的热塑性配合物倾向于随着时间在其电阻率特性中遭受劣化，在受到高电压时的小到一个周期中，或甚至是在斜坡上升到高电压期间。因此，这里的管配合物D被制备为耐受高电压事件并保持其电阻率特性。

25、术语“体积电阻率劣化”用于指由于高电压事件引起的电阻率整体劣化的一个量度。0038在特定数量的周期后，在特定的电压例如100VDC，500VDC，1000VDC，5000VDC，或其他预定的电压下确定配合物的体积电阻率劣化。这样的电阻率变化可称为五冲击体积电阻率劣化，其中，五为特定的周期数。例如，5000VDC时的五冲击体积电阻率劣化可通过使说明书CN104192312A5/16页8材料经历零和5000VDC之间的循环达五个周期并在第一和第五周期期间在5000V下测量电阻率来确定。受欢迎的是，在0和特定电压之间的循环之后，当前配合物表现出不超过20X因子的五冲击体积电阻率劣化。在某些实施例中，

26、在零和例如5000VDC的特定电压之间的循环之后，配合物表现出不超过15X、10X或甚至是5X因子的五冲击体积电阻率劣化。例如，如果最大劣化为20X因子，特定电压下的初始判断为6X108CM的体积电阻率，体积电阻率在第五周期时应当不小于3X107CM。在其他的实施例中，在零和特定电压之间的循环后，例如在零和5000VDC之间循环5次后，当前配合物可表现出不大于50的五冲击体积电阻率劣化。在某些实施例中，在零和例如5000VDC的特定电压之间的循环之后，当前配合物表现出不超过25、10、5或甚至是低到2的五冲击体积电阻率劣化。例如，当配合物在其五冲击体积电阻率劣化中表现出不大于50的因子的最大劣

27、化时，如果特定电压下的初始判断为6X108CM的体积电阻率，体积电阻率将在第五个周期时不小于3X108CM；对应地，对于25的最大劣化，体积电阻率将在第五周期时不小于45X108CM。0039这里所用的体电阻率VOLUMERESISTIVITY为对经过绝缘材料体的泄漏电流的电阻OHMCM。这里所用的表面电阻率欧姆每平方被定义为对沿着绝缘材料表面的泄漏电流的电阻。随着表面/体电阻率增大，材料的泄漏电流和电导率减小。0040作为体电阻率的基准点，导电材料例如金属为具有小于1X104CM的体电阻率的材料。在导电材料中，电荷流到地或流到材料紧密相邻或接触的另一导电物体。静电屏蔽材料具有小于1X103C

28、M但大于或等于1X104CM的体电阻率。耗散材料具有从大约1X103CM到1X1010CM的体电阻率。对于这些材料，与导电性材料相比，电荷更为缓慢并以在某种程度上更可为受控的方式流到地。对于ESD敏感静电放电装置，这些材料提供了对于能量传输的法拉弟笼保护。绝缘材料被定义为具有至少1X1010CM的体电阻率的材料。绝缘材料防止或限制电子流经其表面或流过其体积，具有高的电阻，且难以接地。静电荷在绝缘材料中以延长的时间段保持在原位。表1给出了对于上述这些材料的体电阻率与表面电阻率。0041表1材料类型的体电阻率与表面电阻率0042材料类型表面电阻率/SQ体电阻率CM导电性1X1041X104静电屏蔽

29、1X104,1X1041X104,1X103耗散性1X106,1X10111X103,1X1010绝缘性1X10111X10100043如上面关于冲击电阻率劣化所讨论的，这里所公开的管配合物不表现出电气“老化BURNIN”，或至少表现出与其他材料相比实质上减小的“老化”。“老化”指的是材料一旦暴露于高电压则不会回到其初始电阻，而是表现出减小的电阻的现象。在没有碳纳米管的情况下公式化的化合物倾向于表现出这样的“老化”现象。然而，令人吃惊的是，这里公开的包含碳纳米管的管配合物消除或至少是实质上减小了这样的“老化”。在不受理论说明书CN104192312A6/16页9束缚的情况下，相信没有碳纳米管或

30、高碳纳米管装载的配合物在暴露于高电压时易于受到材料劣化和离子化影响。然而，在这里公开的管配合物中，碳纳米管提供了经过聚合物基质POLYMERMATRIX的电气管道，当配合物暴露于高电压时，使得聚合物基质的离子化和劣化得到避免或至少在实质上减小。换句话说，在高施加电位下，配合物表现的像静电耗散器一样，其允许静电荷累积的受控释放，由此防止或至少是实质上减小了电弧或快速放电。消除或实质上减小由配合物或其接触的材料产生火花的可能有助于减小伤害周遭环境以及密切接近此电荷的人的风险。0044如上面讨论的，这里公开的管配合物在低的施加电位下是绝缘性的，但却是温和导电性的，即该配合物在高施加电位下变为耗散性。

31、因此，在一实施例中，通过使用ASTMD257，管配合物被确定为绝缘体。因此，在100VDC的施加电位下，管配合物表现出大于或等于109CM的体电阻率，更典型的是至少大约1010CM。然而，在其他的实施例中，在1000VDC或更大的电位下，管配合物表现出大约103CM到1010CM的体电阻率。高于100VDC例如超过1000VDC的电压的标准协议和标本尺寸的使用被称为“修改的ASTMD257协议”。在一实施例中，修改的ASTMD257协议带来5000VDC的管配合物的体积电阻率的测量。受欢迎的是，这里公开的管配合物在5000VDC下表现出大约106CM到1010CM的体积电阻率。0045ASTM

32、D257为用于确定材料的表面电阻率和体电阻率的标准化方法。简短而言，根据此方法，标准尺寸的标本被放在两个电极之间，于是，电压被施加达60秒，测量电阻。计算表面电阻率或体电阻率，对于六十秒起电时间给出表视值。此方法是公知的，整个标准可从宾夕法尼亚州西康舍霍肯的ASTMINTERNATIONAL获得。在本申请参照的判断中，通过注塑用当前管配合物形成具有标准ASTMD3801火焰棒FLAMEBAR形状和6X05X0125的维度的标准标本。0046在一个实施例中，管配合物中使用的热塑性有机聚合物为聚醚醚酮PEEK。PEEK和其他的聚醚酮POLYETHERKETONES或聚醚酮酮POLYETHERKET

33、ONEKETONES在例如EP0001879、US6,909,015、US6,724,770等专利中介绍。在某些实施例中，热塑性聚合物可以以从大约50WT到98WT在管配合物中存在，在其他实施例中以从大约55WT到95WT存在，在另一些实施例中以从大约60WT到90WT存在。0047不必局限于一个实例，一种商业上可获得的PEEK为可从宾夕法尼亚州西康舍霍肯的VICTREXUSA获得的VICTREX150P。这种PEEK材料可作为粉末买到，其为PEEK的低粘度等级，用在挤塑用混合物中。PEEK可以以多种其他等级和形式买到，从低中以及标准粘度等级到容易流动的一般用途等级。多种等级的PEEK是已知的

34、，也全都是抗燃且绝缘的。PEEK还表现出耐磨性、低摩擦以及好的耐化学性，特别是对于多种燃料以及其他碳氢化合物。芳香族PEEK，例如444OXYPHENOXYPHENOXYBENZOYL聚醚醚酮，可在大约360到400的聚合物温度下经由挤塑或注塑来加工。0048在其他实施例中，管配合物中使用的热塑性有机聚合物可包含典型用于注塑应用的其他聚合物。例如，这种聚合物可包括但不限于聚缩醛POLYACETAL、聚丙烯酸POLYACRYLIC、聚对苯二甲酸烷基二醇酯POLYALKYLENETEREPHTHALATE、POLYALKYLENETEREPHTHALATEGLYCOL、聚碳酸酯POLYCARBON

35、ATE、聚苯乙烯POLYSTYRENE、聚酯POLYESTER、聚酰胺POLYAMIDE、聚酰胺酰亚胺说明书CN104192312A7/16页10POLYAMIDEIMIDE、聚芳酯POLYARYLATE、聚芳砜POLYARYLSULFONE、聚醚砜POLYETHERSULFONE、聚苯硫醚POLYPHENYLENESULDE、聚氯乙烯POLYVINYLCHLORIDE、聚砜POLYSULFONE、聚酰亚胺POLYIMIDE、聚醚酰亚胺POLYETHERIMIDE、聚四氟乙烯POLYTETRAFLUOROETHYLENE、聚醚酮POLYETHERKETONE、聚醚醚酮POLYETHERETHE

36、RKETONE、聚醚酮酮POLYETHERKETONEKETONE、聚苯并噁唑POLYBENZOXAZOLE、聚噁二唑POLYOXADIAZOLE、POLYBENZOTHIAZINOPHENOTHIAZINE、聚苯并噻唑POLYBENZOTHIAZOLE、POLYPYRAZINOQUINOXALINE、聚均苯四甲酰亚胺POLYPYROMELLITIMIDE、聚喹喔啉POLYQUINOXALINE、聚苯并咪唑POLYBENZIMIDAZOLE、聚氧化吲哚POLYOXINDOLE、POLYOXOISOINDOLINE、POLYDIOXOISOINDOLINE、POLYTRIAZINE、POLYPY

37、RIDAZINE、POLYPIPERAZINE、POLYPYRIDINE、POLYPIPERIDINE、POLYTRIAZOLE、POLYPYRAZOLE、POLYPYRROLIDINE、POLYCARBORANE、POLYOXABICYCLONONANE、POLYDIBENZOFURAN、POLYPHTHALIDE、聚缩醛POLYACETAL、聚酐POLYANHYDRIDE、聚乙烯醚POLYVINYLETHER、聚乙烯硫醚POLYVINYLTHIOETHER、聚乙烯醇POLYVINYLALCOHOL、聚乙烯酮POLYVINYLKETONE、聚乙烯卤化物POLYVINYLHALIDE、聚乙烯腈

38、POLYVINYLNITRILE、聚乙烯酯POLYVINYLESTER、聚砜类POLYSULFONATE、聚硫化合物POLYSULDE、聚硫酯POLYTHIOESTER、聚砜POLYSULFONE、聚磺酰胺POLYSULFONAMIDE、聚脲POLYUREA、聚磷腈POLYPHOSPHAZENE、聚硅氮烷POLYSILAZANE、聚对苯二甲酸丁二酯POLYBUTYLENETEREPHTHALATE、POLYETHYLENETEREPHTHALATEGLYCOL或任意两种或两种以上的混合物。0049适合用于管配合物的碳纳米管包括多壁和单壁纳米管二者。碳纳米管可使用多种技术来制备，包括但不限于电弧

39、放电、激光烧蚀、高压一氧化碳HIPCO、化学气相沉积CVD、触媒化学气相沉积CCVD。这些技术可使用真空技术或加工气体PROCESSINGGASES。碳纳米管可具有多种尺寸。单壁碳纳米管具有这样的形状其类似于通过每次卷绕一张纸制造的管，使得纸的相反的侧面彼此接触并邻接。而多壁管具有这样的形状其类似于多次卷绕的卷曲纸张或细铁丝网。碳纳米管的内核区域可以是空的，或者可包含与外部区域的有序碳原子相比有序性较低的碳原子。这里所用的术语“有序碳原子”指的是其C轴基本上垂直于碳纳米管的柱轴的石墨晶域GRAPHITICDOMAINS。个体石墨碳层在纤维的长轴周围同心布置，类似于树的年轮，或类似于六边形细铁丝

40、网的卷轴。通常存在在直径上为几个纳米的中空的芯，其可部分或全部地用组织性较低的碳。芯周围的各个碳层可延伸达几百纳米。相邻层之间的间距可由高分辨率电子显微镜来确定，在某些实施例中，仅仅略大于在单晶石墨中观察到的间距，即从大约0339到0348纳米。0050术语“纳米管”指的是纳米尺度上实质上为圆柱形的离散碳管。单壁碳纳米管典型地具有基本恒定的直径，从大约2NM到100NM。例如，从大约3NM到75NM，从大约4NM到50NM，从大约4NM到25NM，或从5NM到15NM，根据不同的实施例。在一实施例中，碳纳米管具有从大约35NM到70NM的直径。碳纳米管的长度也可变化，并可覆盖从几百纳米到微米区

41、域的范围。典型地，碳纳米管的长度大于直径的100倍。例如，碳纳米管可具有从大约100NM到10M、从大约500NM到5M、从大约750NM到5M、从大约1M到5M或从大约1M到2M的长度，根据不同的实施例。单壁或多壁纳米管的外部区域用实质上连续的有序碳原子层和不同的内部芯区域构成。在多壁管中，芯和层各自在碳纳米管的柱轴周围基本上说明书CN104192312A108/16页11同心地布置。优选为，整个碳纳米管基本上没有热碳涂层THERMALCARBONOVERCOAT。0051这里所用的术语“圆柱形”以广义几何学意义使用，即直线平行于固定直线移动的轨迹形成并与曲线相交的表面。圆或椭圆仅仅为圆柱的

42、多种可能的曲线中的两种。0052碳纳米管的纯度也可在管配合物中的碳纳米管的有效性上扮演角色。在某些实施例中，碳纳米管可具有大于50的纯度，在某些实施例中大于60，在某些实施例中大于70，在某些实施例中大于80，或在某些实施例中大于90。典型地，由于制造方法，碳纳米管包含金属氧化物杂质。尽管金属氧化物杂质在某些实施例中可能影响、或者可能不影响管配合物性能，碳纳米管的金属氧化物含量小于50。在其他实施例中，碳纳米管的金属氧化物含量小于60、小于40、小于30或小于20。在另外一些实施例中，碳纳米管具有小于10的金属氧化物杂质。0053在某些实施例中，碳纳米管可在管配合物中以从大约005WT到2WT

43、存在，在其他实施例中，以从大约01WT到1WT存在，或在另外的实施例中，以从大约02WT到05WT存在。在某些实施例中，管配合物具有大约02WT到04WT或大约025WT到035WT。0054如上面所讨论的，除碳纳米管以外，管配合物可视情况可选地包含作为另一导体的其他的碳材料，例如石墨、炭黑、碳纤维和/或磨碎碳纤维。在一实施例中，导电碳材料为磨碎碳纤维。碳纤维的长度可在宽广范围内变化。在某些实施例中，磨碎碳纤维的平均长度不大于大约05MM。在其他实施例中，磨碎碳纤维的平均长度不大于02MM。在某些实施例中，磨碎碳纤维在管配合物中以从0WT到20WT存在，在其他实施例中以从大约1WT到10WT存

44、在，或在另外的实施例中以从大约4WT到12WT存在。0055管配合物可包含可影响多种特性的多种其他的材料。例如，在某些实施例中，管配合物包含例如玻璃纤维等的增强材料，以便为用管配合物制备的部件或装置提供刚性和强度。在某些实施例中，玻璃纤维在管配合物中以从0WT到60WT存在，在其他实施例中，以从大约5WT到60WT存在，或在另外的实施例中，以从大约15WT到40WT存在。0056这里提供的管配合物可经受注塑过程。在复合之后，管配合物挤出料作为意大利面条状的材料退出挤出机，该材料被冷却并切割成小片，以便处理、快速包装和或方便的运输。或者，大块材料BULKMATERIAL可被挤出，并在大块处理BU

45、LKPROCESS中使用。于是，可用挤出料装填挤塑设备，并将之模制成部件或者装置，该装置可照原样使用或需要另外的加工以将装置精加工为可用的部件。例如，管、连接器、螺纹连接器等可通过挤塑过程来制备。0057也提供了制备管配合物的方法。方法可包含在料斗中混合将形成管配合物的所有原料并挤出混合物。或者，方法可包含几个步骤，多种原料在过程的任何给定点上加入。例如，第一量的热塑性聚合物可与碳纳米管在挤出机中混合，以便产生第一挤出料。第一挤出料于是可与玻璃纤维、碳纤维和或磨碎碳纤维混合，并受到第二挤出，以产生作为管配合物的第二挤出料。复合可在单螺杆、双螺杆或其他类型的挤出机中进行。该方法还可包含，在馈送到

46、挤出机之前，在制备的任何特定阶段中翻滚所有原料。0058在制备管配合物中，同样的热塑性聚合物可在第一与第二挤出料的制备中使用，或者，可使用不同的热塑性聚合物。如果在步骤中使用不同的热塑性聚合物，它们可以是化学上不同的聚合物，或者仅仅是具有变化的粘性、熔化指数或其他聚合物特性的同一聚合说明书CN104192312A119/16页12物的不同等级。0059再次参照图1A和1B，管110可使用多种制造过程来制造。例如，在一特定实施例中，管110被注塑为希望的直径和长度。可用于制造管110的替代性制造过程包括挤出和滚塑ROTOMOLDING也称为压塑。0060当介电隔离器100用于航空器燃料系统时，需

47、要满足特定的介电和雷闪冲击性能要求。关于介电性能要求，在一实施例中，在一个测试探针位于一个锻接配件例如配件120A的外侧表面上、另一个测试探针位于另一个锻接配件例如配件120B的情况下，在500VDC或更大的施加电位下，当从一端到一端测量时，介电隔离器100表现出从大约105到108的电阻。当然，当用于航空器燃料系统时，期望介电隔离器100从初始安装到航空器寿命结束时表现出此电阻范围。另外，将会明了，电阻范围可依赖于希望的应用而不同。0061关于雷闪冲击性能要求，在一个特定实施例中，在暴露于多个例如十个与三十个之间电压脉冲期间或之后,介电隔离器100应当不表现出无论内部还是外部的电弧或火花，或

48、者电压/电流波形崩溃WAVEFORMCOLLAPSE，其中，电压脉冲处于/任意极性，并具有满足根据SAEARP5412的电压波形B的9000V峰值振幅。此仿真雷闪冲击测试按照ARP5416执行，其中，一个测试探针位于一个配件例如配件120A的外侧表面，另一个测试探针位于另一个配件例如配件120B。将会明了，雷闪冲击性能要求可依赖于希望的应用而不同。0062为了验证电气鲁棒性，介电隔离器100的电阻在暴露于各个仿真雷闪测试之后测量，以便证实电阻仍保持在希望的范围内。0063图2示出了介电隔离器200的另一实施例的顶平面图。介电隔离器200基本上类似于上面介绍和图1所示的管道型介电隔离器100结构

49、和材料，除了其包含在配件120A、B之间附着到管110的法兰210外。介电隔离器200的特征可在于为舱壁型介电隔离器，因为法兰210允许介电隔离器200附着到容器例如飞行器燃料槽的舱壁300，如图3所示。为了使到壁300的附着便利，法兰210包含多个孔220，用于容纳螺栓或其他类型的紧固器。0064法兰210可用金属材料制成，例如铝或不锈钢。然而，将会明了，法兰材料不必仅限于此，只要介电隔离器100满足给定安装的机械和电气要求。0065在所示出的实施例中，经由短ACME螺纹，法兰210螺纹附着到管110的末端。或者，法兰210可粘接结合到管110。尽管可使用许多不同类型的粘接剂，可用于将法兰210结合到管110的一种合适的粘接剂为由HUNTSMANADVANCEDMATERIALS发售的ARALDITEAV119。将会明了，法兰210可使用多种其他的附着手段附着到管110。例如，法兰210可被铆接到用于附着于其上的管110。在所有情况下，保护性密封剂例如MILS81733或MILS4383可应用到法兰210和管110之间的搭接面