本發(fā)明涉及3pe防腐領(lǐng)域，具體涉及一種鋼質(zhì)管道防腐用3pe專用料及其制備方法和應(yīng)用的防腐鋼管，更具體為一種具粘接防腐功能的3pe防腐聚乙烯專用料、制備方法及其防腐鋼管。

背景技術(shù)：

1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、3pe防腐是一種由熔結(jié)環(huán)氧/聚乙烯膠粘劑/擠塑聚乙烯層組成的、用于埋地鋼管表面保護(hù)的三層防腐技術(shù)?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)由以下三層組成：底層為熔結(jié)環(huán)氧(60-80μm)；中間層為馬來酸酐接枝改性的膠粘劑(170-250μm)；面層為擠塑聚乙烯專用料(約2.0-4.2mm)。在三層結(jié)構(gòu)中，環(huán)氧的主要作用是與鋼管表面直接粘結(jié)，具有很好的耐化學(xué)腐蝕性和抗陰極剝離性能；與膠粘劑的活性基團(tuán)反應(yīng)形成化學(xué)粘結(jié)，保證整體防腐層在較高溫度下具有良好的粘結(jié)性。中間層通常是馬來酸酐接枝聚乙烯膠粘劑，極性的酸酐官能團(tuán)與環(huán)氧的環(huán)氧基團(tuán)可以反應(yīng)生成化學(xué)鍵，使中間層與底層形成良好的粘結(jié)；而非極性的乙烯部分與面層聚乙烯專用料具有很好的親合作用，所以中間層與面層也具有很好的粘結(jié)性能。聚乙烯面層的主要作用是起機(jī)械保護(hù)與防腐作用。三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層綜合了環(huán)氧涂層和擠壓聚乙烯兩種防腐層的優(yōu)良性質(zhì)，將環(huán)氧涂層的界面特性和耐化學(xué)特性，與聚乙烯防腐層的機(jī)械保護(hù)特性等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。據(jù)有關(guān)資料介紹，3pe防腐可使埋地管道的壽命達(dá)到50年，目前在國(guó)際上被認(rèn)為是最先進(jìn)的石油天然氣及輸水管道的外防腐技術(shù)。因此作為3pe防腐作為埋地管線的外防護(hù)層是非常優(yōu)越的，3pe防腐鋼管主要應(yīng)用于輸油、輸氣、輸水，是目前公認(rèn)的防腐效果最佳的管道。

3、現(xiàn)有的3pe防腐技術(shù)，環(huán)氧防腐采用噴涂工藝，膠粘劑和聚乙烯專用料采用擠出包覆或側(cè)向擠出纏繞到環(huán)氧粉末的表面，需要兩臺(tái)單螺桿擠出機(jī)分別擠出膠粘劑和聚乙烯專用料，其中包覆工藝只適合直徑較小的鋼管的防腐。在膠粘劑纏繞到環(huán)氧表面時(shí)，由于膠粘劑的厚度較薄(170-250μm)，膠粘劑擠出纏繞過程容易發(fā)生斷裂，導(dǎo)致防腐層缺膠，如果斷膠不被發(fā)現(xiàn)的話，三層防腐結(jié)構(gòu)中環(huán)氧層和外護(hù)層聚乙烯層不能通過化學(xué)反應(yīng)結(jié)合到一起，會(huì)影響整體防腐的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中防腐過程中膠粘劑、聚乙烯專用料需要兩臺(tái)擠出機(jī)擠出、膠粘劑層薄導(dǎo)致擠出過程容易發(fā)生斷膠引起的防腐性能差等問題，本發(fā)明提出一種兼有粘接、防腐功能的3pe專用料、制備方法及其應(yīng)用的防腐鋼管。所述的3pe防腐聚乙烯專用料由馬來酸酐接枝聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、彈性體、炭黑母粒、防老化助劑配合，經(jīng)過共混、雙螺桿熔融造粒制備。通過馬來酸酐接枝聚乙烯與不同聚乙烯、彈性體、助劑的復(fù)配，本發(fā)明所述的3pe防腐專用料具有粘接環(huán)氧和防腐的功能、優(yōu)異的力學(xué)性能、卓越的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、良好的加工性能，優(yōu)異的耐老化性能，100℃熱老化4800h產(chǎn)品的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率變化率不大于35％。本發(fā)明所述3pe防腐專用料通過擠出纏繞工藝涂覆到熔融環(huán)氧粉末表面，得到的防腐鋼管可替代傳統(tǒng)的由環(huán)氧、聚乙烯膠粘劑、聚乙烯防腐專用料三層防腐組成的3pe防腐鋼管。

2、具體地，本發(fā)明是通過如下所述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明第一方面，提供一種3pe防腐聚乙烯專用料，包括：馬來酸酐接枝聚乙烯10-40份、高密度聚乙烯20-50份、線性低密度聚乙烯20-40、彈性體3-10份、炭黑母粒5-7份、防老化助劑0.5-3份。

4、本發(fā)明第二方面，提供一種3pe防腐聚乙烯專用料的制備方法，包括：馬來酸酐接枝聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、彈性體、炭黑母粒、防老化助劑配合，經(jīng)過共混、雙螺桿熔融造粒制備。

5、具體的，將馬來酸酐接枝聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、彈性體、炭黑母粒、防老化助劑按比例進(jìn)行混合，用所螺桿擠出機(jī)在200-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350-600rpm，熔融共混造粒后得到3pe防腐專用料。

6、本發(fā)明第三方面，提供一種3pe防腐聚乙烯專用料和/或3pe防腐聚乙烯專用料的制備防腐鋼管，擠出纏繞工藝涂覆到熔融環(huán)氧粉末表面，得到的防腐鋼管可替代傳統(tǒng)的由環(huán)氧、聚乙烯膠粘劑、聚乙烯防腐專用料三層防腐組成的3pe防腐鋼管。

7、本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例具有以下有益效果：

8、1)通過馬來酸酐接枝聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、彈性體、炭黑母粒、防老化助劑配合，本發(fā)明的3pe防腐專用料兼有粘接和防腐雙重功能。傳統(tǒng)3pe聚乙烯專用料不具有粘接功能，主要是配方中不含能與環(huán)氧底粉具有反應(yīng)性的組分如馬來酸酐接枝聚乙烯。

9、2)有效解決了傳統(tǒng)3pe防腐過程膠粘劑因厚度薄在纏膠過程容易發(fā)生斷膠的難題。通過馬來酸酐接枝聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、彈性體、炭黑母粒、防老化助劑配合，本發(fā)明的3pe防腐專用料可以起到傳統(tǒng)3pe防腐材料的膠粘劑的粘接和聚乙烯專用料的防腐雙重功效，采用本發(fā)明的兼有粘接、防腐雙重功效的3pe防腐專用料就可以替代傳統(tǒng)3pe防腐的膠粘劑(標(biāo)準(zhǔn)要求厚度為170-250μm)和聚乙烯專用料。因此防腐過程在鋼管表面噴涂環(huán)氧后，無需再擠出纏繞厚度較薄的膠粘劑層，只需擠出本發(fā)明的兼有粘接、防腐雙重功效的3pe防腐專用料(標(biāo)準(zhǔn)要求厚度為1.8-4.2mm)，厚度大，擠出纏繞過程不會(huì)發(fā)生斷帶。

10、3)本發(fā)明的3pe防腐專用料乙烯兼有粘接、防腐雙重功效，無需再使用膠粘劑，因此防腐設(shè)備可以省去一臺(tái)膠粘劑擠出用的單螺桿擠出機(jī)，降低了設(shè)備投入。

11、4)本發(fā)明的3pe防腐專用料乙烯兼有粘接、防腐雙重功效，替代了傳統(tǒng)3pe防腐中的膠粘劑和3pe專用料，在防腐過程簡(jiǎn)化了操作流程，提高了生產(chǎn)效率。

12、5)使用本發(fā)明3pe專用料防腐的3pe防腐鋼管，結(jié)合本申請(qǐng)3pe專用料具有粘接和防腐功能，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的加工性能、卓越的耐長(zhǎng)期熱老化性能等綜合性能，解決了傳統(tǒng)3pe防腐膠粘劑厚度薄、防腐過程易斷膠引起的防腐效果差的問題，3pe防腐環(huán)氧層和聚乙烯專用料層結(jié)合更可靠，規(guī)避了傳統(tǒng)3pe防腐過程斷膠未被發(fā)現(xiàn)防導(dǎo)致的腐層不能有機(jī)結(jié)合的風(fēng)險(xiǎn)，因此本發(fā)明的3pe防腐專用料可以提供對(duì)鋼管更好的保護(hù)作用，使用壽命更長(zhǎng)。

技術(shù)特征：

1.一種具粘接防腐功能的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，包括以下重量份計(jì)的原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，所述馬來酸酐接枝聚乙烯由以下配比及工藝制備：高密度聚乙烯90-100份、丙烯基彈性體3-10份、馬來酸酐1-2份、過氧化物引發(fā)劑0.02-0.2份；通過雙螺桿擠出機(jī)，在200-300℃進(jìn)行接枝反應(yīng)，螺桿轉(zhuǎn)速400-800rpm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，所述馬來酸酐接枝聚乙烯為馬來酸酐接枝高密度聚乙烯，在190℃下、2.16kg砝碼作用下的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.5-5g/10min，馬來酸酐接枝率為0.5％-1.5％；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，所述線性低密度聚乙烯在190℃下、2.16kg砝碼作用下的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.5-20g/min；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，所述的彈性體為乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，所述炭黑色母中碳黑的含量為40％-60％，炭黑的粒徑為小于25nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3pe防腐聚乙烯專用料，其特征在于，所述的防老化助劑為受阻酚抗氧劑、含硫受阻酚抗氧劑、亞磷酸酯抗氧劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、吸酸劑中的一種或多種組成。

8.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述3pe防腐聚乙烯專用料的制備方法，其特征在于，包括：將馬來酸酐接枝聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、彈性體、炭黑母粒、防老化助劑按比例進(jìn)行混合，用所螺桿擠出機(jī)在200-230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350-600rpm，熔融共混造粒后得到3pe防腐專用料。

9.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述3pe防腐聚乙烯專用料在鋼質(zhì)管道3pe防腐中的應(yīng)用，其特征在于，按照3pe防腐工藝，噴涂環(huán)氧粉末后纏繞所述3pe防腐聚乙烯專用料，得到環(huán)氧、3pe專用料防腐的鋼管。

10.一種防腐鋼管，其特征在于，包括鋼管以及鋼管外由內(nèi)向外依次設(shè)置的環(huán)氧防腐層和權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的3pe防腐聚乙烯專用料層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具粘接防腐功能的3PE防腐聚乙烯專用料、制備方法及其防腐鋼管。所述的3PE防腐聚乙烯專用料包括以下以重量份計(jì)的原料：馬來酸酐接枝聚乙烯10?40份、高密度聚乙烯20?50份、線性低密度聚乙烯20?40、彈性體3?10份、炭黑母粒5?7份、防老化助劑0.5?3份；所述的3PE防腐聚乙烯專用料經(jīng)過共混、雙螺桿熔融造粒得到所述的耐老化3PE防腐專用料。本發(fā)明提供的3PE防腐聚乙烯專用料具有粘接、防腐雙重功能，同時(shí)具有粘接環(huán)氧底層、優(yōu)異的力學(xué)性能、卓越的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、良好的加工性能，優(yōu)異的耐老化性能，100℃熱老化4800h產(chǎn)品的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率變化率不大于35％。

技術(shù)研發(fā)人員：伍金奎,倪奉堯,孔濤,孫之狀,孔慶宣,劉智博,王樹皓,孔偉川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東東宏管業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6