專利名稱：一種鋼質(zhì)管道防腐材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐材料，特別是涉及油氣田管道防腐材料及該材料的制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)油氣田管道防腐主要采用三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐，但在如高溫度介質(zhì)的管線防腐、加壓站附近的管線防腐、地下穿越的管線防腐、地表溫度較高、日照時(shí)間較長(zhǎng)的沙 漠地區(qū)的管線防腐是目前三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐所不能滿足的。聚丙烯具有高溫下長(zhǎng)的使用壽命，在80°C下裸運(yùn)行30年，最高可承受100°C的高溫，而聚乙烯在超過(guò)80°C時(shí)即軟化，失去了使用價(jià)值；聚丙烯具有高的維卡軟化點(diǎn)-145°C以上，表面劃痕硬度高，滿足了非開(kāi)挖工程如穿越河流、鐵路及沙漠等地區(qū)對(duì)材料本身的要求，同時(shí)單位面積由于聚丙烯涂覆密度及涂覆厚度更低，成本也更低。專利CN101717544提出了一種黑色聚丙烯防腐材料，該專利采用分子量大的聚丙烯與一般聚丙烯搭配作為基料，保證產(chǎn)品力學(xué)性能特別是高維卡、高硬度的黑色聚丙烯防腐材料，但該專利存在如下缺陷該專利產(chǎn)品基料難尋、一般高分子量的聚丙烯市場(chǎng)上不好采購(gòu)，第二專利產(chǎn)品的多樣性不夠，目前涂覆產(chǎn)品有黑色及白色，白色更體現(xiàn)產(chǎn)品與3PE通用黑色產(chǎn)品的區(qū)別；第三由于全部采用聚丙烯作為基料，其產(chǎn)品低溫韌性不好，在晝夜溫差大地方使用存在不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼質(zhì)管道防腐材料，該材料為具有高維卡、高硬度同時(shí)也具有高的低溫韌性的聚丙烯防腐材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供上述鋼質(zhì)管道防腐材料的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種鋼質(zhì)管道防腐材料，包括下列質(zhì)量比的各組分
聚丙烯44-54份；
高密度聚乙烯粉 3-12份；
耐老化劑O. 3-2. 4份；
抗氧劑O. 06-1. 2份；
潤(rùn)滑劑O. 06-1. 2份；
降解抑制劑O. 06-0. 6份；
引發(fā)劑O. 06-0. 6份。所述聚丙烯為共聚聚丙烯，且是熔體流動(dòng)速率小于2的管材級(jí)或擠出級(jí)聚丙烯，即為PPB4228、PPB8101、PPK8303、EPS30R、PPB240、PPB4220 中的一種或一種以上的混合物。所述高密度聚乙烯粉為細(xì)度達(dá)到200目以上的高密度聚乙烯粉，且所述高密度聚乙烯粉為熔融流動(dòng)速率小于I的薄膜級(jí)或管材級(jí)聚乙烯。所述耐老化劑為金紅石型鈦白粉或炭黑或炭黑母料。所述降解抑制劑為苯乙烯、2，6—二叔丁基4 一甲酚或松節(jié)油。所訴引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、二叔丁基過(guò)氧化物中的一種或一種以上的混合物。上述一種鋼質(zhì)管道防腐材料的制備方法，包括下列步驟
第一步細(xì)化高密度聚乙烯至其細(xì)度達(dá)到200目以上；
第二步將原料按比例加入高速混合機(jī)中混合均勻，高速混合機(jī)攪拌速率600-900轉(zhuǎn)/
分；
第三步將混合好的原料經(jīng)過(guò)超長(zhǎng)徑比即52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)擠出，經(jīng)拉條、風(fēng)冷、切粒真空包裝成成品，擠出溫度設(shè)置180°C -220°C ;螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定180-400轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明材料的組分和制備方法具有以下特點(diǎn)
1、細(xì)化后的高密度聚乙烯在體系中的作用有作為聚丙烯二次結(jié)晶的成核劑，是聚丙烯在熔融冷卻過(guò)程中以細(xì)化聚乙烯為晶核，再次結(jié)晶，提高材料的分子量，從而使產(chǎn)品具有高的維卡、高的高溫壓痕硬度；同時(shí)聚乙稀在反應(yīng)擠出中均勻分散于聚丙烯中，在引發(fā)劑的作用下交聯(lián)使體系形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使體系具有高的沖擊韌性，特別是低溫沖擊韌性；
2、抑制劑苯乙烯、2，6—二叔丁基4 一甲酚(BHT)、松節(jié)油的使用是保證聚丙烯高溫下在引發(fā)劑的作用下不發(fā)生降解反應(yīng)，從而保證聚丙烯的基本力學(xué)性能，這種抑制劑不對(duì)聚乙烯發(fā)生反應(yīng)；
3、大長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)保證了體系足夠的反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)也保證了
產(chǎn)品的生產(chǎn)量。從上述本發(fā)明的各項(xiàng)技術(shù)特征可以看出，其優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明通過(guò)對(duì)高密度聚乙烯對(duì)聚丙烯擠出過(guò)程中的二次結(jié)晶效果和大長(zhǎng)徑比的雙螺桿反應(yīng)擠出設(shè)計(jì)下，對(duì)聚丙烯的降解抑制與高密度聚乙烯網(wǎng)狀交聯(lián)使材料在性能上具有以下突出表現(xiàn)
1、維卡軟化點(diǎn)提高到155°c以上，由于聚丙烯的降解抑制和高密度聚乙烯形成的網(wǎng)狀交聯(lián)及二次結(jié)晶，所以材料不存在應(yīng)力開(kāi)裂等問(wèn)題；
2、壓痕硬度在23°C由O. I毫米降低到O. 02毫米，90 0C由O. 3毫米降低到O. 11毫米，制成的管道更易適合用于非開(kāi)挖工程如穿越河流、鐵路及沙漠等地區(qū)對(duì)材料本身的要求；
3、本發(fā)明的產(chǎn)品鋼質(zhì)管道防腐材料與眾不同的特點(diǎn)還在于，其適用于現(xiàn)在通用的聚乙烯涂覆設(shè)備，不必對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，且溫度加工范圍寬(1900C -270°C)ο
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I
本實(shí)施例中，我們采用下列步驟制作
將3份細(xì)化到200目以上的高密度聚乙烯、26份PPB4228、25份EPS30R、2. 4份鈦白粉、I. 2份抗氧劑、I. 2份潤(rùn)滑劑、O. 6份苯乙烯、O. 6份過(guò)氧化二異丙苯在高速混合機(jī)中混合均勻后，經(jīng)長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定2000C，轉(zhuǎn)速設(shè)定200轉(zhuǎn)/分，可得本發(fā)明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質(zhì)管道防腐材料，其維卡在155°C、23°C壓痕硬度0.02毫米，901壓痕硬度0. 11毫米，低溫沖擊強(qiáng)度48 kj/m2。實(shí)施例2
本實(shí)施例中，我們采用下列步驟制作
將6份細(xì)化到200目以上的高密度聚乙烯、50份？ 88101、2.2份炭黑、1.0份抗氧劑、O. 3份潤(rùn)滑劑、O. 4份2，6 —二叔丁基4 一甲酚、O. 5份過(guò)氧化苯甲酰在高速混合機(jī)中混合均勻后，經(jīng)長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定180°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定180轉(zhuǎn)/分，可得本發(fā)明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質(zhì)管道防腐材料，其維卡在1551、231壓痕硬度0.02毫米，901壓痕硬度0. 10毫米，低溫沖擊強(qiáng)度50 kj/m2。 實(shí)施例3
本實(shí)施例中，我們采用下列步驟制作
將8份細(xì)化到200目以上的高密度聚乙烯、48份？ 1(8303、1.8份炭黑母料、0.6份抗氧齊IJ、0. 6份潤(rùn)滑劑、O. 2份松節(jié)油、O. 4份二叔丁基過(guò)氧化物在高速混合機(jī)中混合均勻后，經(jīng)長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定220°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定280轉(zhuǎn)/分，可得本發(fā)明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質(zhì)管道防腐材料，其維卡在155°C、23°C壓痕硬度O. 02毫米，90°C壓痕硬度O. 11毫米，低溫沖擊強(qiáng)度52 kj/ m2。實(shí)施例4
本實(shí)施例中，我們采用下列步驟制作
將10份細(xì)化到200目以上的高密度聚乙烯、22份PPB240、22份PPB4220、I. O份炭黑、
O.3份抗氧劑、O. I份潤(rùn)滑劑、O. I份苯乙烯、O. 05份過(guò)氧化二異丙苯、O. 05份過(guò)氧化苯甲酰在高速混合機(jī)中混合均勻后，經(jīng)長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定220°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定300轉(zhuǎn)/分，可得本發(fā)明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質(zhì)管道防腐材料，其維卡在155°C、23°C壓痕硬度0.02毫米，901壓痕硬度O. 11毫米，低溫沖擊強(qiáng)度 49 kJ/Iii20實(shí)施例5
本實(shí)施例中，我們采用下列步驟制作
將12份細(xì)化到200目以上的高密度聚乙烯、45份PPB240、0. 5份炭黑、O. I份抗氧劑、
O.06份潤(rùn)滑劑、O. 06份苯乙烯、O. 2份過(guò)氧化二異丙苯在高速混合機(jī)中混合均勻后，經(jīng)長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定200°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定360轉(zhuǎn)/分，可得本發(fā)明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質(zhì)管道防腐材料，其維卡在155°C、23°C壓痕硬度O. 02毫米，90°C壓痕硬度O. 11毫米，低溫沖擊強(qiáng)度50 kj/ m2。實(shí)施例6
本實(shí)施例中，我們采用下列步驟制作
將5份細(xì)化到200目以上的高密度聚乙烯、54份？ 84220、0.3份炭黑、0.06份抗氧齊U、l. O份潤(rùn)滑劑、O. I份苯乙烯、O. 06份過(guò)氧化二異丙苯在高速混合機(jī)中混合均勻后，經(jīng)長(zhǎng)徑比52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出、拉條、風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定200°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定400轉(zhuǎn)/分，可得本發(fā)明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質(zhì)管道防腐材料，其維卡在155°C、23°C壓痕硬度O. 02毫米，90°C壓痕硬度O. 11毫米，低溫沖擊強(qiáng)度52 kj/ m2。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替 換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
權(quán)利要求
1.一種鋼質(zhì)管道防腐材料，其特征在于包括下列質(zhì)量比的各組分 聚丙烯44-54份； 高密度聚こ烯粉 3-12份； 耐老化劑O. 3-2. 4份； 抗氧劑O. 06-1. 2份； 潤(rùn)滑劑O. 06-1. 2份； 降解抑制劑O. 06-0. 6份； 引發(fā)劑O. 06-0. 6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鋼質(zhì)管道防腐材料，其特征在于所述聚丙烯為共聚聚丙烯，且是熔體流動(dòng)速率小于2的管材級(jí)或擠出級(jí)聚丙烯，即為PPB4228、PPB8101、PPK8303、EPS30R、PPB240、PPB4220中的ー種或ー種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種鋼質(zhì)管道防腐材料，其特征在于所述高密度聚こ烯粉為細(xì)度達(dá)到200目以上的高密度聚こ烯粉，且所述高密度聚こ烯粉為熔融流動(dòng)速率小于I的薄膜級(jí)或管材級(jí)聚こ烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種鋼質(zhì)管道防腐材料，其特征在于所述耐老化劑為金紅石型鈦白粉或炭黑或炭黑母料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種鋼質(zhì)管道防腐材料，其特征在于所述降解抑制劑為苯こ烯、2，6 —二叔丁基4 一甲酚或松節(jié)油。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種鋼質(zhì)管道防腐材料，其特征在于所訴引發(fā)劑為過(guò)氧化ニ異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、ニ叔丁基過(guò)氧化物中的ー種或ー種以上的混合物。
7.上述一種鋼質(zhì)管道防腐材料的制備方法，其特征在于包括下列步驟 第一歩細(xì)化高密度聚こ烯至其細(xì)度達(dá)到200目以上； 第二步將原料按比例加入高速混合機(jī)中混合均勻，高速混合機(jī)攪拌速率600-900轉(zhuǎn)/分； 第三步將混合好的原料經(jīng)過(guò)超長(zhǎng)徑比即52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)擠出，經(jīng)拉條、風(fēng)冷、切粒真空包裝成成品，擠出溫度設(shè)置180°C -220°C ;螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定180-400轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼質(zhì)管道防腐材料及其制備方法。包括下列重量比的各組分聚丙烯44-54份，高密度聚乙烯粉3-12份，耐老化劑0.3-2.4份，抗氧劑0.06-1.2份，潤(rùn)滑劑0.06-1.2份，降解抑制劑0.06-0.6份，引發(fā)劑0.06-0.6份；將各組分在高混鍋中混合均勻后經(jīng)長(zhǎng)徑比為52:1的反應(yīng)性雙螺桿擠出機(jī)擠出、拉條風(fēng)冷、切粒，溫度設(shè)定在180℃-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為180-400轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明鋼質(zhì)管道防腐材料與市場(chǎng)上的防腐材料相比具有加工適應(yīng)性廣、高維卡、高硬度、低溫韌性好，滿足高溫下長(zhǎng)的使用壽命和穿越水、沙石土壤、海洋等特殊地段對(duì)防腐材料的要求。
文檔編號(hào)F16L58/10GK102850857SQ20121036818
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者徐正華, 陳波, 郭林, 王曦, 侯富強(qiáng) 申請(qǐng)人:四川仁智油田技術(shù)服務(wù)股份有限公司