C 二次水冷。
[0024]本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下:
[0025]本發(fā)明高阻隔多層復(fù)合高密度聚乙烯管，一是利用EVOH樹脂的高阻透性，有效提高了高密度聚乙烯(HDPE)樹脂的氣體阻隔性能，降低滲透速率，二是利用共擠出結(jié)構(gòu)技術(shù)，有效規(guī)避了 EVOH與HDPE共混體系難以穩(wěn)定形成的均一兩相結(jié)構(gòu)的難題，制成的氣體高阻隔性能穩(wěn)定管材，從根本上消除了天然氣集輸管線修復(fù)用內(nèi)穿插管在輸送介質(zhì)含有CH4、(1)2和H2S等小分子氣體時(shí)負(fù)壓條件下產(chǎn)生的對塌隱患，保障了修復(fù)管線的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運(yùn)行。
[0026]本發(fā)明高阻隔多層復(fù)合高密度熱塑性塑料管可用在油田地面油氣輸送管線非開挖內(nèi)穿插修復(fù)領(lǐng)域，特別是油田伴生氣管線的內(nèi)穿插修復(fù)；也可用于地板采暖工程中，作為防滲氧的加熱塑料管道，防止管道內(nèi)滋生藻類。
[0027]經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定，本發(fā)明高阻隔符合熱塑性塑料管對014的滲透系數(shù)比高密度聚乙烯(HDPE)的滲透系數(shù)降低了 4個(gè)數(shù)量級，具有優(yōu)異的氣體阻隔性能。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明生產(chǎn)方法的生產(chǎn)工藝流程示意圖，其中I為擠出EVOH內(nèi)管的1#擠塑機(jī)，2為擠出HDPE管的2#擠塑機(jī)，3為擠出EVOH外管的3 #擠塑機(jī)，4為多層共擠模具，5為后處理工序(包括定徑、冷卻、打碼等)，6為產(chǎn)品定尺切割。
[0029]圖2是本發(fā)明的產(chǎn)品復(fù)合熱塑性塑料管結(jié)構(gòu)剖面圖，其中7為EVOH內(nèi)層，8為HDPE中間層、9為EVOH外層。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為充分說明本發(fā)明所解決的技術(shù)問題和達(dá)到的技術(shù)效果，通過下述【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]本發(fā)明提供了一種復(fù)合熱塑性塑料管，由外而內(nèi)依次為阻隔外層，中間層和阻隔內(nèi)層。
[0032]在一種【具體實(shí)施方式】中，所述阻隔外層占管材厚度3 %?7 %，中間層占管材厚度86%?94%，阻隔內(nèi)層占管材厚度3%?7%;優(yōu)選所述阻隔外層占管材厚度5%，中間層占管材厚度90 %以及阻隔內(nèi)層占管材厚度5 %。
[0033]在一種【具體實(shí)施方式】中，所述阻隔外層的材料為EV0H、PVDC、PA中的一種或多種；中間層的材料為HDPE、PE-RT, PE-X, UHMWPE中的一種或多種；阻隔內(nèi)層的材料為EV0H、PVDC、PA中的一種或多種；優(yōu)選阻隔外層和阻隔內(nèi)層的材料為EVOH ;中間層的材料為HDPE。
[0034]HDPE結(jié)構(gòu)式為〔-CH2-CH2_〕n，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，也包括乙烯與少量α -烯烴的共聚物；其熔點(diǎn)約為130°C，相對密度為0.941g/cm3?0.960g/cm 3。
[0035]乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酰胺(PA)是常用的三大阻隔樹脂，均可以用于阻隔氣體。EVOH樹脂具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、伸縮性、耐磨性和熱穩(wěn)定性，阻隔性能是PVDC的10倍、是PA的100倍，因此優(yōu)選EVOH樹脂制備高阻隔管材。
[0036]EVOH集聚乙烯聚合物良好的加工性和乙烯醇聚合物極高的氣體阻隔性于一體，最顯著特點(diǎn)是其對氣體的阻隔作用。同時(shí)EVOH還具有很強(qiáng)的耐油性、耐有機(jī)溶劑和抗靜電性能，其機(jī)械強(qiáng)度、彈性、耐磨性和熱穩(wěn)定性良好，可將其作為有效提高HDPE聚乙烯樹脂的氣體阻隔性能的材料。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)明涉及的高阻隔多層復(fù)合熱塑性塑料管采用多層共擠技術(shù)，即分別將EVOH樹脂和HDPE樹脂加熱后，由同一出口模擠出，形成有EVOH外層(約占管材厚度5% ) ,HDPE中間層(約占管材厚度90% ) ,EVOH內(nèi)層(約占管材厚度5% )的多層共擠、相鄰層緊密結(jié)合的復(fù)合熱塑性塑料管。
[0038]與層狀共混技術(shù)相比，多層共擠技術(shù)更加穩(wěn)定，管材形成了穩(wěn)定的高阻隔EVOH層，獲得了 014、0)2和H2S等小分子氣體高阻隔性能的同時(shí)，還保持了 HDPE管較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，便于管材進(jìn)行內(nèi)穿插修復(fù)施工。
[0039]現(xiàn)有技術(shù)主要在增容劑條件下，采用層狀共混技術(shù)制備HDPE/EV0H阻隔熱塑性樹脂管，增容劑主要有馬來酸酐(MAH)或甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)等。當(dāng)HDPE: EVOH: HDPE-g-GMA = 80: 20: 8 (質(zhì)量比)，共混物和EVOH氧氣透過率達(dá)到同一個(gè)數(shù)量級水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于HDPE的氧氣滲透率。
[0040]層狀共混技術(shù)是提高阻隔性能依賴共混物中各相的形態(tài)結(jié)構(gòu)，當(dāng)阻隔性樹脂在基體聚合物中形成層狀分散，則能大大提高共混物得阻隔性能；若阻隔性樹脂在基體中呈球狀或纖維狀形態(tài)分散，則共混物得阻隔性能并沒有較大的提高。阻隔性樹脂共混后在基體樹脂中的分散形態(tài)由分散物的流變性能、界面張力、共混料和加工條件(流動(dòng)模式、剪切速率、加工溫度)等決定，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差。
[0041]本發(fā)明還提供了一種復(fù)合熱塑性塑料管的生產(chǎn)方法，從不對稱分布的三臺(tái)擠塑機(jī)分別擠出阻隔外層，中間層和阻隔內(nèi)層，之后在多層共擠模具中擠壓熔成一體，然后經(jīng)冷卻得到產(chǎn)品復(fù)合熱塑性塑料管，該產(chǎn)品由外而內(nèi)依次為阻隔外層，中間層和阻隔內(nèi)層；優(yōu)選在冷卻后進(jìn)一步包括打碼和切割工序。
[0042]在生產(chǎn)過程中，除控制下列規(guī)定的參數(shù)外，其他工序步驟以及參數(shù)控制均是本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)可以確定。
[0043]在一種【具體實(shí)施方式】中，將密度為1.17g/cm3的EVOH和密度為0.94g/cm3的HDPE樹脂經(jīng)過加熱后，采用不對稱分布的3臺(tái)擠塑機(jī)由同一擠出口模同時(shí)擠出(圖1)，1#擠塑機(jī)
(I)擠出EVOH內(nèi)層、2#擠塑機(jī)⑵擠出HDPE中間層、3 #擠塑機(jī)(3)擠出EVOH外層。3層結(jié)構(gòu)在多層共擠模具(4)中通過多層共擠，之后經(jīng)過定徑打碼等后處理工序(5)，以及對產(chǎn)品的定尺切割￠)，最終形成相鄰層之間緊密結(jié)合的復(fù)合熱塑性塑料管(圖2)，由外而內(nèi)依次為EVOH阻隔外層(7)，HDPE中間層(8)和EVOH阻隔內(nèi)層(9)。其中，EVOH內(nèi)層和外層約占管材厚度5%、HDPE中間層約占管材厚度90%。
[0044]EVOH內(nèi)層和外層擠塑機(jī)擠出工藝參數(shù)控制如下:機(jī)頭壓力控制在6MPa?8MPa之間，機(jī)筒區(qū)分為4段，第I段溫度為155°C，第2段溫度為185°C，第3段溫度為220°C，第4段溫度為225°C ;模頭區(qū)分為4段，第I段溫度為220°C，第2段溫度為225°C，第3段溫度為230°C，第4段溫度為235°C ;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為25rad/min，牽引速度為100cm/min。
[0045]HDPE中間層擠塑機(jī)擠出工藝參數(shù)控制如下:機(jī)頭壓力控制在7MPa?1MPa之間，機(jī)筒區(qū)分為4段，第I段溫度為160°C，第2段溫度為170°C，第3段溫度為190°C，第4段溫度為185°C ;模頭區(qū)分為4段，第I段溫度為225°C，第2段溫度為225°C，第3段溫度為230°C，第4段溫度為230°C ;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為20rad/min，牽引速度為100cm/min。
[0046]高阻隔多層復(fù)合熱塑性塑料管經(jīng)真空度為0.2MPa?0.3MPa、25°C—次真空水冷定徑后，在常壓下經(jīng)25°C二次水冷，然后經(jīng)打碼、定尺切割等工序成型。
[0047]依照《GB/T 1038-2000塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗(yàn)方法壓差法》，在30°C試驗(yàn)條件下，測試CH4在高阻隔多層復(fù)合熱塑性塑料滲透系數(shù)為4.229X10 _17cm3.cm/cm2.s.Pa，比相同條件下高密度聚乙稀(HDPE)的滲透系數(shù)1.651 X ICT13Cm3.cm/cm2.s.Pa降低了 4個(gè)數(shù)量級，表現(xiàn)出優(yōu)異的氣體阻隔性能。
[0048]高阻隔多層復(fù)合熱塑性塑料管的拉伸屈服強(qiáng)度為20MPa，斷裂伸長率> 500%，滿足PE內(nèi)穿插修復(fù)用管材技術(shù)要求。
[0049]下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0050]3臺(tái)擠塑機(jī)不對稱分布，1#擠塑機(jī)⑴擠出高阻隔EVOH內(nèi)管，2 #擠塑機(jī)⑵擠出具有拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的HDPE管，3#擠塑機(jī)(3)擠出高阻隔EVOH外管，然后經(jīng)多層共擠模具(4)由同一出口模擠出，然后經(jīng)冷卻、產(chǎn)品打碼等后處理工序(5)和產(chǎn)品定尺切割工序
(6)，形成有EV0H/HDPE/EV0H高阻隔多層復(fù)合熱塑性塑料管。
[0051]在生產(chǎn)過程中，本發(fā)明復(fù)合熱塑性塑料管在塔河油田穿越塔里木河段伴生氣外輸管線防護(hù)改造工程中，在KZl站伴生氣外輸管線應(yīng)用高阻隔多層復(fù)合熱塑性塑料管3.6km ;本發(fā)明管材的應(yīng)用解決了伴生氣管線非開挖防護(hù)工作問題，消除了穿河段伴生氣管線腐蝕穿孔帶來的環(huán)保隱患問題。
[0052]實(shí)施例
[0053]實(shí)施例1:
[0054]將密度為1.17g/cm3的EVOH和密度為0.94g/cm3的HDPE樹脂經(jīng)過加熱后，采用不對稱分布的3臺(tái)擠塑機(jī)由同一擠出口模同時(shí)擠出EVOH阻隔內(nèi)層、HDPE中間層、EVOH阻隔外層。3層結(jié)構(gòu)通過多層共擠，形成相鄰層之間緊密結(jié)合的復(fù)合熱塑性塑料管。之后在真空度為0.2MPa?0.3MPa、溫度為25°C—次真空水冷定徑后，在常壓下經(jīng)25°C二次水冷，然后經(jīng)打碼、定尺切割等工序成型。
[0055]其中，EVOH內(nèi)層和外層約占管材厚度5%、H