專利名稱：一種鋼質管道防腐材料及制備方法
技術領域：
本發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：
目前我國油氣田管道防腐主要采用三層結構聚乙烯防腐，但在如高溫度介質的管線防腐、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、日照時間較長的沙 漠地區的管線防腐是目前三層結構聚乙烯防腐所不能滿足的。聚丙烯具有高溫下長的使用壽命，在80°C下裸運行30年，最高可承受100°C的高溫，而聚乙烯在超過80°C時即軟化，失去了使用價值；聚丙烯具有高的維卡軟化點-145°C以上，表面劃痕硬度高，滿足了非開挖工程如穿越河流、鐵路及沙漠等地區對材料本身的要求，同時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，保證產品力學性能特別是高維卡、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品基料難尋、一般高分子量的聚丙烯市場上不好采購，第二專利產品的多樣性不夠，目前涂覆產品有黑色及白色，白色更體現產品與3PE通用黑色產品的區別；第三由于全部采用聚丙烯作為基料，其產品低溫韌性不好，在晝夜溫差大地方使用存在不足。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種鋼質管道防腐材料，該材料為具有高維卡、高硬度同時也具有高的低溫韌性的聚丙烯防腐材料。本發明的另一個目的就是提供上述鋼質管道防腐材料的制備方法。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種鋼質管道防腐材料，包括下列質量比的各組分
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；
潤滑劑O. 06-1. 2份；
降解抑制劑O. 06-0. 6份；
引發劑O. 06-0. 6份。所述聚丙烯為共聚聚丙烯，且是熔體流動速率小于2的管材級或擠出級聚丙烯，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度達到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速率小于I的薄膜級或管材級聚乙烯。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 一甲酚或松節油。所訴引發劑為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物中的一種或一種以上的混合物。上述一種鋼質管道防腐材料的制備方法，包括下列步驟
第一步細化高密度聚乙烯至其細度達到200目以上；
第二步將原料按比例加入高速混合機中混合均勻，高速混合機攪拌速率600-900轉/
分；
第三步將混合好的原料經過超長徑比即52:1的反應性雙螺桿擠出機擠出，經拉條、風冷、切粒真空包裝成成品，擠出溫度設置180°C -220°C ;螺桿轉速設定180-400轉/分。本發明材料的組分和制備方法具有以下特點
1、細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晶的成核劑，是聚丙烯在熔融冷卻過程中以細化聚乙烯為晶核，再次結晶，提高材料的分子量，從而使產品具有高的維卡、高的高溫壓痕硬度；同時聚乙稀在反應擠出中均勻分散于聚丙烯中，在引發劑的作用下交聯使體系形成網絡結構，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)、松節油的使用是保證聚丙烯高溫下在引發劑的作用下不發生降解反應，從而保證聚丙烯的基本力學性能，這種抑制劑不對聚乙烯發生反應；
3、大長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機保證了體系足夠的反應時間，同時也保證了
產品的生產量。從上述本發明的各項技術特征可以看出，其優點是本發明通過對高密度聚乙烯對聚丙烯擠出過程中的二次結晶效果和大長徑比的雙螺桿反應擠出設計下，對聚丙烯的降解抑制與高密度聚乙烯網狀交聯使材料在性能上具有以下突出表現
1、維卡軟化點提高到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狀交聯及二次結晶，所以材料不存在應力開裂等問題；
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挖工程如穿越河流、鐵路及沙漠等地區對材料本身的要求；
3、本發明的產品鋼質管道防腐材料與眾不同的特點還在于，其適用于現在通用的聚乙烯涂覆設備，不必對設備進行調整，且溫度加工范圍寬(1900C -270°C)ο
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明做進一步的說明。實施例I
本實施例中，我們采用下列步驟制作
將3份細化到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份潤滑劑、O. 6份苯乙烯、O. 6份過氧化二異丙苯在高速混合機中混合均勻后，經長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機反應擠出、拉條、風冷、切粒，溫度設定2000C，轉速設定200轉/分，可得本發明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質管道防腐材料，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，低溫沖擊強度48 kj/m2。實施例2
本實施例中，我們采用下列步驟制作
將6份細化到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份潤滑劑、O. 4份2，6 —二叔丁基4 一甲酚、O. 5份過氧化苯甲酰在高速混合機中混合均勻后，經長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機反應擠出、拉條、風冷、切粒，溫度設定180°C，轉速設定180轉/分，可得本發明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質管道防腐材料，其維卡在1551、231壓痕硬度0.02毫米，901壓痕硬度0. 10毫米，低溫沖擊強度50 kj/m2。 實施例3
本實施例中，我們采用下列步驟制作
將8份細化到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份潤滑劑、O. 2份松節油、O. 4份二叔丁基過氧化物在高速混合機中混合均勻后，經長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機反應擠出、拉條、風冷、切粒，溫度設定220°C，轉速設定280轉/分，可得本發明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質管道防腐材料，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，低溫沖擊強度52 kj/ m2。實施例4
本實施例中，我們采用下列步驟制作
將10份細化到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份潤滑劑、O. I份苯乙烯、O. 05份過氧化二異丙苯、O. 05份過氧化苯甲酰在高速混合機中混合均勻后，經長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機反應擠出、拉條、風冷、切粒，溫度設定220°C，轉速設定300轉/分，可得本發明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質管道防腐材料，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，低溫沖擊強度 49 kJ/Iii20實施例5
本實施例中，我們采用下列步驟制作
將12份細化到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份潤滑劑、O. 06份苯乙烯、O. 2份過氧化二異丙苯在高速混合機中混合均勻后，經長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機反應擠出、拉條、風冷、切粒，溫度設定200°C，轉速設定360轉/分，可得本發明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質管道防腐材料，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，低溫沖擊強度50 kj/ m2。實施例6
本實施例中，我們采用下列步驟制作
將5份細化到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份潤滑劑、O. I份苯乙烯、O. 06份過氧化二異丙苯在高速混合機中混合均勻后，經長徑比52:1的反應性雙螺桿擠出機反應擠出、拉條、風冷、切粒，溫度設定200°C，轉速設定400轉/分，可得本發明高維卡、高硬度、低溫韌性好的鋼質管道防腐材料，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，低溫沖擊強度52 kj/ m2。本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要)中公開的任一特征，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，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
權利要求
1.一種鋼質管道防腐材料，其特征在于包括下列質量比的各組分 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； 潤滑劑O. 06-1. 2份； 降解抑制劑O. 06-0. 6份； 引發劑O. 06-0. 6份。
2.根據權利要求I所述的ー種鋼質管道防腐材料，其特征在于所述聚丙烯為共聚聚丙烯，且是熔體流動速率小于2的管材級或擠出級聚丙烯，即為PPB4228、PPB8101、PPK8303、EPS30R、PPB240、PPB4220中的ー種或ー種以上的混合物。
3.根據權利要求2所述的ー種鋼質管道防腐材料，其特征在于所述高密度聚こ烯粉為細度達到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速率小于I的薄膜級或管材級聚こ烯。
4.根據權利要求3所述的ー種鋼質管道防腐材料，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.根據權利要求4所述的ー種鋼質管道防腐材料，其特征在于所述降解抑制劑為苯こ烯、2，6 —二叔丁基4 一甲酚或松節油。
6.根據權利要求5所述的ー種鋼質管道防腐材料，其特征在于所訴引發劑為過氧化ニ異丙苯、過氧化苯甲酰、ニ叔丁基過氧化物中的ー種或ー種以上的混合物。
7.上述一種鋼質管道防腐材料的制備方法，其特征在于包括下列步驟 第一歩細化高密度聚こ烯至其細度達到200目以上； 第二步將原料按比例加入高速混合機中混合均勻，高速混合機攪拌速率600-900轉/分； 第三步將混合好的原料經過超長徑比即52:1的反應性雙螺桿擠出機擠出，經拉條、風冷、切粒真空包裝成成品，擠出溫度設置180°C -220°C ;螺桿轉速設定180-400轉/分。
全文摘要
本發明公開了一種鋼質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，潤滑劑0.06-1.2份，降解抑制劑0.06-0.6份，引發劑0.06-0.6份；將各組分在高混鍋中混合均勻后經長徑比為52:1的反應性雙螺桿擠出機擠出、拉條風冷、切粒，溫度設定在180℃-220℃，螺桿轉速設定為180-400轉/分。本發明鋼質管道防腐材料與市場上的防腐材料相比具有加工適應性廣、高維卡、高硬度、低溫韌性好，滿足高溫下長的使用壽命和穿越水、沙石土壤、海洋等特殊地段對防腐材料的要求。
文檔編號F16L58/10GK102850857SQ20121036818
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者徐正華, 陳波, 郭林, 王曦, 侯富強 申請人:四川仁智油田技術服務股份有限公司