用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種適用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo) 熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，金屬輸送管被廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)采、石油輸送、天然氣輸送、城市供熱、城市 供水等各個(gè)領(lǐng)域。由于輸送介質(zhì)和輸送環(huán)境的不同，人們需要對(duì)金屬管道采取不同的保護(hù) 措施，如耐熱；防腐蝕；抗劃傷等等。另外，在輸送高溫介質(zhì)的過(guò)程中，還會(huì)要求降低整個(gè)輸 送管道的導(dǎo)熱系數(shù)，保證輸送介質(zhì)的溫度。例如，輸油管道中油品溫度的降低會(huì)導(dǎo)致油品粘 度增加從而降低輸送效率，更嚴(yán)重的是，有時(shí)會(huì)使油品中含有的蠟析出而堵塞輸送管道。而 在熱水和蒸汽的輸送過(guò)程中，如果不降低金屬輸送管的導(dǎo)熱系數(shù)，會(huì)加大能源的消耗，增加 不必要的開(kāi)支。因此，為了提高金屬管輸送的效果，人們會(huì)采取多種的保護(hù)措施。
[0003] 目前，金屬輸送管米用的保溫材料有水玻璃珍珠巖管殼、玻璃棉管殼、聚氨酯泡沫 塑料等。由于塑料類(lèi)保溫材料具有密度低、便于加工等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多地應(yīng)用于中低溫(不 高于140Γ)輸送管道的保溫。中國(guó)專(zhuān)利CN 103819644A公開(kāi)了"一種流動(dòng)性好的管道保 溫材料及其制備方法"，所述管道保溫材料為聚氨酯泡沫塑料，其保溫性能雖優(yōu)異，但其強(qiáng) 度過(guò)低，耐水性有不足，不適合用于埋地管道和水下管道的保溫；此外，制備聚氨酯泡沫塑 料保溫層需要預(yù)制模具，導(dǎo)致工程施工效率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于解決上述不足，提供一種用于中低溫(不高于140°c)輸送管道保 溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案。
[0006] 用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層，其特征在于，其各原材料 組分的重量百分比為： 聚丙烯樹(shù)脂 50~80% ; 相容劑 10~30% ; 支化劑 2~7% ; 成核增強(qiáng)劑 0. 1~3% ; 發(fā)泡劑A 0· 5~3% ; 發(fā)泡劑B 0· 5~3% ; 空心玻璃微珠 5~10%。
[0007] 可選的，所述聚丙烯樹(shù)脂的熔融指數(shù)為0. 1~10. 0g/10min (230°C)，維卡軟化點(diǎn) 彡 140。。。
[0008] 可選的，所述相容劑為三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐（EPDM-g-MAH)、苯乙烯嵌段共 聚物接枝馬來(lái)酸酐（SEBS-g-MAH)的一種或兩種的混合，馬來(lái)酸酐（MH)的含量> 0. 5%，熔 融指數(shù)為 〇· 1 ~10.0 g/lOmin (230°C)。
[0009] 可選的，所述支化劑為季戊四醇、聚乙烯醇、三羥甲基丙烷的一種或多種的混合 物。
[0010] 可選的，所述成核增強(qiáng)劑為堿式硫酸鎂晶須、碳酸鈣晶須的一種或兩種的混合物。
[0011] 可選的，所述發(fā)泡劑A為碳酸氫鈉。
[0012] 可選的，所述發(fā)泡劑B為檸檬酸、衣康酸的一種或兩種的混合物。
[0013] 進(jìn)一步，所述空心玻璃微珠為經(jīng)過(guò)預(yù)處理的空心玻璃微珠，其粒徑為30 μπι~ 9〇4111，抗壓強(qiáng)度^:2〇]\^)已。
[0014] 進(jìn)一步，所述空心玻璃微珠的預(yù)處理方法為： (1) 將粒徑為30 μ m~90 μ m的空心玻璃微珠投入飽和的氫氧化鈉與乙醇的溶液中，在 室溫下攪拌15小時(shí)，攪拌后將空心玻璃微珠過(guò)濾出來(lái)，再用純凈水洗滌3次，然后用烘箱烘 干； 空心玻璃微珠與飽和的氫氧化鈉與乙醇的溶液的質(zhì)量比為1:2 ; (2) 將烘干后的空心玻璃微珠投入到乙醇溶液中，空心玻璃微珠與乙醇溶液的質(zhì)量比 為 1:2 ; 然后在乙醇溶液中加入馬來(lái)酸酐和二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA)，空心玻璃微珠與 馬來(lái)酸酐的質(zhì)量比為50:1 ;空心玻璃微珠與二甲基丙烯酸乙二醇酯的質(zhì)量比為90:1 ; 在室溫下攪拌5小時(shí)； (3) 用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器于真空度為400毫米汞柱、加熱溫度為60°C的條件下?lián)]發(fā)掉乙醇并 干燥物料，得到預(yù)處理的空心玻璃微珠。
[0015] 本發(fā)明用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層積極效果是： 作為金屬輸送管防腐體系的保溫層，可在不超過(guò)140°C的溫度下使用，具有導(dǎo)熱系數(shù) 低，密度適中，耐水，便于施工等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下給出本發(fā)明用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層的具體實(shí) 施方式，給出3個(gè)實(shí)施例。但是應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
[0017] 實(shí)施例1 (一）一種用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層，其各原料組分的重量 百分比為： 聚丙烯樹(shù)脂70% ;采用韓國(guó)三星道達(dá)爾公司生產(chǎn)的、牌號(hào)為BJ550聚丙烯樹(shù)脂。
[0018] 相容劑15%;采用南京塑泰公司生產(chǎn)的、牌號(hào)為ST-18的三元乙丙橡膠接枝馬來(lái) 酸酐（ETOM-g-MAH)。
[0019] 支化劑5%;采用國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的季戊四醇。
[0020] 成核增強(qiáng)劑1%;采用上海牧泓公司生產(chǎn)的堿式硫酸鎂晶須。
[0021] 發(fā)泡劑A 1%;采用國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的碳酸氫鈉。
[0022] 發(fā)泡劑B 1% ;采用上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產(chǎn)的檸檬酸。
[0023] 空心玻璃微珠7% ;采用3M公司生產(chǎn)的、牌號(hào)為S60的空心玻璃微珠并進(jìn)行預(yù)處 理。
[0024] (二）所述空心玻璃微珠的預(yù)處理方法為 (1)將空心玻璃微珠投入飽和的氫氧化鈉與乙醇的溶液中，在室溫下攪拌15小時(shí)，攪 拌后將空心玻璃微珠過(guò)濾出來(lái)，再用純凈水洗滌3次，然后用烘箱烘干；空心玻璃微珠與飽 和的氫氧化鈉與乙醇的溶液的質(zhì)量比為1: 2。
[0025] (2)將烘干后的空心玻璃微珠投入到乙醇溶液中，空心玻璃微珠與乙醇溶液的質(zhì) 量比為1:2 ;然后在乙醇溶液中加入馬來(lái)酸酐和二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA)，空心玻璃 微珠與馬來(lái)酸酐的質(zhì)量比為50:1 ;空心玻璃微珠與二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA)的質(zhì)量 比為90:1 ;在室溫下攪拌5小時(shí)。
[0026] (3)用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器于真空度為400毫米汞柱、加熱溫度為60°C的條件下?lián)]發(fā)掉乙 醇并干燥物料，得到預(yù)處理的空心玻璃微珠。
[0027] (三）所述用于管道保溫的高強(qiáng)度低導(dǎo)熱系數(shù)聚丙烯復(fù)合材料層的制備方法 (1)按原料組分的重量百分比將聚丙烯樹(shù)脂、相容劑、支化劑、成核增強(qiáng)劑、空心玻璃微 珠加入到高速分散機(jī)進(jìn)行混合。
[0028] (2)將混合的物料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融，在擠出機(jī)末端的最后一個(gè)加熱區(qū)分別 加入發(fā)泡劑A和發(fā)泡劑B。
[0029] (3)將擠出機(jī)的溫度設(shè)定為180°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定為70轉(zhuǎn)，長(zhǎng)徑比設(shè)定為38:1。
[0030] (4)混合均勻的物料經(jīng)擠出機(jī)的模頭涂覆在傳動(dòng)