專利名稱：一種3pe管道外防腐粗化顆粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐層組合物及其制備方法，屬于能源輸送管道用外加劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油氣輸送3PE管道外防腐粗化顆粒及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
能源輸送管道的外防腐以3PE (three-layer polyethelene)最為常用，3PE外防腐層也是目前海底管道應(yīng)用最廣的防腐層。當(dāng)3PE管道用于一些特殊地區(qū)如高山，一些特殊領(lǐng)域如海底管道配重，就需要考慮管道光滑外表面所可能導(dǎo)致的滾落、滑脫等問題，這時(shí)需要對(duì)外防腐層表面進(jìn)行粗化處理，粗化處理的處理方式主要有1) μ m熔渣法，就是外防腐層纏繞在管子上還未冷卻固化時(shí)，在表面撒上粗化顆粒，從而增加表面的粗糙度；2)打砂法，類似于拋丸除銹的方法，使用打砂機(jī)將外防腐層表面打毛，工藝復(fù)雜，成本較高；3)電動(dòng)鋼絲刷打毛法，方法簡(jiǎn)單，但PE防腐層外壁會(huì)產(chǎn)生一定深度的刮痕，損壞外防腐層的性能。因此，如何制備出一種操作簡(jiǎn)單而又不影響外防腐層質(zhì)量的粗化顆粒，是當(dāng)前所屬領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的主要問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新的油氣輸送3PE管道外防腐粗化顆粒，使其滿足3PE管道采用熔渣法進(jìn)行粗化處理時(shí)所需，提高3PE防腐鋼管外表面的粗糙度，與外防腐層粘結(jié)力優(yōu)良，防滑性能好。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述油氣輸送3PE管道外防腐粗化顆粒的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的3PE管道外防腐粗化顆粒的原料配方組成(質(zhì)量百分比)為高密度聚乙烯55% -80%，線性低密度聚乙烯15% -35%，增韌劑3% -10%，黑色母2% _5%，熱氧化穩(wěn)定劑0. 1% -0. 3%，紫外線吸收劑0. 1% -0. 3%和光穩(wěn)定劑0. -0. 3%。本發(fā)明所述3PE管道外防腐粗化顆粒的制備方法為將高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、增韌劑、黑色母、熱氧化穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑和光穩(wěn)定劑按上述比例預(yù)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)在190°C -210°C共混擠出造粒，然后將粒料水下微細(xì)切粒或者通過液氮冷凍在0°C _40°C磨粉，制備出粒徑為200-500 μ m的粉末。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果通過本發(fā)明得到的3PE管道外防腐粗化顆粒，具有很好的防滑性能，加工工藝范圍寬，對(duì)外層HDPE有極好的粘接力，有高的機(jī)械強(qiáng)度及耐老化性能；且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，容易控制；又不影響外防腐層的質(zhì)量，能有效解決3PE管道光滑外表面所可能導(dǎo)致的滾落、滑脫等問題?？蓱?yīng)用于石油、天然氣海底配重輸送管道及需要表面粗化的3PE管道的外表面粗化處理。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種3PE管道外防腐粗化顆粒，按質(zhì)量百分比計(jì)算，配方包含以下組分高密度聚乙烯55% -80%，線性低密度聚乙烯15% -35%，增韌劑3% -10%，黑色母2% -5%，熱氧化穩(wěn)定劑0. -0.3%，紫外線吸收劑0. -0.3%和光穩(wěn)定劑0. 1% -0. 3%。將上述復(fù)配物按上述比例預(yù)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)在190°C -210°C共混擠出造粒，然后將粒料水下微細(xì)切?；蛘咄ㄟ^液氮冷凍在0°c -40°c磨粉，制備出粒徑為200-500 μ m 的粉末。所述的主體材料為高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯的復(fù)配物，MI范圍為2.0-20g/10mino所述的增韌劑包括聚乙烯共聚物彈性體(POE)、丙烯-乙烯共聚物彈性體(EPR、EPDM、Vistmaxx)、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中的一種或二種以上的復(fù)配物。聚乙烯共聚物彈性體、丙烯-乙烯共聚物彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，可以選其一種或幾種復(fù)配物。本發(fā)明優(yōu)選POE和EVA，其中POE的密度為0.86-0.88g/cm3，熔融指數(shù)MI為l-5g/10min(190°C，2. 16g)。EVA 優(yōu)選 VA ^ 25%, MI % l_4g/10min(190°C，2. 16g)。所述的黑色母為以聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物為載體的黑色母粒。本發(fā)明選用以聚乙烯為載體的黑色母。所述的熱氧化穩(wěn)定劑采用抗氧劑1010、抗氧劑168和DSDTP復(fù)配而成。所述的紫外線吸收劑和光穩(wěn)定劑分別為UV944和光穩(wěn)定劑CS81。本發(fā)明所述3PE管道外防腐粗化顆粒的使用方法可表述如下油氣輸送管道外防腐層專用料(HDPE防腐專用料)纏繞在管子上還未冷卻固化時(shí)，將PE粗化顆粒通過粉末噴槍或震動(dòng)灑落在表面，利用HDPE專用料在冷卻過程中釋放的熱量將PE粗化顆粒部分融化，增加表面粗糙度。若粗化顆粒的流平性能太好，全部融化，則粗糙度達(dá)不到要求。若粗化顆粒熔融太少，則與外防腐層的融合度不夠，受外力作用時(shí)會(huì)脫落，也達(dá)不到粗化效果。本發(fā)明所述3PE粗化顆粒的測(cè)試方法可表述如下將3PE外防腐專用料(HDPE防腐專用料)用平板硫化機(jī)在220°C壓成2mm厚片材，熔融片材在空氣冷卻過程中，將PE粗化顆粒均勻?yàn)⒙湓谄浔砻妗４耆鋮s后，用力摩擦其表面，脫落的粉末重量比應(yīng)小于5%。以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，但本發(fā)明并不限于此特定的實(shí)施例。實(shí)施例13PE管道外防腐粗化顆粒原料配方(按質(zhì)量百分比計(jì)算)為高密度聚乙烯(MI為8. 0g/10min) 70 %、線性低密度聚乙烯(MI 為 5. 0g/10min) 20 %、P0E (MI 為 0. 5g/10min) 5 %、黑色母4.5%、復(fù)配抗氧劑1010、168和DSDTP(1 1 0. 5復(fù)配)0. 2 %、紫外線吸收劑UV9440. 1%、光穩(wěn)定劑 CS810. 2%。將上述復(fù)配物按上述比例預(yù)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)在190°C -210°C共混擠出造粒，然后將粒料水下微細(xì)切?；蛘咄ㄟ^液氮冷凍在0°C -40°C磨粉，制備出粒徑為200-500 μ m 的粉末。實(shí)施例23PE管道外防腐粗化顆粒原料配方(按質(zhì)量百分比計(jì)算)為高密度聚乙烯(MI為8. 0g/10min)70%、線性低密度聚乙烯(MI 為 5. 0g/10min) 20%, EVA (MI 為 1. 8g/10min, VA含量為15%)5%、黑色母4. 5%、復(fù)配抗氧劑1010、168和DSDTP(1 1 0.5復(fù)配)0. 2%、紫外線吸收劑UV9440. 1 %、光穩(wěn)定劑CS810. 2%。將上述復(fù)配物按上述比例預(yù)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)在190°C -210°C共混擠出造粒，然后將粒料水下微細(xì)切?；蛘咄ㄟ^液氮冷凍在0°c -40°c磨粉，制備出粒徑為200-500 μ m 的粉末。實(shí)施例33PE管道外防腐粗化顆粒原料配方(按質(zhì)量百分比計(jì)算)為高密度聚乙烯(MI為8. 0g/10min) 60 %、線性低密度聚乙烯(MI 為 5. 0g/10min) 30 %、P0E (MI 為 0. 5g/10min) 5 %、黑色母4.5%、復(fù)配抗氧劑1010、168和DSDTP(1 1 0. 5復(fù)配)0. 2 %、紫外線吸收劑UV9440. 1%、光穩(wěn)定劑 CS810. 2%。將上述復(fù)配物按上述比例預(yù)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)在190°C -210°C共混擠出造粒，然后將粒料通過水下微細(xì)切粒或者液氮冷凍在0°c -40°c磨粉，制備出粒徑為200-500 μ m 的粉末。實(shí)施例1-3的產(chǎn)物性能見下表1所示。表1實(shí)施例1-3的產(chǎn)物性能對(duì)照
項(xiàng)目單位實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3熔融指數(shù) (190°C,2.16Kg)g/IOmin5.205.305.10密度g/cm30.9510.9520.950拉伸強(qiáng)度MPa25.524.825.0斷裂伸長(zhǎng)率%980%900%1000%粉末脫落率%1.31.11.0防滑效果與外防腐層粘結(jié)力優(yōu)良，符合要求。與外防腐層粘結(jié)力優(yōu)良，符合要求。與外防腐層粘結(jié)力優(yōu)良， 符合要求。 從上述表1中可以看出，實(shí)施例1-3的產(chǎn)物(3PE管道外防腐粗化顆粒)均具有高的機(jī)械強(qiáng)度，具有很好的防滑性能，對(duì)外層HDPE有極好的粘接力；且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，容易控制；又不影響外防腐層的質(zhì)量，能有效解決3PE管道光滑外表面所可能導(dǎo)致的滾落、滑脫等問題。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種3PE管道外防腐粗化顆粒，其特征在于，按質(zhì)量百分比計(jì)算配方包含以下各原料組分高密度聚乙烯55% -80%，線性低密度聚乙烯15% -35%，增韌劑3% -10%,黑色母2% -5%，熱氧化穩(wěn)定劑0. -0.3%，紫外線吸收劑0. -0.3%和光穩(wěn)定劑0. 1% -0. 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3PE防腐粗化顆粒，其特征在于采用高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯的復(fù)配物，MI范圍為2. 0-20g/10mino
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3PE防腐粗化顆粒，其特征在于所述增韌劑選用聚乙烯共聚物彈性體(POE)、丙烯-乙烯共聚物彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中的一種或二種以上的復(fù)配物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3PE防腐粗化顆粒，其特征在于所述增韌劑優(yōu)選POE和EVA；其中 POE 的密度為 0. 86-0. 88g/cm3，熔融指數(shù) MI 為 l_5g/10min (190°C，2. 16g) ；EVA 優(yōu)選VA ^ 25%, MI % l-4g/10min(190°C，2. 16g)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3PE防腐粗化顆粒，其特征在于所述黑色母為以聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物為載體的黑色母粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3PE防腐粗化顆粒，其特征在于所述的熱氧化穩(wěn)定劑采用抗氧劑1010、抗氧劑168和DSDTP復(fù)配而成；所述的紫外線吸收劑和光穩(wěn)定劑分別為UV944和光穩(wěn)定劑CS81。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的3PE管道外防腐粗化顆粒的制備方法，其特征在于將質(zhì)量百分比為高密度聚乙烯陽(yáng)％ _80%，線性低密度聚乙烯15% -35%，增韌劑3% -10%，黑色母2% _5%，熱氧化穩(wěn)定劑0. 1% _0.3%，紫外線吸收劑0. 1% -0. 3%和光穩(wěn)定劑0. 1% -0. 3%預(yù)混合均勻，通過雙螺桿擠出機(jī)共混擠出造粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的的制備方法，其特征在于所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為1900C -210"C。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的的制備方法，其特征在于上述組合物的粒料具有如下性能熔融指數(shù)為 4-10g/10min(190°C，2. 16kg)，拉伸強(qiáng)度彡 20MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的的制備方法，其特征在于上述組合物的粒料通過水下微細(xì)切?；蛘咭旱鋬瞿シ壑苽浞勰?，所述粉末的粒徑為200-500 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油氣輸送3PE管道外防腐粗化顆粒及其制備方法。該3PE粗化顆粒的組成(重量百分比)為高密度聚乙烯55％-80％，線性低密度聚乙烯15％-35％，增韌劑3％-10％，黑色母2％-5％，熱氧化穩(wěn)定劑0.1％-0.3％，紫外線吸收劑0.1％-0.3％和光穩(wěn)定劑0.1％-0.3％。該復(fù)配物經(jīng)過預(yù)混均勻后，通過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，然后水下微細(xì)切?；?qū)⒘Ａ贤ㄟ^液氮冷凍磨粉，制備出粒徑200-500μm的粉末。本發(fā)明制備的油氣輸送3PE管道外防腐粗化顆粒，具有很好的防滑性能，加工工藝范圍寬，對(duì)外層HDPE有極好的粘接力，有高的機(jī)械強(qiáng)度及耐老化性能；且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，容易控制?？蓱?yīng)用于石油、天然氣海底配重輸送管道及需要表面粗化的3PE管道的外表面粗化處理。
文檔編號(hào)C08J3/22GK102585326SQ201110449360
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者唐舫成, 張有勇, 李文革, 汪加勝, 王詠心 申請(qǐng)人:廣州鹿山新材料股份有限公司