一种高强度核电用聚乙烯管材制造技术

一种高强度核电用聚乙烯管材，至少包括如下重量份的组分：乙烯基聚合物100份、含氟苯乙烯0.1‑0.3份、有机硅烷0.05‑0.1份、紫外吸收剂0.05‑0.5份、抗氧剂0.05‑0.3份、润滑剂0.5‑2份。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚乙烯管材领域，特别涉及一种高强度核电用聚乙烯管材。
技术介绍
聚乙烯(polyethylene，简称PE)具有多种结构和特性，是用途广泛的树脂。聚乙烯是一种热塑性高度结晶型的非极性的聚合物。聚乙烯管材是PVC-U之后世界上消费量第二大的塑料管道品种，具有寿命长、重量轻、易焊接、耐腐蚀、可盘卷等优秀特性，广泛应用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、油田、矿山、化工液体、气体以及流动固体物质的输送、邮电通信等领域。聚乙烯管道已经广泛应用于城镇燃气和给水输配系统。由于聚乙烯管材具有独特的连接完整性、密封性、坚固、柔韧、质轻等特点，这些因素综合起来，使得聚乙烯管道在工业中的应用变得简易可行，用途广泛。目前，聚乙烯管材在工业上已经应用于临时供水管道(矿井的供水和排水)、各种旁通管道、吸泥管、矿渣输送管道(选矿的尾矿输送)、粉煤灰输送管道、砂浆的输送、石油和天然气管道。核电站的海水循环管路系统所使用的聚乙烯管材和普通耐压聚乙烯管材不同。由于核电站的使用寿命要达到60年，相应的核电用聚乙烯管材的使用寿命也至少要60年。核电用聚乙烯管材有着极高的安全性指标，通常要采用大口径高强度聚乙烯管材，对管材的壁厚要求也非常高。中国专利CN201510362956.0公开了一种核电专用耐高压PE管材及其制备方法。现有技术通常采用PE100作为原料，提高了长期静液压强度，可以很大程度的减小壁厚。但是在大口径聚乙烯管材在挤出过程中，由于管壁厚，冷却固化速度慢，熔体在重力作用下会下垂，造成管胚离口模后，上部壁厚小，下部壁厚大的熔垂现象，导致管壁达不到公差要求，也不能实现符合要求的对接熔融焊接。目前现有技术的解决方法是调整口模间隙，增加上部间隙，同时减小下部间隙，但是这种补偿效果有限。因此，需要一种具有较高熔体强度的聚乙烯管材。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术提供一种高强度核电用聚乙烯管材，至少包
括如下重量份的组分：在一些实施方式中，所述乙烯基聚合物的密度为948-960kg/m3，在温度190℃，负荷5kg时，熔体流动速率为0.23-0.3g/10min。在一些实施方式中，所述含氟苯乙烯选自2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯中的至少一种。在一些实施方式中，所述有机硅烷选自环氧基硅烷和/或氨基硅烷。在一些实施方式中，所述紫外吸收剂选自2-(2′-羟基-3′,5′-二羟叔丁基苯基)苯并三唑和/或2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑。在一些实施方式中，所述抗氧剂选自1-羟基-3-甲基-4-异丙基苯、2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、4-羟甲基-2,6-二叔丁基苯酚、叔丁基羟基茴香醚中的至少一种。在一些实施方式中，所述润滑剂选自油酰胺、芥酰胺、山萮酸酰胺中的至少一种。在一些实施方式中，所述的高强度核电用聚乙烯管材的公称外径为20-1200mm。在一些实施方式中，所述的高强度核电用聚乙烯管材的公称壁厚为2.3-162mm。在一些实施方式中，所述的高强度核电用聚乙烯管材的标准尺寸比为7.4-26。本专利技术提供的高强度核电用聚乙烯管材，不仅能在高温高压下使用60年，还能在管道公称外径达到1200mm时，公称壁厚达到162mm，标准尺寸比达到7.4，同时具有较高的熔体强度，能够有效防止熔垂现象。具体实施方式除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普
通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。“质量、浓度、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，1-50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50的任何数字、数字的组合、或子范围、以及所有介于上述整数之间的小数值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、和1.9。关于子范围，具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范围”。例如，示例性范围1-50的嵌套子范围可以包括一个方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。”本专利技术提供一种高强度核电用聚乙烯管材，至少包括如下重量份的组分：乙烯基聚合物聚乙烯按照密度不同，可分为低密及线性低密度聚乙烯(简称LDPE及LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。本专利技术所使用的乙烯基聚合物的密度为948-960kg/m3。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯是种白色颗粒状产品，无毒、无味，密度在940-976kg/m3范围内；结晶度为80％-90％，软化点为125-135℃，熔化温度120-160℃。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，
不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。不管是LDPE、LLDPE还是HDPE，尽管分子量分布有宽有窄，其分子量分布都成单峰性质。而双峰聚乙烯则不同，其具有两个分子量分布峰，它在低分子量部分具有较少的侧链，在高分子量部分具有较多的侧链。这种结构不仅为产品提供了优良的物理机械性能，同时，由于低分子量成分的存在，大大的改善了加工性能。从聚乙烯材料结构的角度而言，双峰聚乙烯相对分子质量分布结构设计是低熔垂材料研究的方向，因为低相对分子质量部分决定了材料的加工性能，高相对分子质量部分决定了抗熔垂性能，抗“熔垂”性能好的双峰管材料的重均相对分子质量更高，高相对分子质量部分的含量更多。目前双峰聚乙烯的生产商有北欧化工、道达尔石化、英力士、沙特基础工业公司、陶氏化学、利安德巴塞尔等。北欧化工生产的BorSafe系列双峰聚乙烯，如HE3490-LS、HE3492-LS、HE3494-LS具有优良的柔韧性和很好的强度，以及优良的抗熔垂性能，特别适合于大口径管材的生产，生产的管材口径最大可达2000mm。道达尔石化开发的Xsene系列管材，如XLS12B具有很好的抗熔垂性能，适用于大口径管材的生产。该种原料在实验室的应力流变分析实验中表现出非常好的抗熔垂性，同时在商业领域拓宽了大口径厚壁管的生产范围，可以生产1600mm×135mm的管材，壁厚偏差只有5mm。英力士公司的ELTEX系列HDPE管材，如TUB121N3000和TUB124N2025，具有优秀的耐蠕变破坏、耐慢速裂纹增长和耐快速裂纹扩展性能，同时具有优异的加工性能。沙特基础工业公司生产低熔垂大口径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度核电用聚乙烯管材，其特征在于，至少包括如下重量份的组分：

【技术特征摘要】
1.一种高强度核电用聚乙烯管材，其特征在于，至少包括如下重量份的组分：2.如权利要求1所述的一种高强度核电用聚乙烯管材，其特征在于，所述乙烯基聚合物的密度为948-960kg/m3，在温度190℃，负荷5kg时，熔体流动速率为0.23-0.3g/10min。3.如权利要求1所述的一种高强度核电用聚乙烯管材，其特征在于，所述含氟苯乙烯选自2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯中的至少一种。4.如权利要求1所述的一种高强度核电用聚乙烯管材，其特征在于，所述有机硅烷选自环氧基硅烷和/或氨基硅烷。5.如权利要求1所述的一种高强度核电用聚乙烯管材，其特征在于，所述紫外吸收剂选自2-(2′-羟基-3′,5′-二羟叔丁基苯基)苯并三唑和/或2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志光，郑祥义，
申请(专利权)人：上海中塑管业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31