一种大型HDPE双壁波纹管专用料及制备方法，属于高分子材料的加工与应用领域。其特征在于：控制密炼机的温度为255℃~265℃，将UHMWPE废管破碎料70~80份加入密炼机中待物料温度升到255℃~265℃后，加入HDPE16A 10~15份、HDPE8008 10~15份、硬脂酸钙2.0~4.0份和2，6‑二叔丁基对甲酚 0.4~0.8份；继续密炼，然后进行造粒后即得。本发明专利技术的选用高刚性，熔体流动性好的注塑料HDPE 8008和HDPE 16A复配使用，在UHMWPE废管破碎料高温熔融过程中发挥媒介作用，有效的分散和传递UHMWPE降解释放的热量，使UHMWPE的高温快速裂解反应，变成缓慢的可控的降解反应。
【技术实现步骤摘要】
一种大型HDPE双壁波纹管专用料及制备方法
一种大型HDPE双壁波纹管专用料及制备方法，属于高分子材料的加工与应用领域。
技术介绍
在油田装备资产中，油井管占到60%，是用量最大、花费最多的石油物资，它的质量好坏和性能优劣，直接影响着石油公司的勘探开发效益，它与油、气井的安全可靠性和使用寿命密切相关，对石油工业的发展关系重大。在油田勘探与开发生产中，金属管材及其它金属构件失效是普遍存在的一个问题，如钻井生产中钻具和套管的腐蚀、磨损失效，采油过程中抽油杆与油井管的磨损失效，油田地面管网的腐蚀失效等。降低抽油杆接箍和油井管的摩擦系数，原油及所含污水对金属管道的腐蚀性，既可以减缓其磨损，又能节省地面能量消耗。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料采用的是相对分子质量达到200×104以上的UHMWPE树脂，通过特殊工艺制造成型。该材料于1957年由美国联合化学公司采用齐格勒催化剂首先研制成功，属于线型聚合物，相对分子质量通常在（100～500）×104之间，结晶度65%～85％，密度0.92～0.96g/cm3。与众多聚合物材料相比，UHMWPE材料具有摩擦系数低，耐磨、耐腐蚀、加工成型难度大等特性。使用UHMWPE管作为钢油管的衬管，利用该材料的优良特性，实现防蜡、防偏磨、防腐蚀的目的。目前国内大庆油田、吉林油田、胜利油田和克拉玛依油田开始广泛推广高耐磨、抗腐蚀聚乙烯复合油井管的应用，据不完全统计，我国现有油井大约13万口，每年还要新增6千口油井，还有上百万口油井的废油管要报废。高耐磨、抗腐蚀UHMWPE油井内衬管的推广应用在油田的稳产、高产上发挥了重要的作用。然而，随着UHMWPE油井内衬管的大量应用，报废的UHMWPE油田废管的处理成一个技术难题，由于这类废管在使用过程吸附了大量的有机油污，不仅管材颜色变成棕色，而且有刺激性的煤油气味，无法和一般的UHMWPE掺混挤管或挤出板材使用。这类UHMWPE油井内衬管由于其分子量巨大、熔体粘度极高，经破碎机破碎的粒料又不能用普通的挤出机进行加工脱除挥发物。因此急需找到一种回收利用的加工方法，成为本领域研究的重点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种采用UHMWPE废管回料、满足普通双螺杆挤加工要求的大型HDPE双壁波纹管专用料及制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该大型HDPE双壁波纹管专用料，其特征在于，原料重量份组成为：UHMWPE废管破碎料70~80份、HDPE16A10~15份、HDPE800810~15份、硬脂酸钙2.0~4.0份和2，6-二叔丁基对甲酚0.4~0.8份。上述大型HDPE双壁波纹管专用料的制备方法，其特征在于，工艺步骤为：1）控制密炼机的密炼腔温度为255℃~265℃后，按重量份将UHMWPE废管破碎料70~80份加入密炼机中以40~45转/分钟密练搅拌12~15分钟，待物料温度升到255℃~265℃后，按重量份加入HDPE16A10~15份、HDPE800810~15份、硬脂酸钙2.0~4.0份和2，6-二叔丁基对甲酚（抗氧剂264）0.4~0.8份；2）继续恒温密炼20~25分钟，然后进行单螺杆造粒后干燥即得。本专利技术提供一种UHMWPE废管回料制取高密度聚乙烯（HDPE）大型双壁波纹管专用料的方法，特别是针对UHMWPE油井内衬废管的降解处理配方、特殊设备和工艺路线。通过本专利技术的方法处理后，使UHMWPE的分子量大幅下降到满足普通配混型双螺杆挤出机能够加工的要求，材料还有足够刚性、强度、韧性和延伸率；并且材料具有的刺激性煤油气味由原来的6级下降到2级水平，这种UHMWPE降解后的材料可用于制造HDPE大型双壁波纹排水管道。所述的密炼机设有四棱转子，密炼机短棱与长棱之比为0.25：1；长棱与短棱的螺旋角均为30度~35度；长棱螺旋量为85~90度，短棱螺旋量为15~20度。本专利技术棱转子结构特点能使胶料的轴向剪切流动和分散性大为改善。优选的，所述的UHMWPE废管破碎料的加入量为74~76份。优选的，所述的HDPE16A的加入量为12~12.8份，HDPE8008的加入量为12~12.8份，硬脂酸钙的加入量为2.7~3.4份，2，6-二叔丁基对甲酚的加入量为0.5~0.7份。优选的物料配比再加工后能够得到性能最好的大型HDPE双壁波纹管专用料。所述单螺杆造粒所用的单螺杆挤出机的长径比为13：1。所述单螺杆造粒所用的单螺杆挤出机的挤出温度从1区到6区直到机头分别为180℃，190℃，200℃，200℃，200℃，200℃，200℃，195℃；单螺杆造粒转速为25~30转/分。所述单螺杆造粒所用的单螺杆挤出机的模头前面设3层120目的滤网。所述单螺杆造粒切出的颗粒为直径和长度均为2.6~3.4的圆柱颗粒。所述干燥的干燥温度为100℃，干燥时间为2h。所述步骤2）所述恒温密炼的时间为22~23分钟。所述步骤1）所述密炼机的转速为42~43转/分钟。与现有技术相比，本专利技术的一种大型HDPE双壁波纹管专用料及制备方法所具有的有益效果是：本专利技术采用上述原材料配方、密炼机组和工艺条件制造的大型双壁波纹排水管专用料的性能如下：拉伸强度≥26.0MPa，拉伸屈服应力≥22.0MPa，断裂标称应变≥450%，弯曲模量≥1080MPa熔体流动速率（21.6公斤负荷）2.8~3.5克/10min，220℃氧化诱导时间15~24分钟。并且材料加工前具有的刺激性煤油气味，按照SGS提供的VS-01.00-T-14004-A1-2004方法检测，由原来的6级下降到2级水平。该HDPE波纹管专用料经SBBW1200PE型大型双壁波纹管机组挤出成型、冷却后，即得到高性能的Φ1200型HDPE大型波纹管道。将制造的Φ1200型HDPE大型波纹管道23℃下放置48小时后进行检测，在管材长期静水耐压试验仪上，试验温度:80℃，环向应力3.9MPa，波纹管经165h试验时间不破坏。当试验温度80℃，环向应力为2.8MPa时，波纹管1000h试验时间不破坏，完全满足大型埋波纹管的行业标准要求。本专利技术的技术关键是配合高剪切四棱密炼机的加工条件，选用高刚性，熔体流动性好的注塑料HDPE8008和同样高刚性、熔体流动速率较小的HDPE16A，以相同比例复配使用，在UHMWPE废管破碎料高温熔融过程中发挥媒介作用，有效的分散和传递UHMWPE降解释放的热量，使UHMWPE的高温快速裂解反应，变成缓慢的可控的降解反应。制备出满足Φ1200大型双壁波纹管制造要求的HDPE专用料。经DSC检测，降解后制备的HDPE专用料的熔点由UHMWPE的136℃下降到133℃。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。通过实施例和对比例说明配方和材料性能之间的关系，进一步体现本专利技术的科学性、创新性和实用性。实施例和对比例的物料配件见表1、表2，其中实施例1为最佳实施例。表1实施例的物料配比，份。表2对比例的物料配比，份。实施例和对比例1~5采用电加热可控温到300℃的110L密炼机，密炼机的四棱转子特点：短棱与长棱之比为0.25；长棱与短棱螺旋角均为30度-35度；其螺旋量（棱螺旋在圆周面上所占的圆周角）长棱85~90度，短棱15~20度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大型HDPE双壁波纹管专用料，其特征在于，原料重量份组成为：UHMWPE废管破碎料70~80份、HDPE16A 10~15份、HDPE8008 10~15份、硬脂酸钙2.0~4.0份和2，6‑二叔丁基对甲酚 0.4~0.8份。
【技术特征摘要】
1.一种大型HDPE双壁波纹管专用料，其特征在于，原料重量份组成为：UHMWPE废管破碎料70~80份、HDPE16A10~15份、HDPE800810~15份、硬脂酸钙2.0~4.0份和2，6-二叔丁基对甲酚0.4~0.8份。2.一种权利要求1所述的大型HDPE双壁波纹管专用料的制备方法，其特征在于，工艺步骤为：1）控制密炼机的密炼腔温度为255℃~265℃后，按重量份将UHMWPE废管破碎料70~80份加入密炼机中以40~45转/分钟密练搅拌12~15分钟，待物料温度升到255℃~265℃后，按重量份加入HDPE16A10~15份、HDPE800810~15份、硬脂酸钙2.0~4.0份和2，6-二叔丁基对甲酚0.4~0.8份；2）继续恒温密炼20~25分钟，然后进行单螺杆造粒后干燥即得。3.根据权利要求2所述的一种大型HDPE双壁波纹管专用料的制备方法，其特征在于：所述的密炼机设有四棱转子，密炼机短棱与长棱之比为0.25：1；长棱与短棱的螺旋角均为30度~35度；长棱螺旋量为85~90度，短棱螺旋量为15~20度。4.根据权利要求2所述的一种大型HDPE双壁波纹管专用料的制备方法，其特征在于：所述的UHMWPE废管破碎料的加入量为74~76份。5.根据权利要求2所述的一种大型HDPE双壁波纹管专用料的制备方法，其特征在于：所述的HDPE16A的加入量为12~12.8份，HDP...
【专利技术属性】
技术研发人员：李静，袁辉志，裴晓静，王秀丽，王晶，张新华，侯斌，刘浩，张桦，刘容德，王晓敏，桂俊杰，孙培培，苏建华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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