高密度聚乙烯管、接头和密封材料制造技术

本发明专利技术涉及高密度聚乙烯管、接头和密封材料。具体地，[课题]本发明专利技术提供抑制由辐射线等外部因素导致的劣化的高密度聚乙烯管、接头和密封材料。[解决课题的手段]本发明专利技术的高密度聚乙烯管(10)、接头和密封材料具备：以密度为0.940g/cm

HDPE pipes, joints and sealing materials

【技术实现步骤摘要】
高密度聚乙烯管、接头和密封材料
本专利技术涉及用于原子能设备用等用途的高密度聚乙烯管、接头和密封材料。
技术介绍
铺设在原子能相关设施中的原子能设备用管道要求具有能够长期安全地实施含有辐射性物质的流体的输送、以及高辐射剂量下的流体的输送的性能。以往，作为原子能设备用管道，以往使用钢管。但是，由于对于假设受空间制约和时间制约的原子能相关设施来说施工所需的工时和机材多，因此钢管不能说是最佳的。在这种情况下，正在进行替代为移动和加工容易、管道之间和接头的接合也容易的树脂制管道。作为树脂制管道，正在研究作为水管用的长距离管道利用的高密度聚乙烯管的使用。但是，高密度聚乙烯管与钢管相比，存在耐辐射性差、在高辐射剂量下容易产生脆性断裂的缺点。当高密度聚乙烯管劣化而在树脂中产生微小缺陷时，当来自管道内的流体的压力、和/或来自管道外的土压等施加时，在该缺陷部，应力集中，产生断裂或破裂。聚乙烯的劣化由于主要为自由基参与的自动氧化而发展，不仅通过辐射线的作用，而且通过紫外线和氧也会促进聚乙烯的劣化。在用高密度聚乙烯管输送的流体含有辐射性物质的情况和存在辐射化可能性的情况下，重要的是不发生泄露事件，因此，需要采取防止因辐射线、氧气、紫外线等外部因素导致的劣化的对策。例如，专利文献1中记载了向高密度聚乙烯中添加氢化芳族型防劣化剂或丙基荧蒽至1～7质量份的技术。专利文献2中记载了高密度聚乙烯管道、可热熔融粘接(热粘)在该高密度聚乙烯管道的外表面的接头、以及具备它们的流体输送装置。在高密度聚乙烯管道中，容易成为断裂起点的连接晶体结构的系带分子(tiemolecule)之间被交联结构强化。另外，在高密度聚乙烯管道的外表面，形成有可热熔融粘接的非交联的聚乙烯层。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2017-020628号公报专利文献2：特开2017-101688号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如专利文献1那样，当在高密度聚乙烯中添加防劣化剂时，或者如专利文献2那样，当将系带分子之间用交联结构强化时，可以提高高密度聚乙烯管的耐辐射性。另外，当将高密度聚乙烯管设为双管结构时，紫外线和大气中的氧难以到达内侧，因此，即使在高辐射剂量的室外等，也能一定长的期间保持管道的健全性。但是，这些高密度聚乙烯管具有40年以上的耐久寿命，与无需在短期内更换的钢管相比，不能说具有充分的耐久性。高密度聚乙烯虽然具有管道所需的耐压强度和硬度，但具有缺乏延展性，当在高辐射剂量下持续使用时容易脆性破裂的本质上的缺点。使树脂劣化的自由基反应容易被辐射线引发，受氧气、紫外线等外部因素的促进，因此需要采取防止这些因素的高度对策。另外，与高密度聚乙烯管一起使用的高密度聚乙烯制的管接头、垫圈、圆形环等密封材料有时暴露于紫外线等外部因素中，也需要采取对策。作为密封材料的材料，还有超高分子量聚乙烯(UltraHighMolecularWeightPolyethylene：UHPE)等，不仅期待管道材料的长期密封，而且期待核燃料设施等中的辐射性溶液的长期密封。因此，本专利技术的目的是，提供能够抑制由辐射线等外部因素导致的劣化的高密度聚乙烯管、接头和密封材料。为了解决上述课题，本专利技术的高密度聚乙烯管具备：以密度为0.940g/cm3以上0.980g/cm3以下的高密度聚乙烯为主成分的内层，覆盖上述内层的外表面的含有乙烯-乙烯醇共聚树脂的气体阻挡膜，覆盖上述气体阻挡膜的外表面的含有熔点为150℃以上的树脂的防熔融粘接膜(防热粘膜)，和覆盖上述防熔融粘接膜的外表面的以密度为0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下的低密度聚乙烯为主成分的外层。另外，本专利技术的接头和密封材料具备与上述高密度聚乙烯管同样的层构成。专利技术效果根据本专利技术，能够提供可抑制由辐射线等外部因素导致的劣化的高密度聚乙烯管、接头和密封材料。附图说明[图1]是示意性地显示本专利技术的高密度聚乙烯管的截面图。[图2]是示意性地显示本专利技术的高密度聚乙烯管的立体图。[图3]是表示作为添加剂使用的油的％CN与断裂时的伸长率的关系的图。[图4]是表示作为添加剂使用的油的％CA与断裂时的伸长率的关系的图。[图5]是表示用于气体阻挡膜的直链状低密度聚乙烯的MFR与断裂时的伸长率的关系的图。[图6]是表示气体阻挡膜的总厚度与断裂时的伸长率的关系的图。[图7]是表示用于气体阻挡膜的乙烯-乙烯醇共聚树脂的厚度与断裂时的伸长率的关系的图。[图8]是表示防熔融粘接膜(熔融粘接防止膜)的厚度与断裂时的伸长率的关系的图。[图9]是表示保护层(外层)的厚度与断裂时的伸长率的关系的图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的一实施方式的高密度聚乙烯管、接头和密封材料。图1是示意性地表示本专利技术的高密度聚乙烯管的截面图。另外，图2是示意性地表示本专利技术的高密度聚乙烯管的立体图。图2中，为了表示高密度聚乙烯管的层构成，使管体的内侧露出。如图1和图2所示，本实施方式的高密度聚乙烯管10具备：形成导管的筒状的内层1，覆盖内层1的外表面的气体阻挡膜2，覆盖气体阻挡膜2的外表面的防熔融粘接膜3，成为覆盖防熔融粘接膜3的外表面的保护层的外层4。高密度聚乙烯管10主要用作在机器和设备间进行流体的输送的流体输送用的管道。由于高密度聚乙烯管10具备优异的耐辐射性，抑制因辐射线、氧气、紫外线等外部因素造成的高密度聚乙烯制导管(内层1)的劣化，因此，特别适合用于含有高浓度辐射性物质的流体的输送、以及在高辐射剂量下的流体的输送。为了从根本上改善高密度聚乙烯具有的、在高辐射剂量下持续使用时容易脆性断裂的本质性缺陷，高密度聚乙烯管10是将流体流动的导管(内层1)的外侧用用于提高耐候性的气体阻挡膜2和保护层(外层4)覆盖的多层管。在树脂成型为保护层(外层4)时，为了不造成气体阻挡膜2破裂，设置成在气体阻挡膜2和保护层(外层4)之间，夹有防熔融粘接膜3的层构成。内层1以密度为0.940g/cm3以上0.980g/cm3以下的高密度聚乙烯(HighDensityPolyethylene：HDPE)作为主成分而形成。高密度聚乙烯虽然具有高的拉伸强度和耐冲击性，但脆性低，因而通过以高密度聚乙烯为主成分的内层1，得到管道所需的耐压强度和硬度。只要不损害密度等物性，高密度聚乙烯除了乙烯以外还可以含有1-丁烯、1-己烯等作为单体。高密度聚乙烯的密度优选为0.940g/cm3以上0.970g/cm3以下，更优选为0.945g/cm3以上0.965g/cm3以下。高密度聚乙烯可以通过齐格勒催化剂、金属茂催化剂、菲利普斯催化剂等任一种催化剂聚合而得。另外，高密度聚乙烯可以是与其他树脂共混的混合材料、或者将聚乙烯制品作为原料再利用的再生材料。高密度聚乙烯还可以含有聚丙烯等其他树脂，只要按质量基准计低于50％的范围。作为高密度聚乙烯，例如可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高密度聚乙烯管，其具备：/n以密度为0.940g/cm

【技术特征摘要】
20180727 JP 2018-1416251.高密度聚乙烯管，其具备：
以密度为0.940g/cm3以上0.980g/cm3以下的高密度聚乙烯为主成分的内层，
覆盖所述内层的外表面的、含有乙烯-乙烯醇共聚树脂的气体阻挡膜，
覆盖所述气体阻挡膜的外表面的、含有熔点为150℃以上的树脂的防熔融粘接膜，和
覆盖所述防熔融粘接膜的外表面的、以密度为0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下的低密度聚乙烯为主成分的外层。


2.权利要求1所述的高密度聚乙烯管，其中，所述内层包含下述的至少一方：
精制原油时生成的含有环烷烃的油，和
精制原油时生成的含有芳烃的油。


3.权利要求1所述的高密度聚乙烯管，其中，所述内层包含下述的至少一方：
精制原油时生成的油中的通过n-d-M法测定的环分析的％CN为20％以上60％以下的含有环烷烃的油，和
精制原油时生成的油中的通过n-d-M法测定的环分析的％CA为5％以上40％以下的含有芳烃的油。


4.权利要求1所述的高密度聚乙烯管，其中，所述乙烯-乙烯醇共聚树脂的厚度为1μm以上50μm以下。


5.权利要求1所述的高密度聚乙烯管，其中，
所述气体阻挡膜是多层膜，所述多层膜具有：含有乙烯-乙烯醇共聚树脂的中间层、和层叠在所述中间层的两面上的表面层，
所述表面层含有低密度聚乙烯和直链状低密度聚乙烯中的至少一方。


6.权利要求5所述的高密度聚乙烯管，其中，卷绕在外周上时的所述多层膜的总厚度为50μm以上400μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：本棒享子，寺尾圭论，永田纯也，
申请(专利权)人：日立GE核能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP