用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，该管材使用接枝料和催化母粒交联制成主管体；接枝料按重量份计包括高密度聚乙烯，抗氧剂，辅助抗氧剂，引发剂，硅烷，辅助剂，催化母粒按重量份计，由高密度聚乙烯，抗氧剂，辅助抗氧剂，二月桂酸二丁基锡，硅油，改性剂，交联剂组成，所述接枝料和催化母粒投入双螺旋设备，通过双螺旋设备混合挤出，并在90度水温下进行12小时以上的慢交联制成主管体。主管体。主管体。

【技术实现步骤摘要】
用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法


[0001]本专利技术涉及管道加工，具体涉及一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法。

技术介绍

[0002]交联聚乙烯即是利用化学或物理方法，将聚乙烯的分子结构从直链状改变为三维空间的网状结构。聚乙烯经过交联以后，不仅保持了聚乙烯原有的优良特性，还能够改善聚乙烯的机械性能、耐热性能、耐腐蚀及抗蠕变性能。
[0003]当前聚乙烯交联一般采用物理交联和化学交联的方式，物理交联的交联均匀度较高，但是物理交联需要使用高能粒子射线作用于绝缘层，受到辐射能量的的影响，管材厚度较大时，物理交联一般不理想，故通常采用化学交联；当前化工输送管网建设过程中，普遍使用的是钢骨架塑料管、玻璃钢管；由于钢骨架塑料管、玻璃钢管构件的管道都存在不同程度的不耐腐蚀、韧性差、易折损、单管长度短、接头多、对温度的适应性和气密性差的缺点，导致管网的安装和维护过程中需要进行焊接、探伤、补口以及防腐补充等工序，使得管网的建设和维护成本非常高；因此如何优化现有管材，填补钢骨架塑料管、玻璃钢管在化工管网上引用的不足，是值得研究及改进研发的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，以期望填补现有的钢骨架塑料管、玻璃钢管在应用于石油、天然气开采时，在高温、高压、高腐蚀环境中的维护成本较高，且安装繁琐的的问题。
[0005]为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，该管材使用接枝料和催化母粒交联制成主管体；上述接枝料按重量份计，包括：高密度聚乙烯60
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95份，抗氧剂0.1
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0.5份，辅助抗氧剂0.2
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1份，引发剂0.003
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0.01份，硅烷1.0
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2.5份，辅助剂0.1份；上述催化母粒按重量份计，由高密度聚乙烯99份，抗氧剂0.1
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0.5份，辅助抗氧剂0.2
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0.6份，二月桂酸二丁基锡0.02
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0.08份，硅油0.1
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0.5份，改性剂0.3
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2份，交联剂0.06
‑
0.1份组成；上述接枝料和催化母粒投入双螺旋设备，通过双螺旋设备混合挤出，并在90度水温下进行12小时以上的慢交联制成主管体。
[0006]作为优选，上述枝接料的高密度聚乙烯为两种以上聚乙烯混合物，且选用的聚乙烯密度具有偏差。
[0007]作为优选，上述改性剂为硅酮改性剂，上述硅烷为复配的硅烷偶联剂，上述辅助剂为润滑试剂。
[0008]作为优选，上述改性剂为含氟改性剂，上述辅助剂为纳米二氧化硅。
[0009]作为优选，上述主管体外壁设有包裹防护管，上述防护管为高密度聚乙烯薄膜缠绕在主管体外壁。
[0010]本专利技术的还公开了用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法的作步骤，包
括步骤A，接枝料挤出设置，选用现有的挤出机，并对挤出机进行配模设置，确定拉伸比为3至4，配模系数为1.1，再模套口的光洁程度，其挤出机的螺杆转速设置为40至50转/分，上述挤出机采用四段加热，分别为加料段、压缩段、熔融段和均化段，且四段加热温度逐步递增；上述加料段温度为172
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177摄氏度，压缩段温度为177—182摄氏度，熔融段温度为182—187摄氏度，均化段温度为187—192摄氏度。步骤B，接枝料制备，将密度聚乙烯、抗氧剂、辅助抗氧剂、引发剂、硅烷和辅助剂投入挤出机，通过硅烷交联的方式得到接枝料。步骤C，催化母粒制备，将高密度聚乙烯、抗氧剂、辅助抗氧剂、二月桂酸二丁基锡、硅油、改性剂和交联剂一并加入到螺杆挤出机中挤出造粒，得到催化母粒。步骤D，产物交联，将接枝粒料和催化剂粒料投入双螺旋设备进行混合挤压，利用双螺旋设备的螺杆挤出主管体，挤出的主管体放入到90摄氏度的恒温水浴锅中，进行交联。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是至少是：本专利技术制备的主管体具有良好的耐腐蚀、韧性，同时采用挤出方式进行生产，其单管长度可以根据需求扩大，在安装过程中不需要多个接头对接、同时使得聚乙烯材料的耐温强度达到85摄氏度，能够良好适应性油开采和天然气输的高温高压和腐蚀性环境中的输送需求。
附图说明
[0012]图1为微交联样品的储能模量损耗曲线图。
[0013]图2为微交联样品的拉伸流变曲线。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]实施例1：本专利技术的一个实施是，一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，该管材使用接枝料和催化母粒交联制成主管体；包括：取高密度聚乙烯95千克、抗氧剂5千克、辅助抗氧剂1千克，引发剂10克，硅烷2500克，辅助剂100克；其中，抗氧剂为现有的含磷抗氧剂，其中辅助抗氧剂也为含磷抗氧剂，可以是亚磷酸酯抗氧剂。从单独使用抗氧剂会对接枝率产生一定影响，为了消除抗氧剂对接枝率的影响，通过辅助抗氧剂改善抗氧剂对接枝率影响风险。
[0016]其中，引发剂主要用于控制凝胶率，利用引发剂确保致接枝料的凝胶率稳定，从而保证材料的交联性能。在接枝反应温度下,聚乙烯大分子链上引发产生游离基的化合物均可做自由基引发剂,其引发剂在反应温度下的半衰期通常小于5分钟, 由于引发剂用量少,难以控制,用量过大极易造成基料过度降解或交联，并且温度升高时,过氧化物与聚乙烯的反应速率会提高，表现为自由基之间会产生交联,使得自由基与硅烷之间的反应速率就会降低。导致整个材料脆性增大或流动性下降。为了提高接枝效果,并避免早期固化,其引发剂可以选用复配引发剂，例如二叔丁基过氧化物（DTBP）和叔丁基过氧基己烷(DHBP)复配的混合物。当硅烷浓度一定时,随着引发剂浓度的增加,接枝效率和接枝程度增大,当引发剂浓度超过这一极限值时,不再对接枝反应产生更大的影响。
[0017]上述催化母粒由高密度聚乙烯99千克，抗氧剂500克，辅助抗氧剂600克，二月桂酸二丁基锡80克，硅油500克，改性剂2千克，交联剂100克组成。
[0018]其中，二月桂酸二丁基锡作为催化体系，其二月桂酸二丁基锡的使用主要用于调控交联的时间，通过二月桂酸二丁基锡的成分，在催化母粒与接枝料挤塑过程中，能够有效避免因接枝料与催化母粒的聚乙烯成分在成型时出现预交联，使得在枝接料和催化母粒在混合挤出后，在较长时间的慢交联过程中，不会出现分散性的预交联，不会影响熔体流动性，避免交联后管材的表面粗糙度大。
[0019]其交联剂为现有商品，主要用于使线型支链型的大分子转变成三维网状结构，以提高以此提高强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能；故交联剂可以是现有的三乙氧基硅烧， 以提高交联过程中的硅含量。值得注意的是，若本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，其特征在于：该管材使用接枝料和催化母粒交联制成主管体；所述接枝料按重量份计，包括：高密度聚乙烯60
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95份，抗氧剂0.1
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0.5份，辅助抗氧剂0.2
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1份，引发剂0.003
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0.01份，硅烷1.0
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2.5份，辅助剂0.1份；所述催化母粒按重量份计，由高密度聚乙烯99份，抗氧剂0.1
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0.5份，辅助抗氧剂0.2
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0.6份，二月桂酸二丁基锡0.02
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0.08份，硅油0.1
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0.5份，改性剂0.3
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2份，交联剂0.06
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0.1份组成；所述接枝料和催化母粒投入双螺旋设备，通过双螺旋设备混合挤出，并在90度水温下进行12小时以上的慢交联制成主管体。2.根据权利要求1所述的用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，其特征在于：所述枝接料的高密度聚乙烯为两种以上聚乙烯混合物，且选用的聚乙烯密度具有偏差。3.根据权利要求1所述的用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，其特征在于：所述改性剂为硅酮改性剂，所述硅烷为复配的硅烷偶联剂，所述辅助剂为润滑试剂。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝万军，
申请(专利权)人：祝万军，
类型：发明
国别省市：