一种耐焊缝开裂、低温流平的聚乙烯粉末及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种钢质管道外防腐用聚乙烯粉末及其制备方法。所述的聚乙烯粉末由以下以重量份计的原料组成：马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物5

【技术实现步骤摘要】
一种耐焊缝开裂、低温流平的聚乙烯粉末及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及钢管防腐领域，具体涉及一种钢质管道外防腐用聚乙烯粉末涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]涂塑钢管具有防腐蚀、使用寿命长的特点，因而广泛应用于水政、水利建设中。外聚乙烯粉末、内环氧粉末防腐的涂塑钢管是目前最常用的防腐方式。聚乙烯粉末防腐用于钢管外壁，能有效保护钢管收到土壤等外界的腐蚀；内环氧粉末防腐钢管内壁，热固性环氧涂层能有效保护钢管不受到输送介质的腐蚀。目前外聚乙烯粉末、内环氧粉末防腐钢管的最常用的防腐流程为：钢管喷砂除锈后，在260
‑
300℃的加热炉进行加热，控制钢管表面温度为220
‑
240℃，利用淋涂、流化槽滚涂等方式对钢管外壁进行聚乙烯防腐，然后借助钢管余热实现聚乙烯防腐层的流平；待钢管内壁温度将到170
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200℃，通过滚涂或喷涂进行内环氧粉末的防腐，借助钢管余热实现环氧的流平、固化，得到内环氧外聚乙烯的防腐钢管。现有防腐工艺使用的聚乙烯粉末存在以下问题：(1)为保证外聚乙烯粉末的流平，需要将钢管的余热温度升到250℃以上，过高的温度容易引起聚乙烯粉末在流平过程中出现热老化降解，在钢管的焊缝处尤其焊缝高度较大或焊缝形状不规则时，聚乙烯粉末在焊缝处形成的聚乙烯涂层容易因应力的存在或高温流平引起聚乙烯老化导致涂层发生开裂问题；(2)外聚乙烯防腐后，需要一个等待过程，等钢管的温度降低到170
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200℃，才能进行内环氧粉末的防腐，否则环氧粉末防腐会因钢管温度高出现固化过快、流平效果差等问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中聚乙烯粉末用于钢管外防腐需要采用220
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240℃甚至更高温度进行防腐导致聚乙烯容易发生热老化、降解以及降温到170
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200℃进行内壁环氧防腐的等待过程时间长引起的防腐效率低等问题，本专利技术提出一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术是通过如下所述的技术方案实现的：
[0006]本专利技术第一方面，提供一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末，包括：马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物5
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15份、乙烯丙烯酸共聚物2
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5份、滚塑级线性低密度聚乙烯10
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20份、高流动性聚乙烯52
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80份、功能性助剂3
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8份；
[0007]马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物由基体、有机过氧化物引发剂、马来酸酐共混后通过双螺杆反应挤出在160
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220℃制备；
[0008]马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物的接枝率为0.5％
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1.5％。
[0009]优选的，马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物由聚乙烯丁烯共聚物、聚乙烯辛烯共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物、丙烯基弹性体中的至少两种为基体，其中一种为丙烯基弹性体；丙烯基弹性体的占比为20
‑
50份、其余基体为50
‑
80 份。
[0010]优选的，马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物熔体质量流动速率为 3
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12g/10min(190℃，2.16kg砝码)。
[0011]优选的，乙烯丙烯酸共聚物中丙烯酸的含量为5％
‑
30％；熔体质量流动速率为5
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300g/10min(190℃，2.16kg砝码)。
[0012]优选的，滚塑级线性低密度聚乙烯的密度为0.93
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0.94g/cm3，熔体质量流动速率为4
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10g/10min(190℃，2.16kg砝码)。
[0013]优选的，高流动聚乙烯为熔体质量流动速率40
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70g/min(190℃，2.16kg砝码) 的低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯中的至少一种。
[0014]优选的，所述的功能助剂为粉末用的抗氧剂、紫外光稳定剂、色母、流平剂、抗结块剂、填料的至少一种。
[0015]本专利技术第二方面，提供一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末的制备方法，其特征在于，包括：马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、滚塑级线性低密度聚乙烯、高流动性聚乙烯、功能性助剂按比例进行混合，用螺杆挤出机挤出时的温度为130
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160℃，螺杆转速为350
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600rpm，熔融共混造粒后利用机械磨粉机进行磨粉，根据需要选择40
‑
80目筛网，得到所需细度的聚乙烯粉末。
[0016]本专利技术第三方面，提供一种耐开裂、低温流平的的聚乙烯粉末和/或耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末的制备方法在钢质管道外壁防腐或补伤中的应用，适合在钢管外壁温度为190
‑
210℃进行涂覆，优选的，适合用于外PE、内环氧防腐钢管进行低温防腐。
[0017]上述一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0018]1)利用聚乙烯丁烯共聚物、聚乙烯辛烯共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物与丙烯基弹性体为基体，通过双螺杆反应挤出在160
‑
220℃制备的马来酸酐接枝改性共聚物，为聚乙烯粉末提升对钢管的附着力。相对于现有技术使用马来酸酐接枝改性的聚乙烯(熔点一般在120
‑
131℃)，本专利技术的马来酸酐接枝共聚物弹性体的熔点不超过100℃，因而更利于实现低温下的粘接、流平。
[0019]2)利用聚乙烯丁烯共聚物、聚乙烯辛烯共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物与丙烯基弹性体为基体反应挤出进行马来酸酐接枝改性，丙烯基弹性体在有机过氧化物引发剂的作用下，丙烯基单元发生降解反应，可以一定程度缓解聚乙烯丁烯共聚物、聚乙烯辛烯共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物在有机过氧化物引发剂的作用下发生的交联副反应，在控制马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物的接枝率为0.5％
‑
1.5％，所述的马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物熔体质量流动速率为3
‑
12g/10min(190℃，2.16kg砝码)，避免接枝改性后的马来酸酐接枝共聚物弹性体过度交联影响聚乙烯粉末的流平。
[0020]3)通过乙烯丙烯共聚物与马来酸酐接枝共聚物弹性体协同作用，为聚乙烯粉末提供优异的粘接效果。乙烯丙烯共聚物的熔点为70
‑
100℃，有利于聚乙烯粉末在较低的温度流平；乙烯丙烯酸共聚物为共聚形成的极性聚合物，极性单体丙烯酸的含量在5％
‑
30％可调，对金属的粘接力好。
[0021]4)选择滚塑级的线性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末，其特征在于，由以下以质量份计的原料组成：马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物5
‑
15份；乙烯丙烯酸共聚物2
‑
5份；滚塑级线性低密度聚乙烯10
‑
20份；高流动性聚乙烯52
‑
80份；功能性助剂3
‑
8份；所述的马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物由基体、有机过氧化物引发剂、马来酸酐共混后通过双螺杆反应挤出在160
‑
220℃制备；所述的马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物的接枝率为0.5％
‑
1.5％。2.如权利要求1所述一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末，其特征在于，所述的马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物由聚乙烯丁烯共聚物、聚乙烯辛烯共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物、丙烯基弹性体中的至少两种为基体，且其中一种为丙烯基弹性体。3.如权利要求2所述一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末，其特征在于，所述基体中的丙烯基弹性体的占比为20
‑
50份、其余基体为50
‑
80份。4.如权利要求1所述一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末，其特征在于，所述的马来酸酐接枝改性的聚烯烃弹性体共聚物熔体质量流动速率为3
‑
12g/10min。5.根据权利要求1所述一种耐开裂、低温流平的聚乙烯粉末，其特征在于，所述的乙烯丙烯酸共聚物中丙烯酸的含量为5％
‑
30％；进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍金奎，倪奉尧，孔涛，刘树，孙之状，刘智博，
申请(专利权)人：山东东宏管业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：