一种柔性复合管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性复合管及其制备方法，属于管道技术领域。所述柔性复合管包括内层管、增强层和外层管，内层管材料为聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧剂的混合材料，增强层采用长纤维增强树脂基体预浸带，外层管为聚乙烯或聚丙烯；所述柔性复合管制备方法包括内层管的制备、增强层的制备及外层管的制备。本发明专利技术通过使用上述材料制备的内层管，具有较好的耐高温性、阻隔性和抗溶胀性能，可有效避免内层管出现蠕变的情况，增强层使用的长纤维增强树脂基体预浸带与内层管有良好的结合性能，可有效的避免管道分层问题；同时上述柔性复合管具有结构简单、成本较低、制备方法简单等特点，具有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于管道
。所述柔性复合管包括内层管、增强层和外层管，内层管材料为聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧剂的混合材料，增强层采用长纤维增强树脂基体预浸带，外层管为聚乙烯或聚丙烯；所述柔性复合管制备方法包括内层管的制备、增强层的制备及外层管的制备。本专利技术通过使用上述材料制备的内层管，具有较好的耐高温性、阻隔性和抗溶胀性能，可有效避免内层管出现蠕变的情况，增强层使用的长纤维增强树脂基体预浸带与内层管有良好的结合性能，可有效的避免管道分层问题；同时上述柔性复合管具有结构简单、成本较低、制备方法简单等特点，具有广阔应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及管道
，特别涉及。
技术介绍
随着石油天然气、煤炭、水利等行业的快速发展，越来越多的输送管道被应用到石油和天燃气开采、油气集输及注入、污水处理以及各种需要较高压力输送物质的管线领域。通过输送管道的物质大多具有一定的腐蚀性，使原有的金属管道经常遭受到剧烈的腐蚀。为了缓解管道的腐蚀问题，现有的输送管道大多为柔性复合管。目前，现有技术中柔性复合管管壁一般由三层组成，内层是耐腐蚀耐磨损的内管，大多使用聚烯烃，中间层为增强材料层，大多使用金属丝制成的增强带直接缠绕在内管上，外层为功能保护层，大多使用聚烯烃。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:现有技术中内管的材料为聚烯烃，聚烯烃具有与原油或天燃气等物质接触时显著溶胀并随后蠕变的特点，在高压输送过程中，会导致输送物质泄漏，而且耐温较低；增强层采用金属缠绕在内管上，由于金属与聚烯烃粘合度较低，易导致内层管与增强层分层，同时，由于金属和聚烯烃的收缩率相差非常大，因此管道受热后冷却的过程中会在柔性复合管管壁内部形成较大的内应力，导致柔性复合管承受压力的能力较差，并增加了柔性复合管破损的几率。
技术实现思路
为了解决现有技术中复合管易蠕变、耐温低、内管与增强层易分层、复合管承受压力能力较差的问题，本专利技术实施例提供了。所述技术方案如下:—方面，本专利技术提供了一种柔性复合管，所述柔性复合管包括:内层管、增强层和外层管，所述内层管为所述柔性复合管最内层，所述增强层在所述内层管和所述外层管中间，所述外层管为所述柔性复合管最外层；所述内层管厚度3?10mm，所述内层管成分按照质量百分比包括:60?85%的聚偏二氟乙烯、8?25%的聚乙烯、3?6%的聚乙烯接枝二氟马来酸酐、5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.6%的抗氧剂；所述增强层由2?10层长纤维增强树脂基体预浸带以交叉的方式缠绕在内层管外侧；所述外层管厚度2?5mm，所述外层管成分按照质量百分比包括:0.02?0.05%的抗紫外线剂、0.01?0.03%的耐低温剂、0.05?0.1%的增塑剂、0.02?0.05%的阻燃剂、0.02?0.05%的抗氧剂和线型低密度聚乙烯。进一步地，所述聚偏二氟乙烯的的熔点为160?180°C，聚偏二氟乙烯的热分解温度大于等于350°C，且聚偏二氟乙烯的熔体指数为I?2g/10min ；进一步地，所述聚乙烯为熔体指数为1.5?2.5g/10min的高密度交联聚乙烯或熔体指数为4?10g/10min的高密度聚乙烯；进一步地，所述聚乙烯接枝二氟马来酸酐的接枝率为0.6?1.0% ；进一步地，所述乙烯-丙烯共聚物为乙烯-丙烯的嵌段共聚物，密度为0.90?0.91g/cm3 ；进一步地，所述长纤维增强树脂基体预浸带中的长纤维为玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维；进一步地，所述长纤维增强树脂基体预浸带中的树脂基体为聚乙烯或聚丙烯；进一步地，所述线型低密度聚乙烯熔体指数为20g/10min。另一方面，本专利技术提供了一种柔性复合管制备方法，所述方法包括:(I)内层管的制备步骤1:按照质量百分比将60?85%的聚偏二氟乙烯、8?25%的聚乙烯、3?6%的聚乙烯接枝二氟马来酸酐、5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.6%的抗氧剂加入高速混合桶中，使上述材料混合得到内层管物料；步骤2:将所述内层管物料加入双螺杆挤出机内进行混炼，所述双螺杆挤出机分为第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，第一段和第二段的挤出温度为150?170°C，第三段、第四段和第五段的挤出温度为170?200°C，所述双螺杆挤出机挤出机转速在300?350r/min，所述内层管物料在所述双螺杆挤出机内部总停留时间为3?6min，所述内层管物料从所述双螺杆挤出机挤出后冷却并切粒得到内层管物料颗粒；步骤3:将所述内层管物料颗粒加入单螺杆挤出机料斗中，加热所述单螺杆挤出机，将所述内层管物料颗粒挤入所述单螺杆挤出机的混合加热区，使所述内层管物料颗粒在所述混合加热区进行加热，所述混合加热区两端温度分别为180?200°C和230?245°C，所述内层管物料颗粒加热注模并置入真空腔中，使所述内层管物料冷却定型并出模得到所述内层管；(2)增强层的制备将宽度为20?50mm的长纤维增强树脂基体预浸带经热空气加热，并将所述长纤维增强树脂基体预浸带以交叉的方式缠绕在所述内层管外侧2?10层；(3)外层管的制备按照质量百分比将0.02?0.05%的抗紫外线剂、0.01?0.03%的耐低温剂、0.05?0.1%的增塑剂、0.02?0.05%的阻燃剂、0.02?0.05%的抗氧剂和线型低密度聚乙烯加入高速混合桶，使所述原材料混合得到外层管物料，将外层管物料加入塑料包覆机料斗中，通过所述塑料包塑机在增强层的外侧包覆一层外层管。进一步地，所述长纤维增强树脂预浸带与内层管的轴向呈10?90°夹角缠绕。作为优选，所述长纤维增强树脂预浸带与内层管的轴向呈15?60°夹角缠绕。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是:本专利技术提供的柔性复合管及其制备方法，内层管材料为聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧剂的混合材料，该混合材料结晶程度较低，且混合材料制成的内层管表面自由能较高，对原油或天然气有良好的阻隔性和抗溶胀性能，可以有效的避免内层管出现蠕变的情况，且该混合材料具有良好的耐高温性能；增强层采用长纤维增强树脂基体预浸带，其中增强树脂基体采用增强聚乙烯树脂或增强聚丙烯树脂，增强聚乙烯树脂、增强聚丙烯树脂均与混合材料制成的内层管具有良好的结合性能，有效的避免了内层管与增强层分层的问题；同时由于增强聚乙烯树脂、增强聚丙烯树脂与该混合材料与的收缩率相差较小，管道受热后冷却的过程中会在柔性复合管管壁内部形成的内应力较小，可以大幅度提高柔性复合管承受压力的能力，并减少了柔性复合管破损的几率。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的柔性复合管结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的柔性复合管制备方法流程图；其中:1内层管，2增强层，3外层管。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一如图1所示，本专利技术实施例提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性复合管，其特征在于，所述柔性复合管包括：内层管、增强层和外层管，所述内层管为所述柔性复合管最内层，所述增强层在所述内层管和所述外层管中间，所述外层管为所述柔性复合管最外层；所述内层管厚度3～10mm，所述内层管成分按照质量百分比包括：60～85%的聚偏二氟乙烯、8～25%的聚乙烯、3～6%的聚乙烯接枝二氟马来酸酐、5～10%的乙烯?丙烯共聚物和0.3～0.6%的抗氧剂；所述增强层由2～10层长纤维增强树脂基体预浸带以交叉的方式缠绕在内层管外侧；所述外层管厚度2～5mm，所述外层管成分按照质量百分比包括：0.02～0.05%的抗紫外线剂、0.01～0.03%的耐低温剂、0.05～0.1%的增塑剂、0.02～0.05%的阻燃剂、0.02～0.05%的抗氧剂和线型低密度聚乙烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏斌，戚东涛，李厚补，丁楠，蔡雪华，王熙，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：