一種耐高溫高壓的管材以及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及流體輸送設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種耐高溫高壓的管材以及制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乙烯壓力管材以突出的耐化學腐蝕性、耐低溫性、焊接性能、對輸送介質(zhì)無污 染、耐壓性能、耐慢速裂紋擴展、使用壽命長等特點，愈來愈廣泛地應(yīng)用于燃氣輸送、供水、 礦物用管等領(lǐng)域，目前所使用的壓力等級主要有PE80級和PE100級。除要求具有上述性能 外，為滿足在使用中的要求，對壓力管道用聚乙烯樹脂還要求具有下列性能：（1)良好的力 學性能；（2)耐快速裂紋擴展(rapid crack propagation，簡稱RCP)性能好；（3)耐高溫高壓 性能。
[0003] 聚乙烯管材料發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。第一階段，20世紀50年代，德國赫斯特公司率 先開發(fā)了齊格勒-納塔低壓聚合工藝，并采用該工藝首次推出了管材專用樹脂即1型(HDPE) 耐壓管材料。該階段管材料的性能相對較差，相當于現(xiàn)在的PE63及以下等級管材料;第二 階段，20世紀70年代末，PE80級的MDPE和HDPE管材樹脂相繼開發(fā)成功，該類樹脂具有較好的 長期耐靜液壓強度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂(ESCR)性能。由于PE80級MDPE管材樹脂的柔韌性能 和ESCR性能好，其在給水和燃氣輸配系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用；第三階段，20世紀80年代 末，出現(xiàn)了被稱為第三代的聚乙烯管材專用料PEIOOJEIOO級管材樹脂是指在20°C條件 下，管材在使用50年后仍能保持lOMPa的最小要求強度，而且具有優(yōu)異的抗慢速裂紋增長和 抗快速裂紋擴展性能。多數(shù)PE100級管材料都具有雙峰分子量分布結(jié)構(gòu)，雙峰中的第一個峰 作為低分子量部分潤滑性能好，可提高樹脂的加工性能，第二個峰的高分子量部分可提供 良好的機械性能。
[0004] EP0619325描述了一種制備具有多峰或至少雙峰分子量分布的聚烯烴(如聚乙烯） 的方法。在該方法通過在同一反應(yīng)器中使用兩種不同的茂金屬催化劑，獲得至少雙峰的分 子量分布。EP0881237公開了在兩個反應(yīng)器中使用茂金屬催化劑生產(chǎn)雙峰聚烯烴。上述幾種 工藝成本較高，且工藝復雜。JP2008285604介紹了一種由線性聚乙烯和高壓LDPE混合構(gòu)成 的給水或燃氣管組合物，具有良好的加工性能、柔韌性和表面光澤。
[0005] CN1873275A公開了一種增強型聚乙烯管材，在管材混配料中加入3-72%的短玻璃 纖維，提高了管材的屈服強度和環(huán)剛度該管材主要應(yīng)用于外承壓排水管和礦用管。 CN101423573A及US7317054B2公開了一種用于單壁和雙壁波紋HDPE管材的熔體共混HDPE混 合物，可提高材料的模量、加工性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能。
[0006] 對于上述現(xiàn)有技術(shù)，以及管材的實際實用場景的要求，對管材的耐高溫高壓性能 的研究深入程度有限，使得現(xiàn)有技術(shù)中的管材的耐高溫高壓性能還有較大提升空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一是提供一種耐高溫高壓的管材。
[0008] 為達上述目的，本發(fā)明的一個實施例中提供了一種耐高溫高壓的管材，由以下按 照重量配比的組分組成： 聚氯乙烯樹脂80份~150份;MBS樹脂5份~10份； 三元乙丙橡膠5份~10份;苯甲酸酯5份~10份； ACR樹脂5份~10份;硬質(zhì)碳酸鈣1份~5份； 氯化聚乙烯1份~5份;石蠟1份~2份； 硫酸二丁基錫1份~2份;聚乙烯蠟1份~2份； 三乙醇胺1份~2份;炭黑0.5份~1份； 二乙二醇丁醚1份~5份;三甲基苯醌1份~5份； 酞菁鐵1份~2份;阿斯巴甜1份~2份； 磷酸三丁酯1份~5份。
[0009] 作為本發(fā)明的優(yōu)化方案之一，耐高溫高壓的管材由以下按照重量配比的組分組 成： 聚氯乙烯樹脂80份~150份;MBS樹脂5份~10份； 三元乙丙橡膠5份~10份;苯甲酸酯5份~10份； ACR樹脂5份~10份;硬質(zhì)碳酸鈣1份~5份； 氯化聚乙烯1份~5份;石蠟1份~2份； 硫酸二丁基錫1份~2份;聚乙烯蠟1份~2份； 三乙醇胺1份~2份;炭黑0.5份~1份； 二乙二醇丁醚2份~4份;三甲基苯醌1份~5份； 酞菁鐵1份~2份;阿斯巴甜1份~2份； 磷酸三丁酯1份~5份。
[0010] 作為本發(fā)明的優(yōu)化方案之一，耐高溫高壓的管材由由以下按照重量配比的組分組 成： 聚氯乙烯樹脂80份~150份;MBS樹脂5份~10份； 三元乙丙橡膠5份~10份;苯甲酸酯5份~10份； ACR樹脂5份~10份;硬質(zhì)碳酸鈣1份~5份； 氯化聚乙烯1份~5份;石蠟1份~2份； 硫酸二丁基錫1份~2份;聚乙烯蠟1份~2份； 三乙醇胺1份~2份;炭黑0.5份~1份； 二乙二醇丁醚1份~5份;三甲基苯醌2份~4份； 酞菁鐵1份~2份;阿斯巴甜1份~2份； 磷酸三丁酯1份~5份。
[0011] 作為本發(fā)明的優(yōu)化方案之一，耐高溫高壓的管材由由以下按照重量配比的組分組 成： 聚氯乙烯樹脂80份~150份;MBS樹脂5份~10份； 三元乙丙橡膠5份~10份;苯甲酸酯5份~10份； ACR樹脂5份~10份;硬質(zhì)碳酸鈣1份~5份； 氯化聚乙烯1份~5份;石蠟1份~2份； 硫酸二丁基錫1份~2份;聚乙烯蠟1份~2份； 三乙醇胺1份~2份;炭黑0.5份~1份； 二乙二醇丁醚1份~5份;三甲基苯醌1份~5份； 酞菁鐵2份;阿斯巴甜1份~2份； 磷酸三丁酯1份~5份。
[0012] 作為本發(fā)明的優(yōu)化方案之一，耐高溫高壓的管材由由以下按照重量配比的組分組 成： 聚氯乙烯樹脂100份~150份;硬質(zhì)碳酸鈣3份~5份； 聚氯乙烯樹脂80份~150份;MBS樹脂5份~10份； 三元乙丙橡膠5份~10份;苯甲酸酯5份~10份； ACR樹脂5份~10份;硬質(zhì)碳酸鈣1份~5份； 氯化聚乙烯1份~5份;石蠟1份~2份； 硫酸二丁基錫1份~2份;聚乙烯蠟1份~2份； 三乙醇胺1份~2份;炭黑0.5份~1份； 二乙二醇丁醚1份~5份;三甲基苯醌1份~5份； 酞菁鐵1份~2份;阿斯巴甜2份； 磷酸三丁酯1份~5份。
[0013] 作為本發(fā)明的優(yōu)化方案之一，耐高溫高壓的管材由由以下按照重量配比的組分組 成： 聚氯乙烯樹脂80份~150份;MBS樹脂5份~10份； 三元乙丙橡膠5份~10份;苯甲酸酯5份~10份； ACR樹脂5份~10份;硬質(zhì)碳酸鈣1份~5份； 氯化聚乙烯1份~5份;石蠟1份~2份； 硫酸二丁基錫1份~2份;聚乙烯蠟1份~2份； 三乙醇胺1份~2份;炭黑0.5份~1份； 二乙二醇丁醚1份~5份;三甲基苯醌1份~5份； 酞菁鐵1份~2份;阿斯巴甜1份~2份； 磷酸三丁酯2份~3份。
[0014] 本發(fā)明的另一個目的是提供上述管材的制備方法，包括以下步驟： (1) 將配方量的聚氯乙烯樹脂;MBS樹脂;三元乙丙橡膠;苯甲酸酯;ACR樹脂;硬質(zhì)碳酸 鈣;氯化聚乙烯;石蠟;硫酸二丁基錫;聚乙烯蠟;三乙醇胺；炭黑；二乙二醇丁醚;三甲基苯 醌;酞菁鐵和阿斯巴甜在高速攪拌機作用下充分混合，得到混合料； (2) 、將混合料在在高溫下融化，并在真空環(huán)境下通過自動上料機將物料輸送至雙螺桿 擠出機中擠出，并在模具中成型，得到坯件； (3) 將坯件冷卻定型，然后切割得到成品。
[0015]優(yōu)選的，步驟⑵的高溫融化溫度為120°0130°C，步驟(2)中模具的模頭壓縮比為 1:3;步驟(3)中冷卻定型溫度不超過40°C。
[0016]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點： 本發(fā)明通過優(yōu)化管材的原料組成，顯著提高了管材成品的高溫高壓耐受性，使得產(chǎn)品 質(zhì)量大大提尚。
【具體實施方式】
[0017] 1、不同組分對管材高溫高壓耐受性的影響實驗 實施例1~實施例6中列舉了多種不同配方的實施例，通過對照試驗來驗證各個組分的 作用，實施例1~實施例7中的配方如表1所示。
[0018] 管材的基礎(chǔ)原料為現(xiàn)有技術(shù)中常用的組分，包括聚氯乙烯樹脂、MBS樹脂、三元乙 丙橡膠、苯甲酸酯、ACR樹