專利名稱：一種黑色聚丙烯防腐材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黑色聚丙烯防腐材料及其制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)90年代以來，我國多數(shù)大型石油、天然氣輸送鋼質(zhì)管道工程采用的是三層 聚乙烯(3PE)涂層，3PE涂層由底層環(huán)氧粉末、中間層黏接劑和外層聚乙烯構(gòu)成。然而，3PE 涂層耐溫性較低， 一般在70°C以下，只適合輸送流體介質(zhì)溫度較低的管道防腐。當(dāng)在地表溫 度較高、日照時(shí)間較長的沙漠地區(qū)或熱帶亞熱帶地區(qū)使用時(shí)，3PE涂層的機(jī)械強(qiáng)度和剝離強(qiáng) 度會(huì)急劇降低。由于PP耐高溫性要好于PE，因此，在借鑒3PE涂層優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了三 層聚丙烯(3PP)涂層。 專利CN1563171A提出了一種埋地鋼質(zhì)管道白色聚丙烯外防腐材料，該專利采用 聚丙烯為基料，大幅提高了防腐層的耐溫性，可應(yīng)用于ll(TC左右的介質(zhì)管道防腐中。但是 該專利材料存在以下缺陷該專利材料為白色，而我國在實(shí)際中應(yīng)用的防腐材料通常為黑 色；其次，該專利材料采用單一聚丙烯，在生產(chǎn)中無法調(diào)節(jié)防腐材料的具體參數(shù)如熔體流動(dòng) 速率，導(dǎo)致該防腐材料在鋼管涂敷中對不同擠出機(jī)的適應(yīng)性較窄；第三，該專利材料采用單 一聚丙烯，其性能雖然能夠滿足一般防腐材料的要求(即現(xiàn)行德國標(biāo)準(zhǔn))，但是不能滿足特 殊地段對防腐材料的要求。由于用于長距離輸送的鋼質(zhì)管道會(huì)穿越山川、河流或其他復(fù)雜 的地質(zhì)條件，這些特殊地段就對使用的防腐材料提出了特殊的要求，如要求耐高溫120°C以 上，或耐劃傷耐穿剌性更好等。因此，在施工中，工程項(xiàng)目都會(huì)根據(jù)具體情況在現(xiàn)行德國標(biāo) 準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對某些指標(biāo)提出更加嚴(yán)格的要求，如要求更高的維卡軟化溫度(即高維卡)、 更高的邵氏硬度(即高硬度)等。由于防腐材料對聚丙烯的要求全面而又嚴(yán)格，除拉伸強(qiáng) 度、斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度等常規(guī)力學(xué)性能外，還要求耐溶劑、環(huán)境應(yīng)力開裂等長期指標(biāo)，這 導(dǎo)致符合防腐材料要求的聚丙烯種類很少，而在這些符合要求的聚丙烯中，還沒有一種聚 丙烯能夠完全滿足這些特殊指標(biāo)的要求，即專利CN1563171A提出的埋地鋼質(zhì)管道白色聚 丙烯外防腐材料無法滿足上述特殊地段對防腐材料的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有高維卡，或者高硬度， 或者同時(shí)具有高維卡和高硬度的黑色聚丙烯防腐材料。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述黑色聚丙烯防腐材料的制備方法。 本發(fā)明的黑色聚丙烯防腐材料，由如下組份及重量百分?jǐn)?shù)組成 聚丙烯基料 80%-95% 黑種 1%-12% 接枝共聚物 0.5%-5% 抗氧劑 0.1%-1.5% 潤滑劑 0.1%-1.5%
其中聚丙烯基料由重量百分?jǐn)?shù)50% _95%聚丙烯八和5% _50%聚丙烯8組成， 聚丙烯A為熔體流動(dòng)速率小于5的管材級或擠出級聚丙烯，聚丙烯B為數(shù)均分子量大于30 萬的均聚或共聚聚丙烯；接枝共聚物為三元乙丙橡膠、丙烯_ 丁烯共聚物、丙烯_辛烯共聚 物、乙烯_辛烯共聚物、乙烯_ 丁烯共聚物中的一種或一種以上的混合物?？寡鮿┻x自受阻 酚類、亞磷酸酯類、胺類、硫代酯中的一種或一種以上的混合物。潤滑劑選自金屬皂類或低 分子酯類。 本發(fā)明的黑色聚丙烯防腐材料的制備方法，是將聚丙烯基料、黑種、接枝共聚物、 抗氧劑和潤滑劑加入到高速混合機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出、造粒，雙 螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)定為150 26(TC，轉(zhuǎn)速為100-800轉(zhuǎn)/分。 本發(fā)明的黑色聚丙烯防腐材料，其特色在于聚丙烯A為熔體流動(dòng)速率小于5的管 材級或擠出級聚丙烯，由于防腐材料需要通過擠出機(jī)擠出后涂敷在鋼管上，通過對聚丙烯 A的選擇，可以使本發(fā)明滿足聚丙烯防腐材料的一般要求(即現(xiàn)行德國標(biāo)準(zhǔn))；聚丙烯B為 數(shù)均分子量大于30萬的均聚或共聚聚丙烯，具有更高的維卡軟化溫度(大于160°C )或邵 氏硬度(大于75)，接枝共聚物為三元乙丙橡膠、丙烯-丁烯共聚物、丙烯_辛烯共聚物、乙 烯-辛烯共聚物、乙烯_ 丁烯共聚物中的一種或一種以上的混合物，具有良好的團(tuán)聚_分散 功能和耐低溫沖擊性，通過對聚丙烯B和接枝共聚物的選擇，可以提高聚丙烯防腐材料的 維卡軟化溫度或邵氏硬度，使聚丙烯防腐材料滿足高維卡或高硬度的要求；通過調(diào)節(jié)聚丙 烯A和聚丙烯B的配比，可以調(diào)節(jié)聚丙烯防腐材料的具體性能指標(biāo)，如熔體流動(dòng)速率等，從 而使聚丙烯防腐材料的機(jī)械性能和加工性能同時(shí)達(dá)到最優(yōu)化；通過調(diào)節(jié)聚丙烯A、聚丙烯B 和接枝共聚物的配比，可以使聚丙烯防腐材料同時(shí)滿足高硬度和高維卡的要求；通過對黑 種的選擇，可以使聚丙烯防腐材料具有優(yōu)異的耐紫外線功能?？寡鮿┻x自受阻酚類、亞磷酸 酯類、胺類、硫代酯中的一種或一種以上的混合物，如1010、 1076、 1098、 168、 DLTDP、 DSTDP 等，抗氧劑保證聚丙烯防腐材料在加工使用過程中有良好的穩(wěn)定性。潤滑劑選自金屬皂類 或低分子酯類，如硬脂酸鋅、硬脂酸*丐等，潤滑劑能降低聚丙烯防腐材料在加工使用過程中 的能耗。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果 本發(fā)明通過選用新材料、合理配置材料比例，調(diào)整工藝，使防腐材料在滿足現(xiàn)行德 國標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在某個(gè)性能指標(biāo)上具有優(yōu)異的表現(xiàn)。采用現(xiàn)行德國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，與目前 市場上普通聚丙烯防腐材料相比，維卡軟化溫度由145t:提高到152t:，邵氏硬度由62提高 到71，壓痕硬度在23t:時(shí)由0. 1毫米降至0. 05毫米，8(TC時(shí)則由0. 3毫米降至0. 16毫米。 制成的管道可適用于水下穿越地段或含有沙石的土壤中等特殊安裝環(huán)境。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形
式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1 將90公斤聚丙烯A、10公斤聚丙烯B、3公斤黑種、4公斤三元乙丙橡膠、0. 8公斤 抗氧劑1010和0. 8公斤潤滑劑_硬脂酸鋅加入高混機(jī)中混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠 出、造粒，溫度設(shè)定為22(TC，轉(zhuǎn)速設(shè)定為400轉(zhuǎn)/分，可得到本發(fā)明的高維卡聚丙烯防腐材料，其維卡軟化點(diǎn)達(dá)i52t:。 實(shí)施例2 將60公斤聚丙烯A、40公斤聚丙烯B、3公斤黑種、2公斤丙烯_ 丁烯共聚物、0. 8 公斤抗氧劑1010和0. 8公斤潤滑劑_硬脂酸鋅加入高混機(jī)中混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn) 行擠出、造粒，擠出機(jī)溫度設(shè)定為20(TC，轉(zhuǎn)速設(shè)定為500轉(zhuǎn)/分，可得到本發(fā)明的高硬度聚 丙烯防腐材料，其邵氏硬度為71，壓痕硬度23t:下為0. 05毫米，8(TC下為0. 16毫米。
實(shí)施例3 將80公斤聚丙烯A、20公斤聚丙烯B、3公斤黑種、3公斤乙烯_ 丁烯共聚物、0. 8 公斤抗氧劑1010和0. 8公斤潤滑劑_硬脂酸鋅加入高混機(jī)中混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn) 行擠出、造粒，溫度設(shè)定為21(TC，轉(zhuǎn)速設(shè)定為600轉(zhuǎn)/分，可得到本發(fā)明的高硬度、高維卡聚 丙烯防腐材料，其維卡軟化點(diǎn)為152t:，邵氏硬度為71，壓痕硬度23t:下為0.05毫米，8(TC 下為O. 16毫米。
權(quán)利要求
一種黑色聚丙烯防腐材料，其特征在于由如下組份及重量百分?jǐn)?shù)組成聚丙烯基料 80％-95％黑種 1％-12％接枝共聚物 0.5％-5％抗氧劑 0.1％-1.5％潤滑劑 0.1％-1.5％。
2. 如權(quán)利要求1所述黑色聚丙烯防腐材料，其特征在于，所述的聚丙烯基料由50-95重量％聚丙烯A和5-50重量％聚丙烯B組成，聚丙烯A為熔體流動(dòng)速率小于5的管材級或擠出級聚丙烯，聚丙烯B為數(shù)均分子量大于30萬的均聚或共聚聚丙烯。
3. 如權(quán)利要求1所述黑色聚丙烯防腐材料，其特征在于，所述的接枝共聚物為三元乙丙橡膠、丙烯_ 丁烯共聚物、丙烯_辛烯共聚物、乙烯_辛烯共聚物、乙烯_ 丁烯共聚物中的一種或一種以上的混合物。
4. 如權(quán)利要求1所述黑色聚丙烯防腐材料，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類、胺類、硫代酯中的一種或一種以上的混合物。
5. 如權(quán)利要求1所述黑色聚丙烯防腐材料，其特征在于，所述的潤滑劑為金屬皂類或低分子酯類。
6. 權(quán)利要求1所述黑色聚丙烯防腐材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟將聚丙烯基料、黑種、接枝共聚物、抗氧劑和潤滑劑加入到高速混合機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出、造粒，溫度設(shè)定為150 26(TC，轉(zhuǎn)速設(shè)定為100-800轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黑色聚丙烯防腐材料及其制備方法。由如下組份及重量百分?jǐn)?shù)組成聚丙烯基料80％-95％，黑種1％-12％，接枝共聚物0.5％-5％，抗氧劑0.1％-1.5％，潤滑劑0.1％-1.5％。將各組分加入到高速混合機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出、造粒，溫度設(shè)定為150～260℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為100-800轉(zhuǎn)/分。與市場上普通聚丙烯防腐材料相比，本發(fā)明的黑色聚丙烯防腐材料，具有高維卡、或者高硬度，或者同時(shí)具有高維卡和高硬度，可滿足水下穿越、含沙石土壤及海洋管道等特殊地段對防腐材料的要求。
文檔編號(hào)B29C47/92GK101717544SQ200810199050
公開日2010年6月2日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者寧凱軍, 張春懷, 李建中, 楊志驊, 鄭明嘉, 郭熙桃, 陳力, 陶四平 申請人:金發(fā)科技股份有限公司;上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司