專(zhuān)利名稱(chēng)：輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油田集輸鋼質(zhì)防腐保溫管道補(bǔ)口的幅射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物。
長(zhǎng)期以來(lái)，油田集輸鋼質(zhì)防腐保溫管道補(bǔ)口材料普遍采用過(guò)氧化物交聯(lián)和硅烷交聯(lián)工藝生產(chǎn)。這些化學(xué)交聯(lián)方法對(duì)設(shè)備要求比較嚴(yán)格，工藝復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量很難保證。五十年代，國(guó)外開(kāi)始研究熱收縮產(chǎn)品。目前，采用高能粒子幅射交聯(lián)的聚烯烴熱收縮產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但是，經(jīng)手檢及國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)用于油田集輸防腐保溫管道、與本發(fā)明完全相同的該種產(chǎn)品的技術(shù)文獻(xiàn)，僅見(jiàn)到有用于電纜接頭的聚烯烴產(chǎn)品(見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US-4234758，題目《電纜接頭》)。近年來(lái)，我國(guó)勝利油田等單位共同研制了一種用幅射交聯(lián)聚乙烯基片和丁基橡膠-EVA熱熔壓敏膠層復(fù)合而成的熱收縮膠粘帶。用此種熱收縮膠粘帶補(bǔ)口粘接性和密封性較好，已通過(guò)部級(jí)鑒定。但是，由于它主要采用低密度聚乙烯為原料，因而存在著耐溫性和機(jī)械性能不夠高的缺點(diǎn)，且由于該產(chǎn)品是纏繞帶，施工時(shí)亦不甚方便。
本發(fā)明的目的在于提供一種以高、低密度聚乙烯共混體系為主要原料的熱收縮產(chǎn)品配方及其生產(chǎn)方法。此種產(chǎn)品主要用于油田泡沫夾克管道和聚乙烯涂層管道補(bǔ)口，具有良好的機(jī)械性能，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能和耐熱性能。并且，該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場(chǎng)施工均比較簡(jiǎn)便。
本發(fā)明的內(nèi)容是一種幅射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物及其生產(chǎn)方法。該組合物采用高密度聚乙烯與低密度聚乙烯共混體系，并加入乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)改性。為提高產(chǎn)品的加工性能和防腐持久性，采用高效能的光屏蔽劑碳黑、潤(rùn)滑劑液體石蠟和酚類(lèi)抗氧劑1010等助劑。上述原料和助劑按一定比例的用量高速混合后，經(jīng)擠出成型、高能粒子射線幅射交聯(lián)和拉伸機(jī)拉伸，與膠層復(fù)合，即可生產(chǎn)出性能良好之產(chǎn)品。
本組成物采用高密度聚乙烯與低密度聚乙烯共混體系，其原料配方(重量百分比)如下1、高密度聚乙烯A和低密度聚乙烯B配比范圍用圖表法確定(詳見(jiàn)后述);
2、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)10～20%。
高、低密度聚乙烯共混物的密度可用圖表法確定(詳見(jiàn)后述)，也可用下式計(jì)算ρA+B＝組分A的重量百分比×ρA+組分B的重量百分比×ρB式中，ρAρBρA+B分別為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和共混物的密度。
采用高、低密度聚乙烯共混體系，既可使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度和耐溫性，又具備足夠的撓性和柔量。
乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
本發(fā)明選用的EVA中VA含量為20～40%。EVA與聚乙烯樹(shù)脂相容性好，填充EVA后的聚乙烯帶質(zhì)軟，富有彈性，能提高產(chǎn)品的耐沖擊性及環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性。
本發(fā)明采用的助劑及用量如下碳黑用作高效能的光屏蔽劑和聚乙烯交聯(lián)的敏化劑?？蛇x用粒度為15～25mm的槽法碳黑，其用量為1～5%。
酚類(lèi)抗氧劑1010化學(xué)名為四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，分子量1178，結(jié)構(gòu)式為
用量為0.01～0.5%。
液體石蠟用作潤(rùn)滑劑。它與聚乙烯樹(shù)脂的相容性在高溫下增大，產(chǎn)生一種增塑作用。液體石蠟熱穩(wěn)定性好，適于擠塑成型。其用量為1～5%(以產(chǎn)品不出現(xiàn)離析結(jié)垢為準(zhǔn))。
上述原料和助劑按規(guī)定的比例和用量高速混合后，采用擠出成型制成一種片材，再經(jīng)過(guò)高能粒子射線幅射處理，使之交聯(lián)。通過(guò)拉伸機(jī)按一定比例拉伸，將基材內(nèi)部大分子鏈拉直，爾后進(jìn)行快速冷卻，使內(nèi)部的分子鏈固定下來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，經(jīng)過(guò)二次加熱(加熱溫度在軟化點(diǎn)以上、熔點(diǎn)以下)，內(nèi)部的分子迫使拉直的分子鏈卷曲回縮，制品又恢復(fù)到原來(lái)的形狀。
按照本發(fā)明的配方和工藝生產(chǎn)的聚乙烯熱收縮帶組合物強(qiáng)度，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能和耐熱能好，用于鋼質(zhì)防腐保溫管道補(bǔ)口能達(dá)到較理想的效果。


圖1為高、低密度聚乙烯配比范圍圖表。
圖2為用于確定高、低密度乙烯共混物密度的圖表。
圖3為聚乙烯軟化度與其密度的關(guān)系曲線。
圖4為高、低密度聚乙烯及其共混物柔量對(duì)比曲線。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明。
如前所述，高、低密度聚乙烯配比范圍可應(yīng)用圖表法確定。在圖1所示的直角坐標(biāo)系中，x軸、y軸分別表示低密度和高密度聚乙烯的重量份數(shù)，以摻合物的總重量份數(shù)為10，則點(diǎn)A(4，4)、B(6，4)、C(4，3)、D(6，3)所包括的范圍(即矩形ABCD區(qū)域內(nèi))便是兩成份的比率區(qū)間。
高、低密度聚乙烯共混物的密度可用圖表法確定或用公式計(jì)算。采用圖表法時(shí)，首先在如圖2所示圖表左右兩側(cè)的縱坐標(biāo)(HDPE、LDPE分別為高、低密度聚乙烯)上分別找出高密度組分A和低密度組分B的密度;然后，在上、下橫坐標(biāo)上分別找出組分A、B的重量百分比;重量百分比的垂線與兩密度連線的交點(diǎn)，即為共混物的密度。圖2表示的兩個(gè)實(shí)例是(a)為50%高密度聚乙烯A(密度0.960g/cm3)與50%低密度聚乙烯B(密度0.930g/cm3)的共混物;(b)為25%高密度聚乙烯A(密度0.960g/cm3)與75%低密度聚乙烯B(密度0.916g/cm3)的共混物。由表可查出，兩種情況所得共混物A+B的密度分別為0.945和0.926g/cm3。
圖3、圖4分別為聚乙烯軟化點(diǎn)T軟化與其密度ρ的關(guān)系曲線和三種聚乙烯柔量對(duì)比曲線(圖4中曲線(1)、(2)、(3)分別為低密度聚乙烯、共混物和高密度聚乙烯)。從中可以看出聚乙烯軟化點(diǎn)隨其密度增大而提高;低密度聚乙烯軟化點(diǎn)為100～110℃，高密度聚乙烯軟化點(diǎn)為120～130℃(但太硬，纏繞不便)，而共混物在110℃左右開(kāi)始軟化，125℃時(shí)仍保持一定強(qiáng)度，將近130℃時(shí)才完全熔融?？梢?jiàn)，控制好高、低聚乙烯的配比和共混物的密度即可獲得綜合性能良好的產(chǎn)品。
本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品各項(xiàng)主要性能良好，其測(cè)試結(jié)果如下抗拉強(qiáng)度18MPa斷裂伸長(zhǎng)率＞400%維卡軟化點(diǎn)110℃脆化溫度-60℃耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能＞1000小時(shí)凝膠量68%
權(quán)利要求
1.一種用于油田集輸鋼質(zhì)防腐保溫管道補(bǔ)口的幅射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物，其特征在于它以聚乙烯和乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作為主體原料，碳黑作為聚乙烯交聯(lián)敏化劑和高效能光屏蔽劑，四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯作為抗氧劑，液體石蠟作為加工改性劑和潤(rùn)滑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幅射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物，其特征在于采用高密度聚乙烯與低密度聚乙烯兩相共混體系，其中a)高、低密度聚乙烯兩成分的配比范圍是在直角坐標(biāo)系中，以摻合物的總重量份數(shù)為10，用x軸、y軸分別表示低密度和高密度聚乙烯的重量份數(shù)，則點(diǎn)A(4，4)、B(6，4)、C(4，3)、D(6，3)所包括的范圍即是兩成份的比率區(qū)間;b)乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)占10～20%(重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幅射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物，其特征在于所用助劑的用量(重量)如下a)液體石蠟1～5%(以產(chǎn)品不出現(xiàn)離析結(jié)垢為準(zhǔn));b)酚類(lèi)抗氧劑10100.01～0.5%;c)碳黑1～5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幅射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物，其特征在于采用幅射交聯(lián)工藝生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于油田集輸鋼質(zhì)防腐保溫管道補(bǔ)口的輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶組合物。該產(chǎn)品以高、低密度聚乙烯共混體系為主要原料，具有良好的機(jī)械性能、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能和耐熱性能，能夠達(dá)到較好的應(yīng)用效果。該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場(chǎng)施工均比較簡(jiǎn)便，宜于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F16L59/10GK1039039SQ8810516
公開(kāi)日1990年1月24日 申請(qǐng)日期1988年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月17日
發(fā)明者黃偉明, 于汝才, 王洪發(fā), 孫英杰, 李俊軍, 王玨晶, 高巖 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司