[发明专利]一种缓蚀剂插层水滑石/再生聚乙烯管道防腐胶黏剂材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于再生塑料利用领域，具体涉及一种缓蚀剂插层水滑石/再生聚乙烯管道防腐胶黏剂复合材料的制备工艺。

背景技术

目前油气输送管道的防腐方式仍以三层聚乙烯（3PE）防腐涂层为主， 3PE防腐涂层以其优良的耐腐蚀性能、力学性能及绝缘性能而得到广泛的应用并占据油气输送管道涂层防腐领域的主导地位。3PE防腐涂层包括环氧树脂底层，胶黏剂中间层，聚乙烯专用料外层。3PE防腐涂层能够使基体与腐蚀介质隔离，起到阻止或延缓腐蚀的作用。由于防腐涂层存在补口与缺陷，必须与阴极保护相结合以提高防腐效果。但随着管道使用年限的增长，防腐涂层由于土壤溶液侵蚀，植被根系破坏等原因不断老化。当管道防腐层破损严重时，距离通电点较近的破损点将消耗过多的阴极保护电流；因此为了使较远处钢管达到最小的保护电流密度，采取了增大通电点输出电流，提高通电电位的措施。长期处于高电位大电流的管道将发生严重的析氢腐蚀，并最终导致防腐层阴极剥离，致使管道腐蚀加剧。因此具有更好阻隔腐蚀介质作用、抑制析氢腐蚀的防腐涂层材料能够提高管道的耐腐蚀性能及使用寿命。

近年来水滑石以其组成结构可控、层间阴离子可交换性等特征，广泛用于制备具有吸附、离子交换、药物缓释等功能材料领域。缓蚀剂插层水滑石具有优异的缓释效果广泛应用于涂料、钢材及镁铝合金的防腐；但其在3PE防腐管道的胶黏剂层改性中尚无报道。本发明中片层状缓蚀剂插层水滑石在再生聚乙烯防腐胶黏剂基体中的引入提高了阻隔性能及防腐性能。 同时水滑石纳米颗粒提高聚乙烯胶黏剂层的力学性能。水滑石改性防腐层能够有效延缓管道防腐层的破坏，延长管道的使用寿命，确保管道安全和油气正常运输。当前在热塑性塑料回收应用领域，聚乙烯占有较大比重，但附加值较低，通过功能性缓蚀剂插层水滑石的引入，提高聚乙烯再生料的使用价值，提高我国资源利用率，节约资源和能源，符合可持续发展趋势，具有巨大的社会效益和经济效益。

发明内容

具体工艺步骤如下：

1.缓蚀剂插层水滑石母粒的制备

（1）水滑石的合成

按照M²⁺/M³⁺摩尔比为3.0称取+2价金属离子硝酸盐和+3价金属离子硝酸盐，配制硝酸盐混合溶液，其中M²⁺为Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺中的一种，M³⁺为Al³⁺、Fe³⁺、Ti³⁺中的一种。插层阴离子为钒酸根，钼酸根，铬酸根或磷钼酸根中的一种。混合盐溶液其中[M²⁺]=0.75mol/L， [M³⁺]=0.25mol/L。另取NaOH与插层阴离子的混合碱液，其中NaOH浓度0.6 mol/L，插层阴离子浓度为0.45mol/L。采用微波辐射晶化法制备缓蚀剂插层纳米水滑石。强烈搅拌下，缓慢地将70℃混合盐溶液与插层阴离子混合碱液同时滴加到少量水中，滴加过程中使用氮气保护，控制浆液pH=10~11，30min内滴加完毕。所得浆液在300~460W微波辐射下晶化20~30min。冷却后用去除CO₂的蒸馏水抽滤洗涤至pH=7.5，干燥粉碎后制得缓蚀剂插层纳米水滑石。

（2）缓蚀剂插层水滑石表面处理

将1Kg缓蚀剂插层纳米水滑石置于混料机中，低速搅拌过程中喷洒含有3%硅烷偶联剂的无水乙醇溶液35~50g，然后以400r/min的转速搅拌15 min后干燥备用。

（3）缓蚀剂插层水滑石母粒制备

取0.5~1.5 Kg表面改性缓蚀剂插层水滑石，加入10 Kg再生低密度聚乙烯颗粒、抗氧剂、适量润滑剂，于混料机中以300r/min的速度搅拌10~15min后在双螺杆挤出机中造粒，加工温度170~190℃，制得水滑石母粒。

所述的+2价金属盐为硝酸镁、硝酸镍、硝酸锌中的一种；+3价金属盐为硝酸铝、硝酸铁、硝酸钛中的一种。

所述的缓蚀剂为钒酸钠，钼酸钠，铬酸钠、磷钼酸钠中的一种。

所述的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-602中的一种。

所述的抗氧剂为1010、168、300、硫代二丙酸双月桂酯（DLTP）中的一种或两种的复合。

所述的润滑剂为低分子量裂解蜡，白蜡油中的一种，添加量0.6~1.0%。

2. 聚乙烯胶黏剂的制备

（1）接枝聚乙烯树脂的制备