[发明专利]一种高柔性聚酰胺天然气管材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高柔性聚酰胺天然气管材料，是由以下重量份的组分制成：聚酰胺70～94份、增韧剂4～20份、增塑剂2～15份、热稳定剂0.3～1.5份、耐候助剂0.4～1份、添加剂0.3～1份；本发明的高柔性聚酰胺天然气管材料具有非常优异的柔性且耐老性能优异，本发明要解决的技术问题是选择PA616、PA618等长碳链尼龙为主要原料，通过增韧增塑的方式提高材料的韧性，使材料具有优异的低温韧性。通过添加热稳定剂和耐候助剂，使材料具有优异的耐热性和耐候性，该材料能够广泛应用于天然气管路中。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，尤其涉及一种高柔性聚酰胺天然气管材料及其制备方法。

背景技术

随着我国压缩天然气资源的广泛应用，在实现管道长距离输送时，由于压力等难题而给输送管材质技术指标提出了相当高的要求。传统的天然气非金属管道多采用聚乙烯燃气管，如今聚乙烯燃气管道已经发展到第三代，尤其是耐裂纹扩展能力得到了显著的提高。但是对于次高压段及以上压力级别的管道，聚乙烯和金属管道都存在着各自的问题。按照相关技术标准的要求，聚乙烯燃气管道最大允许工作压力为7bar，无法用于次高压燃气管道。对于次高压以上的燃气管道，钢管是城市燃气管网的传统管材，包括无缝钢管、直缝钢管、螺旋焊缝钢管等。但金属管道面临着日益严峻的腐蚀问题，为管道的维护和运营带来巨大风险和压力。

在压力范围为10bar到20bar的燃气输送领域，现在已经出现了商业化的非金属管道解决方案，如聚酰胺12管道或聚酰胺11管道。聚酰胺12(又称PA12)、聚酰胺11(又称PA11)是一种高性能热塑性聚合物，具有优良的化学，热力学和机械性能。因此，该产品是许多严苛应用的首选材料，新型压缩天然气专用尼龙管新产品具有使用压力大、耐温性能好、弯曲韧性强等特性，使用温度范围在-40℃-120℃内不老化、不龟裂。尼龙管道在天然气管道的应用必将提高我国使用压缩天然气安全使用系数，有着较好的推广前景。尼龙管及尼龙钢衬管一次性投入虽然高于金属管线和其它非金属管线，但其长期运行投资效益高，不仅节约大量的维修费用，而且杜绝了因管线穿孔而造成的原油损失、污染赔偿等问题，总体效能十分显著。过去15-20年，作为金属管道系统的替代品，在全球主要燃气公司和研究机构支持下，已经进行了多项PA12和PA11燃气管道安装，部分项目运行压力高达17bar。美国第一批尼龙12输气管用于安装蒙大那州Great Falls的Energy West项目。这种比钢管成本低的替代产品已于2009年7月首次完成安装，天然气输送管原料为德国Evonik Industries公司高性能聚合物部的尼龙12，牌号VestaamidLV 90300。据Evonik公司介绍，这种尼龙12新牌号耐压达1.75Mpa。但是尼龙12和尼龙11行业集中度极高。

赢创工业集团(Evonik)、瑞士EMS、法国阿科玛(Arkema)和日本宇部兴产(UBE) 四大生产商已经牢牢掌握尼龙12和尼龙11的生产技术近半个世纪。国内企业攻关长碳链尼龙，部分品种取得突破。郑州大学尼龙研究团队与中科院微生物所共同研究开发了以生物发酵十二碳二元酸制备PA1212的工业生产技术，并与山东淄博广通化工公司合作，实现了工业化生产，此外山东广垠新材料有限公司亦在PA610、PA612、PA1012等品种有所突破。凯赛生物是国内最早实现生物法长链二元酸 (包括十碳-十八碳二元酸)产业化的公司，对打破国外在高端长碳链尼龙上的垄断具有突出贡献；天辰齐翔已于近日宣布其50万吨己二胺项目成功量产，因而，未来PA616、PA618、 PA1212、PA1012等国产长碳链尼龙替代PA12、PA11等必将成为趋势。如专利CN 112480661A公布了一种耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料的制备方法。将中高粘PA1012 树脂经过双锥干燥机增粘后与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有非常优异的柔性且耐老性能优异的高柔性聚酰胺天然气管材料。

本发明的第二目的是提供一种所述具有非常优异的柔性且耐老性能优异的高柔性聚酰胺天然气管材料的制备方法。