[发明专利]用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法

说明书

本发明公开了一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，该管材使用接枝料和催化母粒交联制成主管体；接枝料按重量份计包括高密度聚乙烯，抗氧剂，辅助抗氧剂，引发剂，硅烷，辅助剂，催化母粒按重量份计，由高密度聚乙烯，抗氧剂，辅助抗氧剂，二月桂酸二丁基锡，硅油，改性剂，交联剂组成，所述接枝料和催化母粒投入双螺旋设备，通过双螺旋设备混合挤出，并在90度水温下进行12小时以上的慢交联制成主管体。

技术领域

本发明涉及管道加工，具体涉及一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法。

背景技术

交联聚乙烯即是利用化学或物理方法，将聚乙烯的分子结构从直链状改变为三维空间的网状结构。聚乙烯经过交联以后，不仅保持了聚乙烯原有的优良特性，还能够改善聚乙烯的机械性能、耐热性能、耐腐蚀及抗蠕变性能。

当前聚乙烯交联一般采用物理交联和化学交联的方式，物理交联的交联均匀度较高，但是物理交联需要使用高能粒子射线作用于绝缘层，受到辐射能量的的影响，管材厚度较大时，物理交联一般不理想，故通常采用化学交联；当前化工输送管网建设过程中，普遍使用的是钢骨架塑料管、玻璃钢管；由于钢骨架塑料管、玻璃钢管构件的管道都存在不同程度的不耐腐蚀、韧性差、易折损、单管长度短、接头多、对温度的适应性和气密性差的缺点，导致管网的安装和维护过程中需要进行焊接、探伤、补口以及防腐补充等工序，使得管网的建设和维护成本非常高；因此如何优化现有管材，填补钢骨架塑料管、玻璃钢管在化工管网上引用的不足，是值得研究及改进研发的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，以期望填补现有的钢骨架塑料管、玻璃钢管在应用于石油、天然气开采时，在高温、高压、高腐蚀环境中的维护成本较高，且安装繁琐的的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法，该管材使用接枝料和催化母粒交联制成主管体；上述接枝料按重量份计，包括：高密度聚乙烯60-95份，抗氧剂0.1-0.5份，辅助抗氧剂0.2-1份，引发剂0.003-0.01份，硅烷1.0-2.5份，辅助剂0.1份；上述催化母粒按重量份计，由高密度聚乙烯99份，抗氧剂0.1-0.5份，辅助抗氧剂0.2-0.6份，二月桂酸二丁基锡0.02-0.08份，硅油0.1-0.5份，改性剂0.3-2份，交联剂0.06-0.1份组成；上述接枝料和催化母粒投入双螺旋设备，通过双螺旋设备混合挤出，并在90度水温下进行12小时以上的慢交联制成主管体。

作为优选，上述枝接料的高密度聚乙烯为两种以上聚乙烯混合物，且选用的聚乙烯密度具有偏差。

作为优选，上述改性剂为硅酮改性剂，上述硅烷为复配的硅烷偶联剂，上述辅助剂为润滑试剂。

作为优选，上述改性剂为含氟改性剂，上述辅助剂为纳米二氧化硅。

作为优选，上述主管体外壁设有包裹防护管，上述防护管为高密度聚乙烯薄膜缠绕在主管体外壁。

本发明的还公开了用于石油开采和天然气输送聚乙烯管材制备方法的作步骤，包括步骤A，接枝料挤出设置，选用现有的挤出机，并对挤出机进行配模设置，确定拉伸比为3至4，配模系数为1.1，再模套口的光洁程度，其挤出机的螺杆转速设置为40至50转/分，上述挤出机采用四段加热，分别为加料段、压缩段、熔融段和均化段，且四段加热温度逐步递增；上述加料段温度为172-177摄氏度，压缩段温度为177—182摄氏度，熔融段温度为182—187摄氏度，均化段温度为187—192摄氏度。步骤B，接枝料制备，将密度聚乙烯、抗氧剂、辅助抗氧剂、引发剂、硅烷和辅助剂投入挤出机，通过硅烷交联的方式得到接枝料。步骤C，催化母粒制备，将高密度聚乙烯、抗氧剂、辅助抗氧剂、二月桂酸二丁基锡、硅油、改性剂和交联剂一并加入到螺杆挤出机中挤出造粒，得到催化母粒。步骤D，产物交联，将接枝粒料和催化剂粒料投入双螺旋设备进行混合挤压，利用双螺旋设备的螺杆挤出主管体，挤出的主管体放入到90摄氏度的恒温水浴锅中，进行交联。