[发明专利]一种硅烷交联聚乙烯复合增强管道及制备方法

说明书

本发明提供了一种硅烷交联聚乙烯复合增强管道及制备方法，其解决了现有的复合增强管道强度低且制备方法繁琐、生产效率低的技术问题。本发明的硅烷交联聚乙烯复合增强管道包括管材和包覆在管材外部的硅烷交联聚乙烯复合带，硅烷交联聚乙烯复合带包括增强丝和硅烷交联聚乙烯，硅烷交联聚乙烯包括A料和B料，A料和B料重量百分比为(80‑90):(10‑20)。本发明可广泛应用于增强管道技术领域。

技术领域

本申请属于增强管道技术领域，更具体地说，是涉及一种硅烷交联聚乙烯复合增强管道及制备方法。

背景技术

为了进一步拓展管材的应用，满足工况要求，复合增强管道具有更高的强度、更高的耐静压力而受越来越广泛的关注。目前，复合增强管道多是采用钢丝、铁丝、玻璃纤维、或与塑料复合带连续缠绕包覆作为增强层。

如中国专利CN201420774441公布了一种多层钢丝缠绕的钢丝网复合管，有效解决了钢丝网骨架塑料复合管耐压小、使用口径过小的问题，然而，上述技术存在诸多缺陷，一方面由于输送介质的渗透，增强金属丝网易受到腐蚀，另一方面金属丝网与管材基体之间需要热熔胶层粘合，需经过管道刷涂热熔胶层工序，且热熔胶层与管子基体材质不同，力学性能和耐温性存在较大差异，相当于管材中的薄弱层，特殊工况下易造成管道破裂。

中国专利201621118654采用钢丝网骨架嵌入管主体内，该结构不属于层状结构无粘结层，但其无法实现多层包覆增强，同样没有解决介质渗透腐蚀性问题。

中国专利201910424136采用玻璃纤维丝束经偶联剂处理后与聚乙烯树脂复合而成玻纤PE复合带增强层，通过粘结层分别与内管和外管熔接。玻纤PE复合带增强层是由玻纤PE复合带缠绕而成，缠绕层数为2N层，实现多层包覆增强，在一定程度上解决了腐蚀问题，但是，普通聚乙烯耐腐蚀性差，强度低，且复合带中的玻璃纤维在制备生产、管端扣接操作及使用过程中易折断，而且仍采用粘结层技术，增加了刷涂粘结剂的工序，限制了应用范围和工序繁琐、生产效率低。

普通聚乙烯(PE)价格低廉、来源广、易加工、性能优良，得到十分广泛的应用。聚乙烯线性分子链结构，是典型的非极性聚合物，因溶解度参数与大多数烯烃类有机溶剂相近，对苯、二甲苯、汽油等溶剂阻隔性差，且气体阻隔性也较低。硅烷交联聚乙烯(PEXB)，是通过在聚乙烯分子主链上接枝或共聚引入硅烷形成硅烷接枝聚合物，在水和催化剂作用下发生水解缩合，形成-Si-O-Si-三维交联网络结构的交联聚乙烯，其相比普通聚乙烯具备较高耐高低温、耐环境应力开裂性能、耐静液压强度高等特点，被广泛地应用于热水、原油、石油、天然气的输送。现有技术硅烷交联聚乙烯材料多用于电线电缆、管材领域，而用于复合带包覆增强管道的应用报道极少，这主要受限于PEXB材料现有工艺报道无法实现热熔粘结、剥离强度极弱，且在实践过程中PEXB交联接枝分布不均、存在预交联杂质缺陷等技术难题。

发明内容

本发明就是为了解决上述背景的不足，提供了一种剥离强度高、耐环境应力开裂、介质阻隔性高和耐腐蚀的硅烷交联聚乙烯复合增强管道及其制备方法。

为此，本发明提供了一种硅烷交联聚乙烯复合增强管道，其包括管材和包覆在所述管材外部的硅烷交联聚乙烯复合带，所述硅烷交联聚乙烯复合带包括增强丝和硅烷交联聚乙烯，所述硅烷交联聚乙烯包括A料和B料，所述A料和B料重量百分比为(80-90):(10-20)。

优选的，A料按照重量百分比包含以下组分：高密度聚乙烯33-59份，线性低密度聚乙烯20-35份，聚烯烃弹性体20-30份，不饱和硅烷母液1.0-2.0份；

B料按照重量百分比包含以下组分：高密度聚乙烯6-28份，尼龙11 15-25份，热熔胶55-65份，催化剂0.08-0.12份，复配抗氧剂2.59-3.9份。

优选的，所述聚烯烃弹性体为二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物中的一种或几种。