專利名稱：耐腐蝕管及其制備方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種其表面覆蓋有樹脂保護層的管子。特別地，本發(fā)明涉及一種管體材料，其可用于諸如地下、室內(nèi)、或室外的任何環(huán)境，其具有極其廣闊的應用范圍，并且適于用作為運輸氣體、石油原料、水等的管道。
具有防腐蝕保護層的鋼管，其中為了使該鋼管防腐蝕，在該鋼管的外表面已覆蓋有比較厚的熱塑性樹脂膜或覆蓋物等，已廣泛用作石油(原油)管道、城市煤氣供應管道、工廠管道、自來水或溫泉水供應管道等。同樣地，除管道外的鋼制品，諸如鋼管支柱、鋼板、型鋼、棒鋼等等，也具有所用的防腐蝕樹脂的表面覆蓋物。
當該熱塑性樹脂用于這些鋼材的保護層時，已經(jīng)主要使用諸如聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴；然而，取決于使用環(huán)境和所需性能還使用聚氯乙烯樹脂、各種不同的聚酰胺樹脂、各種氟化樹脂、各種飽和聚酯樹脂等。
例如，一種其表面覆蓋有聚烯烴樹脂的鋼管以及一種管接頭已經(jīng)出現(xiàn)在日本專利公開No.Sho 52-94519中。
然而，每種這些不同的熱塑性樹脂存在著優(yōu)缺點，具有在形形色色的環(huán)境下面可以保護鋼管的防腐蝕特性的材料不是必須達到的。例如，在大部分情況下用于鋼材的防腐蝕覆蓋物的聚烯烴類具有優(yōu)異的耐化學性，但低的耐熱性、不良的耐氣候性和高可燃性。還有，其對鋼的粘附力不良，并且結(jié)果需要一種復雜的制造過程，其中在環(huán)氧底漆的涂層上施加一種改性聚烯烴粘合層。
還有，聚氯乙烯樹脂具有優(yōu)異的阻燃性，但低的穩(wěn)定性，并且逐漸釋放鹽酸。此外，聚酰胺和飽和聚酯樹脂具有高的吸濕作用，并因此在地下環(huán)境中，特別是在潮濕土壤中的地下環(huán)境中具備低電阻率。因此該主要材料存在經(jīng)受電學腐蝕的可能性。氟化樹脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性、阻燃性、穩(wěn)定性和電阻率，但是它極其昂貴而且此外對鋼具有不良的粘附力，這有損于其防腐蝕性能。而且，由于它具有高熔點，因此為了使其粘合，需要超過400℃的高溫。
也提出了以聚苯醚樹脂形成的保護層。例如，日本專利公開No.Hei8-238717描述了一種有由聚苯醚樹脂組合物形成的覆蓋物的鋼管，該聚苯醚樹脂組合物包含(1)100重量份的由含有10到100重量％的聚苯醚樹脂(A)和含有90到0重量％的聚苯乙烯(B)形成的樹脂組分；(2)由苯乙烯橡膠形成的0到50重量份的橡膠組分；和(3)0到40重量份的阻燃劑。
然而，在日本專利公開No.Hei 8-238717中描述的聚苯醚樹脂與聚烯烴樹脂相比具有低的耐化學性，因此甚至通過形成保護層也不能獲得優(yōu)異的防腐蝕性。聚苯醚樹脂或其組合物的使用還與其諸如不良的粘附力、復雜的制造過程等問題有關(guān)。
發(fā)明簡述本發(fā)明的目的在于提供一種樹脂覆蓋的管子，其具有高的耐熱性和優(yōu)異的阻燃性、耐腐蝕性、耐化學性、絕緣性能和對鋼有充分高的粘附力，和低成本。
一個實施方案為一種耐腐蝕管，包括一種管；和覆蓋該管表面的保護層，該保護層包括(A)1到98重量份的聚苯醚樹脂、(B)1到98重量份的聚苯乙烯樹脂、(C)1到98重量份的聚烯烴樹脂，其中(A)、(B)和(C)的總量為100重量份；和(D)每100重量份的(A)、(B)和(C)的總量有0.1到100重量份的兼容性試劑。
另一個實施方案為一種耐腐蝕管，包括一種管；和覆蓋該管表面的保護層，該保護層包括(A)1到98重量份的聚苯醚、(B)1到98重量份的聚苯乙烯樹脂、(C)1到98重量份的聚烯烴樹脂，其中(A)、(B)和(C)的總量為100重量份；
(D)每100重量份的(A)、(B)和(C)的總量有0.1到100重量份的兼容性試劑(D)，和(E)每100重量份的(A)、(B)和(C)的總量有0到100重量份的抗沖改性劑。
在上述樹脂組合物中存在的聚苯乙烯樹脂(B)的量相對于聚苯醚樹脂(A)和聚苯乙烯樹脂(B)的總量優(yōu)選大于10重量％。
此外，兼容性試劑(D)優(yōu)選為一種氫化的苯乙烯-二烯嵌段共聚物，其優(yōu)選具有大于60重量％的苯乙烯含量。
本發(fā)明中，該保護層優(yōu)選為一種由樹脂組合物形成的薄膜或一種樹脂組合物的注模制品。
優(yōu)選實施方案詳述本發(fā)明的耐腐蝕管的詳細說明如下。
本發(fā)明的耐腐蝕管的表面是覆蓋有包含聚苯醚樹脂(A)、聚苯乙烯樹脂(B)、聚烯烴樹脂(C)和兼容性試劑(D)的樹脂組合物。
聚苯醚樹脂(A)可用作聚苯醚樹脂(PPE樹脂)的材料沒有特別的限制，并可以使用眾所周知的材料。合適的PPE樹脂包括具有以下通式(I)表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物[結(jié)構(gòu)式1] 其中，各個R1、R2、R3和R4為氫原子、鹵素原子、烴基、取代的烴基、烷氧基、氰基、苯氧基或硝基；并且n為表示聚合度的整數(shù)。
用于本發(fā)明的聚苯醚樹脂可以是一種以以上通式表示的結(jié)構(gòu)單元形成的均聚物形式，或者可以是由兩種或多種結(jié)構(gòu)單元結(jié)合的共聚物形式。
R1、R2、R3和R4的具體實例包括諸如氯、溴、碘、甲基、乙基、丙基、烯丙基、苯基、芐基、甲基芐基、氯代芐基、溴甲基、氰乙基、氰基、甲氧基、乙氧基、苯氧基、硝基等的基團。
聚苯醚樹脂的具體實例包括聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二乙基-1，4-亞苯基醚)、聚(2-甲基-6-乙基-1，4-亞苯基醚)、聚(2-甲基-6-丙基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二丙基-1，4-亞苯基醚)、聚(2-乙基-6-丙基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二甲氧基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二氯甲基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二溴甲基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-聯(lián)苯-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二甲苯甲?；?1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二氯-1，4-亞苯基醚)、聚(2，6-二芐基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，5-二甲基-1，4-亞苯基醚)等。
一種特別優(yōu)選的PPE樹脂為具有烷基的聚合物，特別是，該烷基具有1到4個碳原子，當R1和R2存在于上述結(jié)構(gòu)式(I)中，并且n優(yōu)選大于50時。優(yōu)選的PPE樹脂還包括包括上述聚苯醚結(jié)構(gòu)單元為三烷基取代的單元的共聚物，諸如包括2，3，6-三甲基-1，4-亞苯基醚單元的共聚物。此外，還可以使用已經(jīng)使苯乙烯化合物接枝到PPE上的共聚物。至于用于接枝的苯乙烯化合物，可以使用苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯基苯等。
聚苯乙烯樹脂(B)聚苯乙烯樹脂本身是熟知的，并且是一種包括至少25重量％的以以下通式(II)表示的結(jié)構(gòu)單元的材料[[結(jié)構(gòu)式2] 其中R是氫原子或具有1到4個碳原子的烷基，Z是鹵素原子或具有1到4個碳原子的烷基，并且p是0到5的整數(shù)。
聚苯乙烯樹脂包括苯乙烯或其衍生物的均聚物，以及與對-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基-對-甲基苯乙烯、氯代苯乙烯、溴代苯乙烯等形成的共聚物。聚苯乙烯共聚物還可以包括上述均聚物的共聚物，和與聚丁二烯、聚異戊二烯、丁基橡膠、EPDM的共聚物、乙烯-丙烯共聚物、天然橡膠、諸如表氯醇的天然混合物或合成彈性體材料或由其改性的聚苯乙烯。聚苯乙烯共聚物進一步包括包含苯乙烯的共聚物，諸如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物和苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(ABS)。用于本發(fā)明的優(yōu)選聚苯乙烯聚合物為均聚苯乙烯和橡膠增強的聚苯乙烯。
用于本發(fā)明的聚苯乙烯樹脂的重均分子量優(yōu)選大于30,000，更優(yōu)選大于50,000。
使用具有這樣的分子量的聚苯乙烯樹脂使組合物具有優(yōu)異的耐熱性、機械強度、流動性和尺寸穩(wěn)定性。
聚烯烴樹脂(C)用于本發(fā)明的聚烯烴樹脂為具有大于50重量％的諸如乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等的α-烯烴的均聚物或共聚物。聚烯烴樹脂的實例包括聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂和乙烯-丙烯共聚物，而聚丙烯樹脂是優(yōu)選的。
該聚丙烯樹脂是一種通過使用丙烯單體作為主成分進行聚合而獲得的結(jié)晶聚合物。除丙烯以外，可以使用除乙烯以外的α-烯烴的嵌段共聚物或無規(guī)共聚物等。在與乙烯形成的共聚物情況下，從乙烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的含量優(yōu)選在1到10重量％的范圍內(nèi)。合適的聚丙烯樹脂可以具有在0.01到100克/10分鐘范圍內(nèi)的熔體流動速率(MFR，JIS K7210，負荷2.16千克，230℃)。此外，至于聚丙烯樹脂，還可以使用包含非共軛二烯共聚單體等的丙烯無規(guī)共聚物(以下稱為PPDM)。
用于本發(fā)明的聚烯烴樹脂的重均分子量優(yōu)選大于20,000，更優(yōu)選大于30,000。此外，當在230℃、負荷2.16千克下測量時，MFR優(yōu)選在0.1到100克/10分鐘的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.2到80克/10分鐘的范圍內(nèi)。
使用具有這種分子量分布的聚烯烴樹脂使組合物具有優(yōu)異的機械強度、流動性和耐溶劑性。
兼容性試劑(D)兼容性試劑是一種能使聚苯醚樹脂(A)、聚苯乙烯樹脂(B)和聚烯烴樹脂(C)相容的材料，并且在本發(fā)明中氫化苯乙烯-二烯烴嵌段共聚物是合適的。
這種氫化苯乙烯-二烯烴嵌段共聚物是一種以苯乙烯和共軛二烯烴為代表的乙烯基芳香族化合物的彈性體嵌段共聚物，并且它是一種其中部分或全部的共軛二烯嵌段被氫化(加氫)的共聚物。適于形成嵌段共聚物的共軛二烯包括丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等。
對于氫化苯乙烯-二烯嵌段共聚物的制造方法，可以應用一種方法，其中使用鋰催化劑或齊格勒催化劑，并且在惰性溶劑中連續(xù)聚合乙烯基芳香族化合物和共軛二烯，和根據(jù)需要通過進行偶聯(lián)反應而鍵合分子。在進行聚合后氫化聚合物。加氫的比例應該至少為該共軛二烯柔性嵌段的50％。優(yōu)選應該大于80％。此外，加氫量可以小于苯乙烯基團剛性嵌段中存在的芳香不飽和鍵的25％。
使用從苯乙烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的含量(苯乙烯含量)大于60重量％的氫化苯乙烯-二烯嵌段共聚物是優(yōu)選的，更優(yōu)選大于65重量％。氫化苯乙烯-二烯嵌段共聚物是已知的，例如，作為氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)，可由Asahi Kasai以TUFTEC H1043銷售的。該氫化苯乙烯·二烯嵌段共聚物可以具有在10,000到1,000,000范圍內(nèi)的數(shù)均分子量，優(yōu)選在20,000到300,000的范圍內(nèi)。由在嵌段共聚物中存在的苯乙烯結(jié)構(gòu)單元形成的剛性嵌段的數(shù)均分子量可以在1,000到200,000的范圍內(nèi)，優(yōu)選在2,000到100,000的范圍內(nèi)。共軛二烯軟性嵌段的數(shù)均分子量可以在1,000到200,000的范圍內(nèi)，優(yōu)選在2,000到100,000的范圍內(nèi)。
抗沖改性劑(E)抗沖改性劑(E)是為了改進所獲得的模制組合物的抗沖擊性而加入的材料。
抗沖擊改性劑包括，例如苯乙烯基團橡膠形式的聚合物，諸如丁二烯-苯乙烯共聚物或其氫化產(chǎn)品、苯乙烯-異戊二烯共聚物或其氫化產(chǎn)品、苯乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物等；乙烯-α-烯烴橡膠形式的聚合物，諸如乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-共軛二烯共聚物等；天然橡膠、丁二烯聚合物、異戊二烯聚合物、氯代丁二烯聚合物、丁二烯丙烯腈共聚物、異丁烯共聚物、異丁烯-丁二烯共聚物、異丁橡膠、全氟代橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、硅橡膠、乙硫橡膠橡膠、多硫化橡膠、聚氨酯橡膠、聚醚橡膠、表氯醇橡膠、聚酯彈性體、聚酰胺彈性體等。
在這些苯乙烯橡膠形式聚合物的實例中，可以優(yōu)選使用丁二烯-苯乙烯共聚物或其氫化產(chǎn)品、苯乙烯-異戊二烯共聚物或其氫化產(chǎn)品、苯乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物等；以及乙烯-α-烯烴橡膠形式聚合物，諸如乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-共軛二烯烴共聚物等。
非常優(yōu)選的苯乙烯橡膠形式聚合物是以苯乙烯和共軛二烯為代表的乙烯基芳香族化合物的彈性體無規(guī)共聚物或嵌段共聚物。至于抗沖改性劑，由于其高的橡膠彈性，通常需要被分為苯乙烯剛性嵌段和二烯柔性嵌段的嵌段共聚物。苯乙烯嵌段共聚物橡膠的實例包括包含苯乙烯嵌段(S)和丁二烯嵌段(B)的嵌段共聚物(例如，諸如SB、SBS、SBSBS等的線性嵌段類型，以及徑向嵌段類型共聚物)。此外，也可以使用由含有諸如羧酸、環(huán)氧基等的功能基團的功能單體改性的橡膠。此外，在使用氫化材料作為苯乙烯橡膠的情況下，優(yōu)選使用具有少于60重量％的苯乙烯含量的氫化苯乙烯-二烯嵌段共聚物。
已經(jīng)提出了許多用于苯乙烯嵌段共聚物橡膠的生產(chǎn)方法，包括，例如描述于日本專利公開No.Sho 40-2798中的。在這個方法中，使用了鋰催化劑或齊格勒催化劑，并且在惰性溶劑中連續(xù)聚合乙烯基芳香族化合物和共軛二烯，并根據(jù)需要在連續(xù)聚合后通過進行偶聯(lián)反應而鍵合分子。
市場上可以買到的用于本發(fā)明作為抗沖改性劑的苯乙烯嵌段共聚物橡膠的實例包括，例如，KRATON D1101(殼牌Kabushiki公司)，和CARIFLEX(美國殼牌化學試劑kabushiki公司)。
該苯乙烯嵌段共聚物橡膠可以具有在10,000到1,000,000范圍內(nèi)的數(shù)均分子量，優(yōu)選在20,000到300,000的范圍內(nèi)。在嵌段共聚物橡膠中存在的乙烯基芳香剛性嵌段的數(shù)均分子量可以在1,000到200,000的范圍內(nèi)，優(yōu)選在2,000到100,000的范圍內(nèi)。共軛二烯柔性嵌段的數(shù)均分子量可以在1,000到200,000的范圍內(nèi)，優(yōu)選在2,000到100,000的范圍內(nèi)。乙烯基芳香剛性嵌段/共軛二烯柔性嵌段的重量比可以在2/98到60/40的范圍內(nèi)，優(yōu)選在10/90到40/60的范圍內(nèi)。
當乙烯-α-烯烴橡膠共聚物用作抗沖改性劑時，其可以優(yōu)選具有在30到93摩爾％范圍內(nèi)的乙烯含量，更優(yōu)選在35到90摩爾％范圍內(nèi)。這種乙烯含量使組合物具有優(yōu)異的抗沖擊性。此外，如果上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物的乙烯含量大于93摩爾％或小于30摩爾％，則上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物將高度結(jié)晶，并且其作為抗沖改性劑的效用不足。
此外，上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物在190℃下的熔體流動速率[MFR，該值在190℃和負荷2160克下測得(ASTM D-1238條件)]優(yōu)選在0.1到80克/10分鐘的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.2到50克/10分鐘的范圍內(nèi)。如果上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物的MFR在這個范圍內(nèi)，則其耐沖改性效果可能是不足的。
此外，上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物的密度優(yōu)選小于0.90g/cm3，更優(yōu)選在0.85到0.89g/cm3的范圍內(nèi)。此外，上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物優(yōu)選為低結(jié)晶或非結(jié)晶的，而其結(jié)晶密度優(yōu)選在0到50％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0到40％的范圍內(nèi)。
上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物的α-烯烴組分具有3到18個碳原子，并且其實例包括丙烯、1-丁烯、1-乙烯、4-甲基-1-庚烯、1-癸烯等。它們可以單獨使用或者通過混合兩種或多種而使用。上述乙烯-α-烯烴橡膠共聚物通常為乙烯組分和α-烯烴的共聚物，然而，其可以含有小于5摩爾％的二烯成分。該二烯成分的實例包括二聚環(huán)戊二烯、亞乙基降冰片烯等。
復合物的組成本發(fā)明中使用的樹脂組合物含有上述(A)到(C)，組成為(A)1到98重量份的聚苯醚樹脂；(B)1到99重量份的聚苯乙烯樹脂；和(C)1到99重量份的聚烯烴樹脂；其中上述(A)到(C)的總量為100重量份。
因此，本發(fā)明中，可以形成含有所有組分如聚苯醚樹脂(A)、聚苯乙烯樹脂(B)和聚烯烴樹脂(C)的組合物，因此導致管道覆蓋層具有高的耐化學性、耐熱性、耐氣候性、強度、阻燃性、和優(yōu)異的耐腐蝕性。而且，應用含有上述組分(A)到(C)的組合物，不需要粘結(jié)層，從而簡化工藝并降低造價。
此外，其條件是，(A)到(C)的總量是100重量份，(A)優(yōu)選存在量為1到98重量份的范圍，更優(yōu)選在3到94重量份的范圍內(nèi)，并且甚至更優(yōu)選在5到90重量份的范圍內(nèi)；(B)的存在量優(yōu)選在1到98重量份的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在3到94重量份的范圍內(nèi)，并且甚至更優(yōu)選在5到90重量份的范圍內(nèi)；并且(C)的存在量優(yōu)選在1到98重量份的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在3到94重量份的范圍內(nèi)，并且甚至更優(yōu)選在5到90重量份的范圍內(nèi)。如果聚苯醚樹脂(A)的量小于上述范圍，則耐熱性成為不足，而如果其超過該范圍，那么熔體流動將受損害。此外，如果聚苯乙烯樹脂(B)的量超過上述范圍，則熔體流動降低，而如果其超過該范圍，則耐熱性將降低。此外，如果聚烯烴樹脂(C)的量小于上述范圍，那么耐溶劑性和熔體流動將受損害，而如果其超過該范圍，那么機械強度和耐熱性將降低。
相對于聚苯醚樹脂(A)和聚苯乙烯樹脂(B)的總量，聚苯乙烯樹脂(B)的量優(yōu)選大于10重量％，更優(yōu)選在10到90重量％的范圍內(nèi)。特別是，如果相對于聚苯醚樹脂含有上述范圍內(nèi)的量的聚苯乙烯樹脂，則該組合物將顯示出優(yōu)異的機械強度、耐熱性和熔體流動的平衡。
此外，相對于100重量份的上述組分(A)到(C)的總量，優(yōu)選含有0.1到100重量份的范圍內(nèi)的量的兼容性試劑(D)，更優(yōu)選0.2到50重量份范圍內(nèi)的量。如果含有上述范圍內(nèi)的量，則上述組分(A)到(C)可以均勻地混合并分散在該組合物中，從而導致覆蓋層顯示出優(yōu)異的機械性能。
抗沖改性劑(E)可任選地用于組合物中。相對于100重量份的上述組分(A)到(C)的總量，其優(yōu)選以0到100重量份的范圍內(nèi)的量使用，更優(yōu)選1到50重量份范圍內(nèi)的量。如果含有上述范圍內(nèi)的量，那么覆蓋層將具有優(yōu)異的抗沖擊性。
可以任選地混合除組分(A)到(E)以外的其它高分子化合物和各種添加劑，只要它們不有損于該組合物的性能。
這種其它高分子化合物包括例如α-烯烴和可與其共聚的乙烯單體(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯等)的共聚物；加合聚合物類高分子化合物，如聚氯乙烯、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(醋酸乙烯酯)、聚(乙烯基吡啶)、聚(乙烯基咔唑)、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈等；縮合類高分子化合物，如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚丙炔酯、聚苯硫、聚酰胺、聚縮醛等；各種熱硬化類樹脂，如有機硅樹脂、氟樹脂、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺；以及酚醛樹脂、醇酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、二烯丙基鄰苯二甲酸酯樹脂等。相對于100重量份的組分(A)到(C)的總量，這些其它高分子化合物的配合量優(yōu)選小于500重量份，更優(yōu)選小于100重量份。
此外，還可任選地在本發(fā)明中使用的樹脂組合物中混入填料以賦予強度和功能等。合適的填料包括玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、諸如鋁和不銹鋼等的金屬纖維，以及須型纖維；以及無機填料，如二氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣、滑石、云母、粘土、高嶺土、硫酸鎂、碳黑、TiO2、ZnO、Sb2O3等。相對于100重量份的組分(A)到(C)的總量，這些填料的配合量優(yōu)選小于100重量份，更優(yōu)選小于50重量份。
合適的添加劑包括諸如鹵代阻燃劑、磷酸酯阻燃劑等的阻燃劑；諸如Sb2O3等的阻燃劑增效劑；諸如礦物油等的潤滑劑；諸如苯二甲酸酯等的增塑劑；以及染料、顏料、抗靜電劑、抗氧化劑、耐氣候試劑等。對于這些添加劑的量沒有特別的限制，只要其不妨礙該樹脂組合物的熔體流動和可捏合性。
樹脂組合物的制備對于用于制造樹脂組合物的方法沒有特別的限制，并且可以令人滿意地使用常規(guī)方法，然而，可以使用普通的熔融混合法。此外，還可以使用少量溶劑，但通常是不需要的。合適的混合設備的實例包括擠壓機、班伯里密煉機、滾軋機、捏和機等，并且這些設備可以間歇式或者連續(xù)式運轉(zhuǎn)。此外，在組分的混合順序方面也沒有特別的限制。
例如，在使用擠壓機等進行熔融捏和的情況下，或者可以混合并且捏和所有的組分，或者，在一個擠壓機中設置多個進料口并有序進料多于一種的組分。通過進行熔融捏和而獲得的樹脂組合物可以直接用于覆蓋本發(fā)明的管，或者其可以先冷卻并固化而制得丸劑、粉末等，然后根據(jù)需要，在其再一次熔融捏和前再一次加入添加劑。
管的覆蓋用上述樹脂組合物覆蓋管可以通過使用任何所需要的以前用于樹脂對鋼材的覆蓋的覆蓋方法而進行。
此外，對于管子，可以使用用于自來水的管子、用于氣體的管子等，并且可以是一種直管或者包括管接頭。本發(fā)明的管子可以是由鋼材或混凝土、以及諸如聚氯乙烯等的樹脂形成而制得的管。
可以按照常規(guī)方法預處理要覆蓋的管子。例如，在鋼材的情況下，預處理可以包括用于表面清理的去脂、酸洗、噴砂處理等；為了提高耐腐蝕性，進行鍍鉻或磷酸鹽處理等；及其組合措施。
此外，關(guān)于樹脂組合物的粘附力特征，可以根據(jù)需要在覆蓋層和管道部分材料之間插入粘合層以增加粘附強度。這種粘合層可以通過涂覆，例如環(huán)氧樹脂底漆在管道部分材料表面上而形成，然后將其烘烤(backing)并干燥。此外，還可以把諸如通過有機酸，如馬來酸、富馬酸等，或有機酸酐改性的聚乙烯薄膜的粘合性熱塑性樹脂作為粘合層預先覆蓋在管上。
用于以上述樹脂組合物覆蓋該管的方法包括(i)一種薄膜覆蓋法，其中樹脂組合物通過將其熔融和其后進行壓擠成型而模制成薄膜形式，并此后以這個薄膜覆蓋管部分材料；(ii)一種擠出覆蓋法，其中把從擠出機中獲得的熔融樹脂組合物擠壓成薄膜形式，然后將其覆蓋到諸如鋼管等的管部分材料的表面上；(iii)一種注射成型法，其中通過注射成型(管部分材料的夾物模壓)形成接觸覆蓋層；(iv)一種流動浸漬法，其中把預熱過的管部分材料浸入通過對粉末形式的樹脂組合物進行空氣噴射而制成流態(tài)的流層中，然后覆蓋樹脂組合物；(v)一種噴射覆蓋法，其中通過使用一種靜電噴粉槍把粉狀樹脂組合物噴射到預熱的管部分材料上；(vi)一種涂敷法，其中樹脂組合物溶于一種可使其溶解的非水溶劑中，并且涂覆和覆蓋表面層等等。為了覆蓋小直徑管，可以優(yōu)選使用薄膜覆蓋法、擠出覆蓋法、注射成型法或流動浸漬法。在使用擠出覆蓋法的情況下，可以使用諸如圓型或T型的任何類型，然而，對于諸如具有小直徑等的管的小型管部分材料，通常優(yōu)選圓型；而T型適合用于諸如具有大直徑的管的大型管部分材料的情況。
在如上所述的覆蓋法中，可以優(yōu)選使用由樹脂組合物或/和樹脂組合物的注模產(chǎn)品形成的薄膜進行覆蓋。
在管的覆蓋位置方面沒有特別的限制。特別地，管部分材料的整個表面不一定需要都用PPE樹脂組合物覆蓋，而至少部分表面可以覆蓋。例如，在使用直管情況下，通常其外表面用PPE樹脂組合物覆蓋。而其內(nèi)表面可以不處理、用其它樹脂涂敷處理、或者用樹脂組合物覆蓋。
對該覆蓋層的厚度沒有特別的限制，只要該厚度不輕易地受到損害。通常，厚度在0.05到20mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.1到10mm的范圍內(nèi)。
對本發(fā)明的耐腐蝕管的使用沒有特別的限制。然而，由于其具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐氣候性、阻燃性、耐沖擊性和強度，所以其可被用于各種環(huán)境。耐腐蝕管優(yōu)選以小直徑氣管使用。也就是說，小直徑的氣管可以用在地下、室內(nèi)或者室外，作為住宅或者建筑物的地下工作管、作為架空管道、或者作為室內(nèi)管。耐腐蝕管可用于以前使用聚乙烯覆蓋鋼管、鍍鋅鋼管和鹽覆蓋鋼管的地方。從生產(chǎn)和經(jīng)濟的角度考慮，用本發(fā)明的耐腐蝕管代替這些各種較陳舊類型的管子是有利的。
本發(fā)明的耐腐蝕管具有高的耐熱性、優(yōu)異的阻燃性、耐腐蝕性、耐化學性、絕緣性能，和對鋼管的充分高的粘附力。并且其制造和應用都是經(jīng)濟的。
由于在保護層和鋼管之間的高粘附強度，該耐腐蝕管具有明顯高的耐腐蝕性，并且在諸如地下、室外或者室內(nèi)的任何環(huán)境下都可以具有高耐腐蝕性。
下面藉助于實施例更詳細地說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明不僅僅限于這些實施例1-3，對比例1-4組分(A)聚苯醚樹脂(PPE)聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)(日本GE塑料Kabushiki公司)，其具有0.46dl/g的特性粘度。
組分(B)聚苯乙烯樹脂聚苯乙烯樹脂(Dainippon Ink Kagaku Kabushiki公司)，其在200℃和5千克的負荷下具有8克/10分鐘的熔體流動速率(MFR)。
組分(C)聚烯烴樹脂(C-1)均聚丙稀樹脂(homo PP)(Grand Polypro Kabushiki公司，產(chǎn)品號J106)，其在230℃和2.16千克的負荷下具有15克/10分鐘的MFR。
(C-2)嵌段聚丙烯樹脂(block PP)(Grand Polypro Kabushiki公司，產(chǎn)品號J708)，其在230℃和2.16千克的負荷下具有45克/10分鐘的MFR。
組分(D)兼容性試劑氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其具有總共聚物(SEBS)的67％的苯乙烯含量，(Asahi Kasei Kabushiki公司，產(chǎn)品號TUFTEC H1043)組分(E)抗沖改性劑
(E-1)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其具有總共聚物的(SBS)31％的苯乙烯含量，(殼牌Kabushiki公司，產(chǎn)品號KRATON D1101)(E-2)乙烯-丁烯共聚物(EBM)(Exxon Kabushiki公司，產(chǎn)品號EXACT4033)，其在190℃和2.16千克的負荷下具有0.8克/10分鐘的MFR。
組合物的制備使用上述每一種材料，使用在200rpm的雙螺桿擠壓機和設置在270和280℃之間的規(guī)定溫度下的桶內(nèi)擠壓表1中給出的組合物；通過切割制備丸劑。
使用這樣制得的丸劑，并且使用Toyo Kikai Kinzoku Kabushiki公司生產(chǎn)的80t注模機模制試驗板。模制條件定為260℃的桶溫和60℃的金屬鑄型溫度。按照美國材料試驗學會(ASTM)標準評價諸如懸臂梁式?jīng)_擊強度、抗張強度等的力學性能。
耐化學性特性試驗把通過注射模塑每個樣品而獲得的ASTM-1試驗板通過使用翹曲工具和防銹試劑固定在設定為1％的翹曲條件下，并且在它們的表面涂覆切削油。使用Go Kogyo Kabushiki公司產(chǎn)品號CRC5-56作為防銹試劑，并且使用Yushiro Kagaku Kabushiki公司產(chǎn)品號Silocat UB75作為切削油。在室溫下保持樣品不受干擾，以及在可目視觀測試驗材料的表面上產(chǎn)生的裂紋出現(xiàn)后，在65℃下保持72小時。
結(jié)果已在下面列于表1中。
管的評價在使用用上述組合物的夾物模壓法得到的具有直徑為1.5英寸的管的管接頭上進行樹脂覆蓋，并且用所得的樹脂覆蓋管進行點滴試驗和耐化學性特性試驗(防銹試劑和切削油)。
實施例1到3中，在任何試驗中都沒有觀察到樹脂覆蓋物的翹曲，并且保持管的覆蓋。另一方面，在對比例1中，在耐化學性特性試驗中形成了翹曲，以及在對比例2、3和4中，樹脂覆蓋物在點滴法試驗中形成了翹曲，并且其不保持管的覆蓋。
表1

續(xù)表1

從上面給出的表中清楚看出，本發(fā)明的耐腐蝕管具有優(yōu)異的耐化學性，并且此外具有優(yōu)異的耐沖擊性和抗張強度。
總之，本發(fā)明提供了一種樹脂覆蓋的耐腐蝕管，其具有高的耐熱性，和優(yōu)異的阻燃性、耐腐蝕性、耐化學性和絕緣性能，以及在保護樹脂層之間有充分高的粘附力和出色的經(jīng)濟特性。
權(quán)利要求
1.一種耐腐蝕管，包括一種管；和覆蓋該管表面的保護層，該保護層包括(A)1到98重量份的聚苯醚樹脂、(B)1到98重量份的聚苯乙烯樹脂、(C)1到98重量份的聚烯烴樹脂，其中(A)、(B)和(C)的總量為100重量份；和(D)每100重量份的(A)、(B)和(C)的總量有0.1到100重量份的兼容性試劑。
2.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，其中，相對于聚苯醚樹脂量和聚苯乙烯樹脂量的總和，聚苯乙烯樹脂量至少為10重量％。
3.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，其中，聚烯烴樹脂為聚丙稀。
4.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，其中，兼容性試劑(D)為具有大于60重量％的苯乙烯含量的氫化苯乙烯-二烯嵌段共聚物。
5.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，其中，保護層在每100重量份的(A)到(C)的總量中進一步包括(E)1到50重量份的抗沖改性劑。
6.按照權(quán)利要求5的耐腐蝕管，其中，抗沖改性劑(E)選自苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物和乙烯-α-烯烴橡膠共聚物。
7.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，其中，保護層具有0.05到20毫米的厚度。
8.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，其中，管包括鋼、混凝土或者聚氯乙烯。
9.按照權(quán)利要求1的耐腐蝕管，進一步包括在該管和保護層之間插入的粘結(jié)層。
10.一種保護管免受腐蝕的方法，包括在該管的表面覆蓋一層保護層，其包括(A)1到98重量份的聚苯醚樹脂、(B)1到98重量份的聚苯乙烯樹脂、(C)1到98重量份的聚烯烴樹脂，其中(A)、(B)和(C)的總量為100重量份；和(D)每100重量份的(A)、(B)和(C)的總量有0.1到100重量份的兼容性試劑。
全文摘要
一種通過在管的表面覆蓋樹脂組合物而形成的耐腐蝕管，該樹脂組合物包括(A)1到98重量份的聚苯醚樹脂、(B)1到98重量份的聚苯乙烯樹脂、(C)1到98重量份的聚烯烴樹脂，其中(A)、(B)和(C)的總量為100重量份；和(D)每100重量份的(A)、(B)和(C)的總量有0.1到100重量份的兼容性試劑。
文檔編號C09D123/10GK1543490SQ02816131
公開日2004年11月3日 申請日期2002年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者天谷喜則, 鄉(xiāng)宅美 申請人:通用電氣公司