一種柔性復合管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性復合管及其制備方法，屬于管道【技術(shù)領(lǐng)域】。所述柔性復合管包括內(nèi)層管、增強層和外層管，內(nèi)層管材料為聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧劑的混合材料，增強層采用長纖維增強樹脂基體預浸帶，外層管為聚乙烯或聚丙烯；所述柔性復合管制備方法包括內(nèi)層管的制備、增強層的制備及外層管的制備。本發(fā)明通過使用上述材料制備的內(nèi)層管，具有較好的耐高溫性、阻隔性和抗溶脹性能，可有效避免內(nèi)層管出現(xiàn)蠕變的情況，增強層使用的長纖維增強樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管有良好的結(jié)合性能，可有效的避免管道分層問題；同時上述柔性復合管具有結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、制備方法簡單等特點，具有廣闊應用前景。
【專利說明】一種柔性復合管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種柔性復合管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油天然氣、煤炭、水利等行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的輸送管道被應用到石油和天燃氣開采、油氣集輸及注入、污水處理以及各種需要較高壓力輸送物質(zhì)的管線領(lǐng)域。通過輸送管道的物質(zhì)大多具有一定的腐蝕性，使原有的金屬管道經(jīng)常遭受到劇烈的腐蝕。為了緩解管道的腐蝕問題，現(xiàn)有的輸送管道大多為柔性復合管。
[0003]目前，現(xiàn)有技術(shù)中柔性復合管管壁一般由三層組成，內(nèi)層是耐腐蝕耐磨損的內(nèi)管，大多使用聚烯烴，中間層為增強材料層，大多使用金屬絲制成的增強帶直接纏繞在內(nèi)管上，外層為功能保護層，大多使用聚烯烴。
[0004]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)管的材料為聚烯烴，聚烯烴具有與原油或天燃氣等物質(zhì)接觸時顯著溶脹并隨后蠕變的特點，在高壓輸送過程中，會導致輸送物質(zhì)泄漏，而且耐溫較低；增強層采用金屬纏繞在內(nèi)管上，由于金屬與聚烯烴粘合度較低，易導致內(nèi)層管與增強層分層，同時，由于金屬和聚烯烴的收縮率相差非常大，因此管道受熱后冷卻的過程中會在柔性復合管管壁內(nèi)部形成較大的內(nèi)應力，導致柔性復合管承受壓力的能力較差，并增加了柔性復合管破損的幾率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中復合管易蠕變、耐溫低、內(nèi)管與增強層易分層、復合管承受壓力能力較差的問題，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管及其制備方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，本發(fā)明提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管包括:內(nèi)層管、增強層和外層管，所述內(nèi)層管為所述柔性復合管最內(nèi)層，所述增強層在所述內(nèi)層管和所述外層管中間，所述外層管為所述柔性復合管最外層；
[0008]所述內(nèi)層管厚度3?10mm，所述內(nèi)層管成分按照質(zhì)量百分比包括:60?85%的聚偏二氟乙烯、8?25%的聚乙烯、3?6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.6%的抗氧劑；
[0009]所述增強層由2?10層長纖維增強樹脂基體預浸帶以交叉的方式纏繞在內(nèi)層管外側(cè)；
[0010]所述外層管厚度2?5mm，所述外層管成分按照質(zhì)量百分比包括:0.02?0.05%的抗紫外線劑、0.01?0.03%的耐低溫劑、0.05?0.1%的增塑劑、0.02?0.05%的阻燃劑、0.02?0.05%的抗氧劑和線型低密度聚乙烯。
[0011]進一步地，所述聚偏二氟乙烯的的熔點為160?180°C，聚偏二氟乙烯的熱分解溫度大于等于350°C，且聚偏二氟乙烯的熔體指數(shù)為I?2g/10min ；[0012]進一步地，所述聚乙烯為熔體指數(shù)為1.5?2.5g/10min的高密度交聯(lián)聚乙烯或熔體指數(shù)為4?10g/10min的高密度聚乙烯；
[0013]進一步地，所述聚乙烯接枝二氟馬來酸酐的接枝率為0.6?1.0% ；
[0014]進一步地，所述乙烯-丙烯共聚物為乙烯-丙烯的嵌段共聚物，密度為0.90?0.91g/cm3 ；
[0015]進一步地，所述長纖維增強樹脂基體預浸帶中的長纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維；
[0016]進一步地，所述長纖維增強樹脂基體預浸帶中的樹脂基體為聚乙烯或聚丙烯；
[0017]進一步地，所述線型低密度聚乙烯熔體指數(shù)為20g/10min。
[0018]另一方面，本發(fā)明提供了一種柔性復合管制備方法，所述方法包括:
[0019](I)內(nèi)層管的制備
[0020]步驟1:按照質(zhì)量百分比將60?85%的聚偏二氟乙烯、8?25%的聚乙烯、3?6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.6%的抗氧劑加入高速混合桶中，使上述材料混合得到內(nèi)層管物料；
[0021]步驟2:將所述內(nèi)層管物料加入雙螺桿擠出機內(nèi)進行混煉，所述雙螺桿擠出機分為第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，第一段和第二段的擠出溫度為150?170°C，第三段、第四段和第五段的擠出溫度為170?200°C，所述雙螺桿擠出機擠出機轉(zhuǎn)速在300?350r/min，所述內(nèi)層管物料在所述雙螺桿擠出機內(nèi)部總停留時間為3?6min，所述內(nèi)層管物料從所述雙螺桿擠出機擠出后冷卻并切粒得到內(nèi)層管物料顆粒；
[0022]步驟3:將所述內(nèi)層管物料顆粒加入單螺桿擠出機料斗中，加熱所述單螺桿擠出機，將所述內(nèi)層管物料顆粒擠入所述單螺桿擠出機的混合加熱區(qū)，使所述內(nèi)層管物料顆粒在所述混合加熱區(qū)進行加熱，所述混合加熱區(qū)兩端溫度分別為180?200°C和230?245°C，所述內(nèi)層管物料顆粒加熱注模并置入真空腔中，使所述內(nèi)層管物料冷卻定型并出模得到所述內(nèi)層管；
[0023](2)增強層的制備
[0024]將寬度為20?50mm的長纖維增強樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并將所述長纖維增強樹脂基體預浸帶以交叉的方式纏繞在所述內(nèi)層管外側(cè)2?10層；
[0025](3)外層管的制備
[0026]按照質(zhì)量百分比將0.02?0.05%的抗紫外線劑、0.01?0.03%的耐低溫劑、0.05?0.1%的增塑劑、0.02?0.05%的阻燃劑、0.02?0.05%的抗氧劑和線型低密度聚乙烯加入高速混合桶，使所述原材料混合得到外層管物料，將外層管物料加入塑料包覆機料斗中，通過所述塑料包塑機在增強層的外側(cè)包覆一層外層管。
[0027]進一步地，所述長纖維增強樹脂預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈10?90°夾角纏繞。
[0028]作為優(yōu)選，所述長纖維增強樹脂預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈15?60°夾角纏繞。
[0029]本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0030]本發(fā)明提供的柔性復合管及其制備方法，內(nèi)層管材料為聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧劑的混合材料，該混合材料結(jié)晶程度較低，且混合材料制成的內(nèi)層管表面自由能較高，對原油或天然氣有良好的阻隔性和抗溶脹性能，可以有效的避免內(nèi)層管出現(xiàn)蠕變的情況，且該混合材料具有良好的耐高溫性能；增強層采用長纖維增強樹脂基體預浸帶，其中增強樹脂基體采用增強聚乙烯樹脂或增強聚丙烯樹脂，增強聚乙烯樹脂、增強聚丙烯樹脂均與混合材料制成的內(nèi)層管具有良好的結(jié)合性能，有效的避免了內(nèi)層管與增強層分層的問題；同時由于增強聚乙烯樹脂、增強聚丙烯樹脂與該混合材料與的收縮率相差較小，管道受熱后冷卻的過程中會在柔性復合管管壁內(nèi)部形成的內(nèi)應力較小，可以大幅度提高柔性復合管承受壓力的能力，并減少了柔性復合管破損的幾率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1是本發(fā)明實施例一提供的柔性復合管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實施例二提供的柔性復合管制備方法流程圖；
[0034]其中:1內(nèi)層管，2增強層，3外層管。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0036]實施例一
[0037]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管包括:內(nèi)層管、增強層和外層管，內(nèi)層管為柔性復合管最內(nèi)層，內(nèi)層管與被輸送的物質(zhì)直接接觸，被輸送的物質(zhì)在內(nèi)層管內(nèi)流動，增強層在內(nèi)層管和外層管中間，增強層用于增加柔性復合管的強度，外層管為柔性復合管最外層，外層管用于保護內(nèi)層管，起到抗劃痕、抗靜電和阻燃等作用；
[0038]其中，內(nèi)層管各種成分的百分比是內(nèi)層管中各組分質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比，外層管中各組分的百分比是外層管中各組分質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比；
[0039]內(nèi)層管厚度3?10mm，內(nèi)層管的成分按照質(zhì)量百分比包括60?85%的聚偏二氟乙烯、8?25%的聚乙烯、3?6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.6%的抗氧劑，其中抗氧劑有多種選擇，可根據(jù)實際需要選擇不同的抗氧劑或多種抗氧劑按照不同配比關(guān)系混合得到的抗氧劑；
[0040]其中:
[0041]內(nèi)層管的厚度可以為3?5mm,內(nèi)層管的成分按照質(zhì)量百分比可以為60?68%的聚偏二氟乙烯、20?25%的聚乙烯、5?6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐，5?7%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.4%的抗氧劑；
[0042]內(nèi)層管的厚度可以為5?8mm，內(nèi)層管的成分按照質(zhì)量百分比可以為68?77%的聚偏二氟乙烯、13?20%的聚乙烯、4?5%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐，7?8.5%的乙烯-丙烯共聚物和0.4?0.5%的抗氧劑；
[0043]內(nèi)層管的厚度可以為8?10mm，內(nèi)層管的成分按照質(zhì)量百分比可以為77?85%的聚偏二氟乙烯、8?13%的聚乙烯、3?4%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐，8.5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.5?0.6%的抗氧劑；
[0044]將寬度為20?50mm的長纖維增強樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并將所述長纖維增強樹脂基體預浸帶以交叉的方式纏繞在所述內(nèi)層管外側(cè)2?10層；
[0045]其中:
[0046]長纖維增強樹脂基體預浸帶的寬度可以為20?30mm，在內(nèi)層管外側(cè)纏繞2?5層；
[0047]長纖維增強樹脂基體預浸帶的寬度可以為30?40mm，在內(nèi)層管外側(cè)纏繞5?8層；
[0048]長纖維增強樹脂基體預浸帶的寬度可以為40?50mm，在內(nèi)層管外側(cè)纏繞8?10層；
[0049]外層管厚度2?5mm，外層管的成分按照質(zhì)量百分比包括0.02?0.05%的抗紫外線劑、0.01?0.03%的耐低溫劑、0.05?0.1%的增塑劑、0.02?0.05%的阻燃劑、0.02?0.05%的抗氧劑和線型低密度聚乙烯，其中抗氧劑有多種選擇，可根據(jù)實際需要選擇不同的抗氧劑或多種抗氧劑按照不同配比關(guān)系混合得到的抗氧劑；
[0050]其中:
[0051]外層管的厚度可以為2?3.5mm,夕卜層管的成分按照質(zhì)量百分比可以為0.02?0.035%的抗紫外線劑、0.01?0.018%的耐低溫劑、0.05?0.08%的增塑劑，0.02?0.035%的阻燃劑、0.02?0.035%的抗氧劑，其余成分均為線型低密度聚乙烯；
[0052]內(nèi)層管的厚度可以為3.5?5mm,夕卜層管的成分按照質(zhì)量百分比可以為0.035?
0.05%的抗紫外線劑、0.018?0.03%的耐低溫劑、0.08?0.1%的增塑劑，0.035?0.05%的阻燃劑、0.035?0.05%的抗氧劑，其余成分均為線型低密度聚乙烯。
[0053]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中所用聚偏二氟乙烯應選用熔點為160?180°C，熱分解溫度大于等于350°C，且熔體指數(shù)為I?2g/10min范圍內(nèi)的聚偏二氟乙烯，只有符合上述各項技術(shù)指標范圍的聚偏二氟乙烯才可實現(xiàn)本發(fā)明目的，符合此技術(shù)指標的聚偏二氟乙烯有多種牌號，例如Solef6020、FR921、Kynar500等均可用于實現(xiàn)本發(fā)明目的，使用過程中，工作人員可選擇在上述技術(shù)指標范圍內(nèi)不同牌號的聚偏二氟乙烯；
[0054]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中內(nèi)層管所用聚乙烯應選用熔體指數(shù)為1.5?2.5g/10min的高密度交聯(lián)聚乙烯或熔體指數(shù)為4?10g/10min的高密度聚乙烯，只有符合上述熔體指數(shù)范圍的高密度交聯(lián)聚乙烯或高密度聚乙烯才可實現(xiàn)本發(fā)明目的，熔體指數(shù)范圍符合1.5?2.5g/10min的高密度交聯(lián)聚乙烯有多種不同牌號，例如K44-08-122等均可實現(xiàn)本發(fā)明目的，熔體指數(shù)范圍符合4?10g/10min的高密度聚乙烯有多種不同牌號，例如HDPE5070、HDPE5036J等均可實現(xiàn)本發(fā)明目的，使用過程中，工作人員可選擇在上述技術(shù)指標范圍內(nèi)不同牌號的聚偏二氟乙烯高密度交聯(lián)聚乙烯或高密度聚乙烯；
[0055]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中所用聚乙烯接枝二氟馬來酸酐的接枝率為0.6?1.0%，只有接枝率在0.6?1.0%范圍內(nèi)的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐均才能實現(xiàn)本發(fā)明目的，使用過程中，工作人員可選擇上述接枝率范圍內(nèi)接枝率不同的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐；
[0056]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中所用乙烯-丙烯共聚物為乙烯-丙烯的嵌段共聚物，且乙烯-丙烯嵌段共聚物的密度為0.90?
0.91g/cm3,只有乙烯-丙烯共聚物為乙烯-丙烯嵌段共聚物，且密度在0.90?0.91g/cm3范圍內(nèi)的乙烯-丙烯嵌段共聚物才能實現(xiàn)本發(fā)明目的，使用過程中，工作人員可選擇密度在上述范圍內(nèi)的乙烯-丙烯嵌段共聚物；
[0057]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中所用長纖維增強樹脂基體預浸帶使用玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維作為長纖維，玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維均具有較高的強度，且玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維均與內(nèi)層管有良好的粘合性，可以有效的避免內(nèi)層管與增強層出現(xiàn)分層現(xiàn)象；
[0058]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中所用長纖維增強樹脂基體預浸帶使用聚乙烯或聚丙烯作為樹脂基體，聚乙烯具有較好的防火性、耐候性、耐腐蝕性及耐低溫性等優(yōu)點，聚丙烯具有優(yōu)良的力學性能及耐熱性等優(yōu)點，使用過程中，工作人員可根據(jù)輸送物質(zhì)、輸送環(huán)境、輸送距離等因素靈活選擇；
[0059]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管中所用線型低密度聚乙烯熔體指數(shù)為20g/10min，只有熔體指數(shù)為20g/10min的線型低密度聚乙烯才能實現(xiàn)本發(fā)明目的，熔體指數(shù)為20g/10min的線型低密度聚乙烯有多種不同牌號，例如LLDPE7144等均可實現(xiàn)本發(fā)明目的，使用過程中，工作人員可選擇熔體指數(shù)為20g/10min不同牌號的線型低密度聚乙烯。
[0060]本發(fā)明提供的柔性復合管及其制備方法，內(nèi)層管材料為聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧劑的混合材料，該混合材料結(jié)晶程度較低，且混合材料制成的內(nèi)層管表面自由能較高，對原油或天然氣有良好的阻隔性和抗溶脹性能，可以有效的避免內(nèi)層管出現(xiàn)蠕變的情況，且該混合材料具有良好的耐高溫性能；增強層采用長纖維增強樹脂基體預浸帶，其中增強樹脂基體采用增強聚乙烯樹脂或增強聚丙烯樹脂，增強聚乙烯樹脂、增強聚丙烯樹脂均與混合材料制成的內(nèi)層管具有良好的結(jié)合性能，有效的避免了內(nèi)層管與增強層分層的問題；同時由于增強聚乙烯樹脂、增強聚丙烯樹脂與該混合材料與的收縮率相差較小，管道受熱后冷卻的過程中會在柔性復合管管壁內(nèi)部形成的內(nèi)應力較小，可以大幅度提高柔性復合管承受壓力的能力，并減少了柔性復合管破損的幾率。
[0061]實施例二
[0062]本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，所述制備方法包括:
[0063](I)內(nèi)層管的制備
[0064]步驟1:按照質(zhì)量百分比將60?85%的聚偏二氟乙烯、8?25%的聚乙烯、3?6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、5?10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3?0.6%的抗氧劑加入高速混合桶中，使上述材料混合均勻并得到內(nèi)層管物料；
[0065]步驟2:將內(nèi)層管物料加入雙螺桿擠出機內(nèi)進行混煉，雙螺桿擠出機分為第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，第一段和第二段的擠出溫度為150?170°C，第三段、第四段和第五段的擠出溫度為170?200°C，雙螺桿擠出機擠出機轉(zhuǎn)速在300?350r/min，所述內(nèi)層管物料在所述雙螺桿擠出機內(nèi)部總停留時間為3?6min，內(nèi)層管物料依次通過雙螺桿擠出機內(nèi)第一段、第二段、第三段、第四段和第五段從擠出機擠出，并且內(nèi)層管物料從擠出機擠出后進行冷卻并切粒得到內(nèi)層管物料顆粒；
[0066]其中:
[0067]雙螺桿擠出機內(nèi)第一段和第二段的擠出溫度范圍可以為150?160°C，第三段、第四段和第五段的擠出溫度范圍可以為170?185°C，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速范圍可以是300?320r/min,內(nèi)層管物料在雙螺桿擠出機內(nèi)部總停留時間范圍可以是3?5min ；
[0068]雙螺桿擠出機內(nèi)第一段和第二段的擠出溫度范圍可以為160?170°C，第三段、第四段和第五段的擠出溫度范圍可以為185?200°C，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速范圍可以是320?350r/min,內(nèi)層管物料在雙螺桿擠出機內(nèi)部總停留時間范圍可以是5?6min ；
[0069]步驟3:將內(nèi)層管物料顆粒加入單螺桿擠出機料斗中，加熱單螺桿擠出機，將內(nèi)層管物料顆粒擠入單螺桿擠出機的混合加熱區(qū)，使內(nèi)層管物料顆粒在混合加熱區(qū)進行加熱，混合加熱區(qū)兩端溫度分別為180?200°C和230?245°C，內(nèi)層管物料顆粒加熱后得到熔融狀態(tài)內(nèi)層管物料，將熔融狀態(tài)的內(nèi)層管物料注模并置入真空腔中，使熔融狀態(tài)內(nèi)層管物料冷卻定型并出模得到內(nèi)層管；
[0070](2)增強層的制備
[0071]將寬度為20?50mm的長纖維增強樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并將所述長纖維增強樹脂基體預浸帶以交叉的方式纏繞在所述內(nèi)層管外側(cè)2?10層；
[0072](3)外層管的制備
[0073]按照質(zhì)量百分比將0.02?0.05%的抗紫外線劑、0.01?0.03%的耐低溫劑、
0.05?0.1%的增塑劑、0.02?0.05%的阻燃劑、0.02?0.05%的抗氧劑和線型低密度聚乙烯加入高速混合桶，使上述原材料充分混合得到外層管物料，將外層管物料加入塑料包覆機料斗中，通過所述塑料包塑機在增強層的外側(cè)包覆一層外層管。
[0074]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種長纖維增強樹基體脂預浸帶與內(nèi)層管的纏繞方式，所述長纖維增強樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈10?90°夾角纏繞。
[0075]作為優(yōu)選，本發(fā)明實施例提供了一種長纖維增強樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管的纏繞方式，所述長纖維增強樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈15?60°夾角纏繞。
[0076]實施例三
[0077]本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管及其制備方法，所述柔性復合管及其制備方法包括:
[0078](I)內(nèi)層管的制備
[0079]步驟1:按照以下質(zhì)量百分比稱取相應組分的原材料，其中，64%聚偏二氟乙烯，24%高密度聚乙烯，5.2%聚乙烯接枝二氟馬來酸酐，6.5%乙烯-丙烯共聚物，0.3%抗氧劑，并將各組分原材料加入高速混合桶中混合均勻得到內(nèi)層管物料；
[0080]步驟2:將內(nèi)層管物料加入雙螺桿擠出機內(nèi)進行混煉，雙螺桿擠出機分為第一段、第二段、第三段、第四段和第五段其中第一段擠出溫度為T1=150°C，第二段擠出溫度為T2=160°C，第三段擠出溫度為T3=170°C，第四段擠出溫度為T4=185°C，第五段擠出溫度為T5=200°C,內(nèi)層管物料在雙螺桿擠出機中的總停留時間為5分鐘，并且雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為310r/min，內(nèi)層管物料從雙螺桿擠出機擠出后進行冷卻并切粒內(nèi)層管物料顆粒；
[0081]步驟3:將內(nèi)層管物料顆粒置入單螺桿擠出機料斗中，加熱單螺桿擠出機，并將內(nèi)層管物料顆粒擠入至兩端溫度分別為190°C和235°C的混合加熱區(qū)進行加熱，將加熱后的材料注模并置入真空腔中，制成外徑為IOOmm并且壁厚為4mm的內(nèi)層管，用自來水冷卻定型后從模具中起出得到內(nèi)層管。
[0082](2)增強層的制備
[0083]增強層的制備
[0084]選用寬度為25mm的長玻璃纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶，將長玻璃纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并以交叉方式在內(nèi)層管外側(cè)纏繞2層；
[0085](3)外層管的制備
[0086]按照以下質(zhì)量百分比稱取相應組分的原材料，其中，0.03%的鄰羥基二苯甲酮為抗紫外線劑，0.015%的乙二醇碳酸酯為耐低溫劑，0.06%的鄰苯二甲酸二異葵酯為增塑劑，
0.03%的三氧化二銻為阻燃劑，0.03%的抗氧劑，剩余組分均為線型低密度聚乙烯，將各組分原材料加入高速混合桶中混合均勻得到外層管物料，將外層管物料置入塑料包覆機的擠出機料斗中，利用包覆機在增強層的外側(cè)包覆一層3mm厚的外層管；
[0087]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用聚偏二氟乙烯牌號為Solef6020，熔點為171°C，熱分解溫度為375?400°C，熔體指數(shù)無1.3g /IOmin ；
[0088]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用高密度聚乙烯牌號為HDPE5070，熔體指數(shù)為6.1?8.0g/10min ；
[0089]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用的長玻璃纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶中聚乙烯樹脂的牌號為HDPE E808，熔體指數(shù)為0.9g /IOmin ；
[0090]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用線型低密度聚乙烯牌號為LLDPE7144，熔體指數(shù)為20 g /IOmin ；
[0091]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，其中內(nèi)層管的制備所用抗氧化劑為抗氧化劑1010與抗氧化劑626按照1:1比例的復配物。
[0092]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，其中內(nèi)層管的制備所用抗氧化劑為抗氧化劑1010與抗氧化劑168按照1:2比例的復配物。
[0093]更進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，所述柔性復合管所用長玻璃纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈20°夾角纏繞在內(nèi)層管外壁上。
[0094]實施例四
[0095]步驟1:按照以下質(zhì)量百分比稱取相應組分的原材料，其中，73%聚偏二氟乙烯，14%高密度聚乙烯，4.2%聚乙烯接枝二氟馬來酸酐，8.4%乙烯-丙烯共聚物，0.4%抗氧劑，并將各組分原材料加入高速混合桶中混合均勻得到內(nèi)層管物料；
[0096]步驟2:將內(nèi)層管物料加入雙螺桿擠出機內(nèi)進行混煉，雙螺桿擠出機分為第一段、第二段、第三段、第四段和第五段其中第一段擠出溫度為T1=150°C，第二段擠出溫度為T2=170°C，第三段擠出溫度為T3=170°C，第四段擠出溫度為T4=190°C，第五段擠出溫度為T5=200°C,內(nèi)層管物料在雙螺桿擠出機中的總停留時間為5分鐘，并且雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為320r/min，內(nèi)層管物料從雙螺桿擠出機擠出后進行冷卻并切粒得到內(nèi)層管物料顆粒；[0097]步驟3:將內(nèi)層管物料顆粒置入單螺桿擠出機料斗中，加熱單螺桿擠出機，并將內(nèi)層管物料顆粒擠入至兩端溫度分別為185°C和240°C的混合加熱區(qū)進行加熱，將加熱后的材料注模并置入真空腔中，制成外徑為IOOmm并且壁厚為5mm的內(nèi)層管，用自來水冷卻定型后從模具中起出得到內(nèi)層管。
[0098](2)增強層的制備
[0099]增強層的制備
[0100]選用寬度為30mm的長芳綸纖維增強聚丙烯樹脂基體預浸帶，將長芳綸纖維增強聚丙烯樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并以交叉方式在內(nèi)層管外側(cè)纏繞6層；
[0101](3)外層管的制備
[0102]按照以下質(zhì)量百分比稱取相應組分的原材料，其中，0.04%的鄰羥基二苯甲酮為抗紫外線劑，0.02%的乙二醇碳酸酯為耐低溫劑，0.09%的鄰苯二甲酸二異葵酯為增塑劑，
0.04%的三氧化二銻為阻燃劑，0.04%的抗氧劑，剩余組分均為線型低密度聚乙烯，將各組分原材料加入高速混合桶中混合均勻得到外層管物料，將外層管物料置入塑料包覆機的擠出機料斗中，利用包覆機在增強層的外側(cè)包覆一層4mm厚的外層管；
[0103]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用聚偏二氟乙烯牌號為FR921，熔點為157°C，熱分解溫度為469°C，熔體指數(shù)無l.0g /IOmin ；
[0104]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用高密度聚乙烯牌號為HDPE5306J，熔體指數(shù)為5.0?7.0g/10min ；
[0105]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用的長芳綸纖維增強聚丙烯樹脂基體預浸帶中聚丙烯樹脂的牌號為F180S，熔體指數(shù)為2.8g /IOmin ；
[0106]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用線型低密度聚乙烯牌號為LLDPE7144，熔體指數(shù)為20 g /IOmin ；
[0107]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，其中內(nèi)層管的制備所用抗氧化劑為抗氧化劑1010與抗氧化劑626按照1:1比例的復配物。
[0108]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，其中內(nèi)層管的制備所用抗氧化劑為抗氧化劑1010與抗氧化劑168按照1:2比例的復配物。
[0109]更進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，所述柔性復合管所用長玻璃纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈45°夾角纏繞在內(nèi)層管外壁上。
[0110]實施例五
[0111]步驟1:按照以下質(zhì)量百分比稱取相應組分的原材料，其中，78%聚偏二氟乙烯，9 %高密度聚乙烯，3.2%聚乙烯接枝二氟馬來酸酐，9.2%乙烯-丙烯共聚物，0.6%抗氧劑，并將各組分原材料加入高速混合桶中混合均勻得到內(nèi)層管物料；
[0112]步驟2:將內(nèi)層管物料加入雙螺桿擠出機內(nèi)進行混煉，雙螺桿擠出機分為第一段、第二段、第三段、第四段和第五段其中第一段擠出溫度為T1=150°C，第二段擠出溫度為T2=170°C，第三段擠出溫度為T3=175°C，第四段擠出溫度為T4=185°C，第五段擠出溫度為T5=200°C,內(nèi)層管物料在雙螺桿擠出機中的總停留時間為6分鐘，并且雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為350r/min，內(nèi)層管物料從雙螺桿擠出機擠出后進行冷卻并切粒得到內(nèi)層管物料顆粒；[0113]步驟3:將內(nèi)層管物料顆粒置入單螺桿擠出機料斗中，加熱單螺桿擠出機，并將內(nèi)層管物料顆粒擠入至兩端溫度分別為180°C和240°C的混合加熱區(qū)進行加熱，將加熱后的材料注模并置入真空腔中，制成外徑為IOOmm并且壁厚為8mm的內(nèi)層管，用自來水冷卻定型后從1吳具中起出。
[0114](2)增強層的制備
[0115]增強層的制備
[0116]選用寬度為35mm的長碳纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶，將長碳纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并以交叉方式在內(nèi)層管外側(cè)纏繞3層；
[0117](3)外層管的制備
[0118]按照以下質(zhì)量百分比稱取相應組分的原材料，其中，0.04%的鄰羥基二苯甲酮為抗紫外線劑，0.02%的乙二醇碳酸酯為耐低溫劑，0.09%的鄰苯二甲酸二異葵酯為增塑劑，
0.04%的三氧化二銻為阻燃劑，0.04%的抗氧劑，剩余組分均為線型低密度聚乙烯，將各組分原材料加入高速混合桶中混合均勻得到外層管物料，將外層管物料置入塑料包覆機的擠出機料斗中，利用包覆機在增強層的外側(cè)包覆一層4mm厚的外層管；
[0119]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用聚偏二氟乙烯牌號為Kynar500，熔點為161 °C，熱分解溫度為357°C，熔體指數(shù)無1.2 g /IOmin ；
[0120]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用高密度交聯(lián)聚乙烯牌號為K44-04-122，熔體指數(shù)為8.75g/10min ；
[0121]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用的長碳纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶中聚乙烯樹脂的牌號為HDPE E808，熔體指數(shù)為0.9g /IOmin ；
[0122]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管所用線型低密度聚乙烯牌號為LLDPE7144，熔體指數(shù)為20 g /IOmin ；
[0123]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，其中內(nèi)層管的制備所用抗氧化劑為抗氧化劑1010與抗氧化劑626按照1:1比例的復配物。
[0124]進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，其中內(nèi)層管的制備所用抗氧化劑為抗氧化劑1010與抗氧化劑168按照1:2比例的復配物。
[0125]更進一步地，本發(fā)明實施例提供了一種柔性復合管制備方法，所述柔性復合管所用長玻璃纖維增強聚乙烯樹脂基體預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈55°夾角纏繞在內(nèi)層管外壁上。
[0126]本發(fā)明提供的柔性復合管及其制備方法，內(nèi)層管材料為聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、乙烯-丙烯共聚物和抗氧劑的混合材料，該混合材料結(jié)晶程度較低，且混合材料制成的內(nèi)層管表面自由能較高，對原油或天然氣有良好的阻隔性和抗溶脹性能，可以有效的避免內(nèi)層管出現(xiàn)蠕變的情況，且該混合材料具有良好的耐高溫性能；增強層采用長纖維增強樹脂基體預浸帶，其中增強樹脂基體采用增強聚乙烯樹脂或增強聚丙烯樹脂，增強聚乙烯樹脂、增強聚丙烯樹脂均與混合材料制成的內(nèi)層管具有良好的結(jié)合性能，有效的避免了內(nèi)層管與增強層分層的問題；同時由于增強聚乙烯樹脂、增強聚丙烯樹脂與該混合材料與的收縮率相差較小，管道受熱后冷卻的過程中會在柔性復合管管壁內(nèi)部形成的內(nèi)應力較小，可以大幅度提高柔性復合管承受壓力的能力，并減少了柔性復合管破損的幾率，同時本發(fā)明提供柔性復合管具有結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、制備方法簡單、便于加工的特點，具有廣闊應用前景。
[0127]上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0128]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性復合管，其特征在于，所述柔性復合管包括:內(nèi)層管、增強層和外層管，所述內(nèi)層管為所述柔性復合管最內(nèi)層，所述增強層在所述內(nèi)層管和所述外層管中間，所述外層管為所述柔性復合管最外層； 所述內(nèi)層管厚度3~10mm，所述內(nèi)層管成分按照質(zhì)量百分比包括:60~85%的聚偏二氟乙烯、8~25%的聚乙烯、3~6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、5~10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3~0.6%的抗氧劑； 所述增強層由2~10層長纖維增強樹脂基體預浸帶以交叉的方式纏繞在內(nèi)層管外側(cè)； 所述外層管厚度2~5mm，所述外層管成分按照質(zhì)量百分比包括:0.02~0.05%的抗紫外線劑、0.01~0.03%的耐低溫劑、0.05~0.1%的增塑劑、0.02~0.05%的阻燃劑、0.02~0.05%的抗氧劑和線型低密度聚乙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯的熔點為160~180°C，所述聚偏二氟乙烯的熱分解溫度大于等于350°C，且所述聚偏二氟乙烯的熔體指數(shù)為 I ~2g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述聚乙烯為熔體指數(shù)為1.5~2.5g/10min的高密度交聯(lián)聚乙烯或熔體指數(shù)為4~10g/10min的高密度聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述聚乙烯接枝二氟馬來酸酐的接枝率為0.6~1.0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述乙烯-丙烯共聚物為密度是0.90~0.91g/cm3的乙烯-丙烯的嵌段共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述長纖維增強樹脂基體預浸帶中的長纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述長纖維增強樹脂基體預浸帶中的樹脂基體為聚乙烯或聚丙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性復合管，其特征在于，所述線型低密度聚乙烯熔體指數(shù)為 20g/10min。
9.一種柔性復合管制備方法，其特征在于，所述方法包括: (O內(nèi)層管的制備 步驟1:按照質(zhì)量百分比將60~85%的聚偏二氟乙烯、8~25%的聚乙烯、3~6%的聚乙烯接枝二氟馬來酸酐、5~10%的乙烯-丙烯共聚物和0.3~0.6%的抗氧劑加入高速混合桶中，使所述原材料混合的到內(nèi)層管物料； 步驟2:將所述內(nèi)層管物料加入雙螺桿擠出機內(nèi)進行混煉，所述雙螺桿擠出機分為第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述第一段和所述第二段的擠出溫度為150~170°C，所述第三段、所述第四段和所述第五段的擠出溫度為170~200°C，所述雙螺桿擠出機擠出機轉(zhuǎn)速在300~350r/min，所述內(nèi)層管物料在所述雙螺桿擠出機內(nèi)部總停留時間為3~6min，所述內(nèi)層管物料從所述雙螺桿擠出機擠出后冷卻并切粒得到內(nèi)層管物料顆粒； 步驟3:將所述內(nèi)層管物料顆粒加入單螺桿擠出機料斗中，加熱所述單螺桿擠出機，將所述內(nèi)層管物料顆粒擠入所述單螺桿擠出機的混合加熱區(qū)，使所述內(nèi)層管物料顆粒在所述混合加熱區(qū)進行加熱，所述混合加熱區(qū)兩端溫度分別為180~200°C和230~245°C，所述內(nèi)層管物料顆粒加熱注模并置入真空腔中，使所述內(nèi)層管物料冷卻定型并出模得到所述內(nèi)層管； (2)增強層的制備 將寬度為20~50mm的長纖維增強樹脂基體預浸帶經(jīng)熱空氣加熱，并將所述長纖維增強樹脂基體預浸帶以交叉的方式纏繞在所述內(nèi)層管外側(cè)2~10層； (3)外層管的制備 按照質(zhì)量百分比將0.02~0.05%的抗紫外線劑、0.01~0.03%的耐低溫劑、0.05~`0.1%的增塑劑、0.02~0.05%的阻燃劑、0.02~0.05%的抗氧劑和線型低密度聚乙烯加入高速混合桶，使所述原材料混合得到外層管物料，將外層管物料加入塑料包覆機料斗中，通過所述塑料包塑機在增強層的外側(cè)包覆一層外層管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性復合管制備方法，其特征在于，所述長纖維增強樹脂預浸帶與內(nèi)層管的軸向呈10~90°夾`角`纏繞。
【文檔編號】B29C47/00GK103498979SQ201310415682
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】魏斌, 戚東濤, 李厚補, 丁楠, 蔡雪華, 王熙 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所