[發明專利]一種柔性復合管及其制備方法

有效

• 申請號: 201310415682.8
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103498979A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 魏斌;戚東濤;李厚補;丁楠;蔡雪華;王熙
• 申請（專利權）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
• 主分類號: F16L11/08
• 分類號: F16L11/08;C08L27/16;C08L23/06;C08L51/06;C08L53/00;C08L23/12;C08K7/14;C08K7/06;C08L77/10;C08L23/08;B29B9/06;B29C69/02;B29C47/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 關文魁

技術領域

本發明涉及管道技術領域，特別涉及一種柔性復合管及其制備方法。

背景技術

隨著石油天然氣、煤炭、水利等行業的快速發展，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的管線領域。通過輸送管道的物質大多具有一定的腐蝕性，使原有的金屬管道經常遭受到劇烈的腐蝕。為了緩解管道的腐蝕問題，現有的輸送管道大多為柔性復合管。

目前，現有技術中柔性復合管管壁一般由三層組成，內層是耐腐蝕耐磨損的內管，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管上，外層為功能保護層，大多使用聚烯烴。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

現有技術中內管的材料為聚烯烴，聚烯烴具有與原油或天燃氣等物質接觸時顯著溶脹并隨后蠕變的特點，在高壓輸送過程中，會導致輸送物質泄漏，而且耐溫較低；增強層采用金屬纏繞在內管上，由于金屬與聚烯烴粘合度較低，易導致內層管與增強層分層，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部形成較大的內應力，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。

發明內容

為了解決現有技術中復合管易蠕變、耐溫低、內管與增強層易分層、復合管承受壓力能力較差的問題，本發明實施例提供了一種柔性復合管及其制備方法。所述技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種柔性復合管，所述柔性復合管包括：內層管、增強層和外層管，所述內層管為所述柔性復合管最內層，所述增強層在所述內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；

所述內層管厚度3～10mm，所述內層管成分按照質量百分比包括：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層管外側；

所述外層管厚度2～5mm，所述外層管成分按照質量百分比包括：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。

進一步地，所述聚偏二氟乙烯的的熔點為160～180℃，聚偏二氟乙烯的熱分解溫度大于等于350℃，且聚偏二氟乙烯的熔體指數為1～2g/10min；

進一步地，所述聚乙烯為熔體指數為1.5～2.5g/10min的高密度交聯聚乙烯或熔體指數為4～10g/10min的高密度聚乙烯；

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%；

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；

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；

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；

進一步地，所述線型低密度聚乙烯熔體指數為20g/10min。

另一方面，本發明提供了一種柔性復合管制備方法，所述方法包括：

（1）內層管的制備

步驟1：按照質量百分比將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層管物料；

步驟2：將所述內層管物料加入雙螺桿擠出機內進行混煉，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℃，第三段、第四段和第五段的擠出溫度為170～200℃，所述雙螺桿擠出機擠出機轉速在300～350r/min，所述內層管物料在所述雙螺桿擠出機內部總停留時間為3～6min，所述內層管物料從所述雙螺桿擠出機擠出后冷卻并切粒得到內層管物料顆粒；

步驟3：將所述內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，將所述內層管物料顆粒擠入所述單螺桿擠出機的混合加熱區，使所述內層管物料顆粒在所述混合加熱區進行加熱，所述混合加熱區兩端溫度分別為180～200℃和230～245℃，所述內層管物料顆粒加熱注模并置入真空腔中，使所述內層管物料冷卻定型并出模得到所述內層管；

（2）增強層的制備