[發(fā)明專利]一種核電專用耐高壓PE管材及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510362956.0
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105037875B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭祥義
• 申請（專利權(quán)）人: 上海中塑管業(yè)有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K5/098;C08K5/3475;C08J3/22;C08K5/09;C08K5/375;C08K5/00;C08K5/134
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司31203
• 代理人: 陸林輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于PE管材技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于核電站工程項目的耐高壓聚乙烯(PE)管材及其制備方法。

背景技術(shù)

核電屬于清潔能源，是我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。截至2008年底，我國已建成浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣三個核電基地，現(xiàn)役核電機組11臺、裝機容量910萬千瓦。按照2007年《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》確定的我國核電發(fā)展目標(biāo)，到2020年我國要建4000萬千瓦的核電，核電的比例要從2％提高到4％。

如今，我國已建成的浙江秦山、廣東大亞灣、江蘇田灣以及浙江三門四個核電基地，使用壽命為40年，核電站用高壓力PE管是海水循環(huán)管路系統(tǒng)的管道是從美國進口的，但從現(xiàn)在開始要求新建的核電站的使用壽命提高到60年，相應(yīng)的核電站用高壓力PE管也要達到使用壽命60年。

核電專用高壓PE管道的一個最主要特點是安全性要求極高，所以對其質(zhì)量要求就更加嚴(yán)格。基于此，核電專用聚乙烯(PE)管具有極高的安全性指標(biāo)，管材及管件壁厚等級達到SDR7.4或SDR9，生產(chǎn)工藝要求極高；依據(jù)核電工業(yè)要求，采用英制系列，與常規(guī)聚乙烯管道公制系列存在差異；產(chǎn)品采用美國標(biāo)準(zhǔn)，在我國還是空白。

雖然聚乙烯管道在國內(nèi)已經(jīng)大量用于市政供水管、燃?xì)夤堋⒚旱V用管等領(lǐng)域，但這些管道的壁厚等級最高為SDR11(管材的標(biāo)準(zhǔn)尺寸比)，而用于核電工程的改性聚乙烯管壁厚等級達到SDR9與SDR7，遠(yuǎn)高于目前對燃?xì)夤堋⒌V用管和市政供水管的壁厚等級要求。核電專用改性聚乙烯管道輸送介質(zhì)溫度高、壓力大，因此管材的壁厚等級非常高。

目前，核電工業(yè)管道以特種鋼管應(yīng)用較多，專用高壓力聚乙烯(PE)改性管道應(yīng)用基本屬于空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種核電專用耐高壓PE管材，包括如下重量份的組分：

所述乙烯基聚合物選自高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡膠中的一種或幾種。

所述的高密度聚乙烯的密度為0.9470-0.9530g/cm³,熔體質(zhì)量流動速率為0.22-0.32g/10min。

所述的紫外線吸收劑為2-(2'-羥基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑。

所述抗氧劑為四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯與4,4′-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)按重量比1：1復(fù)配。

所述潤滑劑選自聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸中的一種或幾種。

所述加工助劑為茂金屬和稀土類助劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種PE管材的制備方法，包括如下步驟：

1)將上述組分在密煉機中共混造粒，密煉機的溫度180-220℃，共混時間15-20min，轉(zhuǎn)速300-500rad/min，氣壓0.03-0.05MPa；

2)經(jīng)密煉共混造粒后，于單螺桿擠出機擠出，制成管材，擠出機的轉(zhuǎn)速10-20rad/min，1段溫度為175℃，2段溫度為180℃，3段溫度為180-185℃，4段溫度為190-210℃。

所述單螺桿擠出機的長徑比為36D。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果如下：

1.紫外線吸收劑與抗氧劑共用，具有抗熱老化的協(xié)同效應(yīng)，能顯著提高材料的抗熱老化性能，滿足核電站對聚乙烯管高溫度下使用60年的要求；

2.WMF108型增韌劑與XH系列功能型抗壓改性劑共用具有增韌、耐壓的協(xié)同效應(yīng)；

3.該核電專用耐高壓PE管材，其壁厚等級達SDR7.4和SDR9(分別對應(yīng)公稱壓力MPa2.5和Mpa2.0)，超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公稱壓力MPa1.6，因此具有極高的安全性能要求；對于核電用30”(外徑762MM)的管道其壁厚達到84.7MM和108.9MM,這在國內(nèi)目前為止是首創(chuàng)；

4.該核電專用耐高壓PE管材可實現(xiàn)國產(chǎn)化，促進核電站PE海水循環(huán)管路系統(tǒng)的應(yīng)用，有著很好的發(fā)展前景。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本實施例中所使用的原料，來源如下：

1、乙烯基聚合物：

高密度聚乙烯：上海石化，型號PE:P5003D