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深入研究聚乙烯防腐钢管的防腐性如何

作者: admin 时间:2019-01-15 来源:未知
摘要:摘要:本文针对管道防腐现有技能存在的缺点,开发高粘防腐交联聚乙烯复合材料并研讨材料粘结、防腐等相关功用与配方、加工工艺之间的联络。本文制备了马来酸酐接枝聚乙烯/交联...

摘要:本文针对管道防腐现有技能存在的缺点,开发高粘防腐交联聚乙烯复合材料并研讨材料粘结、防腐等相关功用与配方、加工工艺之间的联络。本文制备了马来酸酐接枝聚乙烯/交联聚乙烯高粘高防腐复合材料,并研讨了马来酸酐接枝聚乙烯与交联聚乙烯配比,交联剂用量等因素对材料粘性力、防腐功用的影响。效果标明:参与0.3%交联助剂后,可明显改进材料的耐热、防腐功用;参与热熔胶后,能明显改进材料与金属的粘结力,20%的热熔胶的参与量,不只可以较大化前进材料的粘结力,而且不会构成耐腐蚀功用的下降。
 
0·前语
 
跟着经济的展开,化工、石油、船舶、电厂、公用事业等各行业对管道、泵等防腐要求日益火燎而且层次不断前进,对材料防腐功用也提出了越来越高的要求。为了赋予管道愈加优越的防腐功用,早年选用塑料管代替钢管,可是在大多数运用场合,由于塑料管的强度、钢度不行,大大地约束了它的运用范围。钢塑复合防腐管是在钢管壁表面涂敷一层杰出的塑料涂层保护膜,它不光克服了塑料管强度刚度不行的缺点,而且具有塑料杰出的耐磨性、防腐性,在输送一些介质时不易构成尘垢的特征。可是,一般的热塑性防腐内衬,例如热塑性滚塑聚乙烯,在要求苛刻的运用领域(高温强碱腐蚀、卤系酸液腐蚀),依然不能满足要求。在高腐蚀作业环境下,有必要选用防腐功用更高的热固性材料。以往这些材料一般选用熔结环氧粉末(FBE)、煤焦油瓷漆(CTE)及聚乙烯复合结构(三层PE)。这些防腐覆盖层总体防腐功用能满足油气管道腐蚀防护的要求,但仍有各自的缺点(熔结环氧粉末防腐层较薄,抗机械损伤强度差;煤焦油瓷漆冷脆、热活动及对环境或许构成的污染,使其运用面越来越窄;聚乙烯三层复合结构防腐施工工艺凌乱。
 
为了获得更高的出产功率,近年来滚塑-涂覆工艺在防腐行业得到了广泛的运用。可是,滚塑材料傍边线性低密度聚乙烯所占的比例为93%。在上述高防腐领域中,由于线性低密度聚乙烯耐腐蚀,耐磨,防渗透,耐热蠕变性方面的缺点,约束了线性低密度聚乙烯的运用。相比之下,交联聚乙烯滚塑料以高的冲击功用、耐热、耐环境应力开裂、高度防腐方面的优越性,初步运用在防腐内衬方面。目前,交联聚乙烯的研讨首要会集在线性低密度聚乙烯的硅烷交联工艺方面[1-4]。但该工艺成型的材料有必要通过水浴(或蒸气浴)后处理,增加了工艺流程和本钱,而且材料的交联度不高,不能满足高度防腐的要求。一起,由于聚乙烯本身归于非极性材料,参与交联助剂后,虽必定程度上赋予材料极性,但依然不能解决材料与钢材粘结问题,材料简略坠落。针对以上现有技能存在的缺点,开发高粘防腐交联聚乙烯复合材料并研讨材料粘结、防腐等相关功用与配方、加工工艺之间的联络是十分必要的。本文制备了马来酸酐接枝聚乙烯/交联聚乙烯高粘高防腐复合材料,并研讨了马来酸酐接枝聚乙烯与交联聚乙烯配比,交联剂用量等因素对材料粘性力、防腐功用的影响。
 
聚乙烯防腐钢管1·试验
 
1.1原材料
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线性低密度聚乙烯,3505,南京扬子石油化学公司;
 
线性高密度聚乙烯,HDPEHMA-025,沙特埃克森美孚;
 
过氧化而异丙苯(DCP),BCFF,阿克苏诺贝尔;
 
马来酸酐,MAH-g-PE,试剂级,泉州市海峡西化工材料有限公司;
 
三烯丙基异氰脲酸酯,TAIC,广州信达精细化工有限公司。
 
1.2样品制备
 
(1)将线性低密度聚乙烯预先单调处理至水分含量低于600ppm,并与DCP,MAH-g-PE按必定比例称重,在高速搅拌机中充分混合2分钟;然后在双螺杆挤出机中挤出造粒,制备热熔胶。挤出温度为200℃,螺杆转速为200rpm,经挤出造粒后,单调至水分含量低于600ppm,备用;
 
(2)将高密度聚乙烯预先单调处理至水分含量低于600ppm后,参与不同用量的交联剂/助交联剂在高速混合机中混合2分钟,然后在双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出温度为150℃,螺杆转速为200rpm,备用;
 
(3)将靠前步制得的接枝物与第二步制得的聚乙烯按不同比例(10/90、15/85、20/80、25/75、30/70)称重,在高速混合机中混合2分钟;然后挤出造粒,挤出温度150℃,螺杆转速为200-500rpm挤出造粒后,磨粉30-50目并将粉料单调至水分含量低于600ppm;
 
1.3样板制作
 
(1)制作高粘料塑料样板:将平板硫化机加热至温度为200℃时,将制得的粉料均匀涂撒在钢板模具上,并在1.2Mpa压力下保温15分钟。待样板冷却至室温后,用冲片机冲剪出样条,以备功用检测之用。
 
   (2)制作高粘料塑料-金属复合样板(用于测定剥离强度):加热另一块钢板(200×150×10mm),测定钢板的温度在240~250℃时直接均匀上料,上料厚度为4~6mm。在样板没有彻底冷却时运用刀片在塑料层上按20mm距离均匀的划上缝隙,并将边沿2cm宽处掀起以防边沿与钢板粘结。
 
1.4功用检验
 
(1)维卡软化点的测定:运用A法(932克砝码)测定试样维卡软化点,按规矩要求取下两块试样,分别置于仪器左右两个检验针脚下。
 
(2)塑料拉伸功用测定:按照GB2918调度试样状态和试验环境。按GB/T1040-1992进行检验,试样为哑铃状,厚度4mm,拉伸速率50mm/min。
 
(3)塑料抗冲击测定:在样板厚薄均匀的当地冲取冲击样片后,再运用缺口制样机在其正中间制出1mm深的缺口。按规矩GB/T1043-1993进行检验,试样标准为65mm×10mm×4mm。
 
(4)90°剥离强度测定:待样板在固化彻底后固定放置在电子平台秤上,记下分量数值。再运用虎钳将样条笔直拉起一起调查数值改动,记下瞬时较小值。运用剥离时电子平台秤分量数据的改动值计算出剥离时单位宽度防腐层与金属层的力值。
 
1.5交联度检验
 
按照样板制作(1)对样品制备(2)中的粒料压制样板,从值得的样板上剪下1g左右的碎屑,用过滤纸和棉纱布包扎后,用细铜线绑缚强健,至于索氏抽提器中,用二甲苯浸洗168小时,然后至于真空烘箱中,单调72小时,称重,运用质量差计算交联度,依此衡量复合材料的防腐功用。
 
2·效果与谈论
 
2.1不同交联助剂对复合材料防腐功用的影响
 
本文制得的防腐材料,其防腐层首要由交联料构成。热熔胶虽然可以起到必定的防腐作用,但当防腐环境是强酸强碱环境时,热熔胶层防腐作用不明显。由于本文制得的热熔胶根底树脂是线性低密度聚乙烯,二交联料层首要成分是高密度聚乙烯,熔点相对较高,且粉料粒度较热熔胶层偏大,因此在旋滚成型时,热熔胶会先熔融并粘附在管道内壁上,交联料滞后熔融构成保护层,并直接与腐蚀介质接触,因此,材料的耐腐蚀功用首要取决于交联料的抗腐蚀功用,亦即交联度的巨细。
 
图1是不同交联助剂用量(主交联剂和助交联剂之和)的复合材料的交联度,从图上可以看出,当交联剂用量低于0.5%时,跟着交联剂用量的前进,材料的交联度呈上升趋势,并在0.3%后,趋于稳定。理论上,跟着交联助剂用量的增加,反应愈加充分,交联度也会不断前进,有利于材料防腐功用的增加。但从试验效果可以看出,实际上,聚乙烯交联反应是个十分灵敏的反应,微量的交联剂用量即可将材料的交联度前进到很高的水平,因此,当选用交联聚乙烯作为防腐材料时,特别是滚塑成型工艺时,应该稳重控制交联助剂的参与量,过多的参与量会增加系统的粘度,影响材料的成型品质。
 
2.2不同热熔胶用量对材料粘结力的影响
 
交联聚乙烯在成型过程中,由于交联反应的原因,会发作严峻的缩短变形,而且由于在管道实际运用环境中,存在抽负压,高低温循环的现象,因此很简略构成材料的“脱壳”,为了防止这些问题,有必要赋予材料杰出的粘结力。为此,本研讨值得的材料为双层复合材料,其内层即高粘层具有较高的极性,明显前进材料与管道内壁的粘结力。但过多热熔胶的参与一方面会带来严峻的气味问题,一起由于交联料比例的下降,也会影响到材料的耐腐蚀性。因此,在保证材料耐腐蚀功用和高粘功用的一起,应尽或许寻觅较适合的热熔胶用量。
 
图2是参与不同的热熔胶后,材料的粘结力效果。从图上可以看出,当热熔胶用量低于20%时,跟着用量的增加,材料的撕离强度明显增加,标明参与热熔胶后,可明显前进材料的粘结力。但当热熔胶用量高于20%后,进一步增加热熔胶用量,撕离强度反而下降,这是由于,由于热熔胶的首要成分是线性低密度聚乙烯,材料拉伸强度较低,简略拉伸变形,因此,在撕离过程中,与金属板接触的薄层会牢牢粘接在金属板上,距离金属板较远的一层会被拉伸变形并脱离金属板,导致材料坠落,因此,当防腐环境归于重防腐,高负压,剧烈温变的环境时,不论从材料耐腐蚀的视点仍是粘结力方面,都应该严格控制热熔胶的用量,本研讨标明,20%的热熔胶用料是适宜的。
 

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