CN102277094A - 一种用于钢质管道聚乙烯防腐层补口的补口带 - Google Patents

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郑明嘉
杨志骅
陈锬
何浏炜
王斌
宁凯军
叶南飚
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Abstract

本发明公开了一种用于钢质管道聚乙烯防腐层补口的补口带，补口带为单层结构，补口带材料为热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物，热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物中聚乙烯胶粘剂的质量含量为5-100%。补口带的粘接性能远高于现有辐射交联聚乙烯热收缩带。补口带的生产过程简单，省去辐射交联、延伸、冷却、涂胶等多道工序，成本便宜。所有聚乙烯和聚乙烯胶粘剂都为热塑性，可以循环利用，既节约资源，又保护了环境。

Description

一种用于钢质管道聚乙烯防腐层补口的补口带
 
技术领域
     本发明涉及属于钢质管道防腐技术领域，具体地说，涉及一种用于钢质管道聚乙烯防腐层补口的补口带。
背景技术
在钢质管道外防腐工程中，防腐层现场补口十分重要，补口质量的好坏对管道防腐工程整体质量有着举足轻重的作用，直接影响到防腐层的寿命。目前，我国长输管道3LPE或2LPE防腐层普遍采用辐射交联聚乙烯热收缩带（套）或环氧树脂底漆+辐射交联聚乙烯热收缩带的方式补口。
辐射交联聚乙烯收缩带（套）是由经高能粒子辐射处理的辐射交联聚乙烯基材和热熔胶复合而成的一种环状或片状补口材料。补口施工工艺包括喷砂除锈、钢管预热、喷涂或刷涂环氧底漆、加热安装热收缩带（套）、检验补修等流程。
辐射交联聚乙烯收缩带（套）存在许多缺点，首先，补口过程采用手工操作，钢管预热和热收缩带（套）烘烤一般使用火焰加热，温度准确性和均匀性难以准确控制，极大地影响了补口质量，严重时甚至烧焦损坏。其次，交联聚乙烯基材加热时弹性收缩力不大，对热熔胶施加的压力有限，加之所用热熔胶以低分子量EVA为主要成分，耐热差，不能参与环氧粉末的固化反应，粘接强度远小于3LPE或2LPE防腐层的水平，往往成为整个管线防腐的薄弱环节。最后，辐射交联聚乙烯热收缩带（套）须经挤出成型、辐射交联、延伸、冷却、涂胶等多道工序制得，成本极高，且无法热塑回收，对环境会造成一定破坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的辐射交联聚乙烯收缩带（套）存在的不足，提供一种粘结强度更好，工序更简单的补口带。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于钢质管道聚乙烯防腐层补口的补口带，补口带为单层结构，补口带材料为热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物，热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物中聚乙烯胶粘剂的质量含量为5-100%。，热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物，无须进行交联。
混合物中热塑性聚乙烯的含量可以为零。实际上，聚乙烯胶粘剂中除分子链上0.5-1%含量的极性基团外，主体仍是聚乙烯，可以实现聚乙烯的相应补口功能。采用热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物，是为了降低成本。
在上述补口带中，所述补口带的长度方向与制造补口带时的挤出压延方向相同，聚乙烯与聚乙烯胶粘剂的共混物沿该方向有足够取向度。补口带的长度方向要与制造补口带时的挤出压延方向相同，是因为补口带必须在受热时沿长度方向收缩，以裹紧补口处钢管。而补口带只有沿挤出压延方向才有足够的取向度，才会受热收缩。
取向度是指高分子材料在成型加工过程中，受外力及外场的作用，高分子链或高分子微晶体会沿外力（外场）方向产生某种程度的取向排列，这种某种程度的取向排列用高聚物的“取向度”来描述。
取向度的测试有多种不同的方法。
在上述补口带中，所述补口带厚度为0.5-20mm，长度为100-5000mm，宽度为30-1000mm。
在上述补口带中，所述聚乙烯胶粘剂是聚乙烯与极性单体通过接枝共聚、无规共聚或嵌段共聚制成的共聚物，所述极性单体为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或缩水甘油酯。
在上述补口带中，用于现场补口的热塑性聚乙烯补口带分为外热式和内热式两种。
外热式补口带仅为单层结构，材料为聚乙烯与聚乙烯胶粘剂的共混物。外热式热塑性聚乙烯补口带利用补口机具传递的热量或补口处经加热的钢管传递的热量软化，分子链解除取向，补口带沿管道周向收缩；同时补口机具施加巨大径向压力，补口带内表面与钢管或环氧底漆之间、补口带内表面与管端原有外层聚乙烯之间、补口带内表面与本身搭接部分外表面之间都形成牢固粘接，成为完整的补口结构。
内热式为补口带内预埋电热元件，通电后可发热软化。所述电热元件优选为电热丝，电热丝沿补口带长度方向成蛇形或折线形排布。当补口带受热软化收缩时，电热丝可以同步收缩。预埋电热丝时，将两块分切好的带材靠电热丝的一面快速加热，表面熔化后，迅速放置电热丝并压制成型，制成补口带。快速加热带材表面可防止补口带主体受热收缩，保持沿长度方向的取向度。补口过程中，内热式热塑性聚乙烯补口带通电软化，分子链解除取向，补口带沿管道周向收缩；同时专门补口机具施加巨大径向压力，补口带内表面与钢管或环氧底漆之间、补口带内表面与管端原有外层聚乙烯之间、补口带内表面与本身搭接部分外表面之间都形成牢固粘接，成为完整的补口结构。
聚乙烯和聚乙烯胶粘剂采用符合国内SY/T0413-2002标准或GB/T23257-2009标准或德国DIN30670标准或加拿大CAN/CSA Z245.21标准或ISO/DIS 21809-1标准或法国NF A 49-710标准等规定的材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.补口带与钢管或环氧底漆的粘接是通过自身含有的热塑性聚乙烯胶粘剂与钢管或环氧底漆的化学、物理作用形成的，其粘接原理与直管2LPE或3LPE防腐层完全相同，粘接性能比现有辐射交联聚乙烯热收缩带（套）大大提高。2.聚乙烯胶粘剂中99%以上成分仍为聚乙烯，热熔焊接性能保持不变，热塑性补口带与管端原有外层聚乙烯之间以及与本身搭接部分外表面之间都热熔成为整体，粘接强度远高于现有辐射交联聚乙烯热收缩带（套）。3.生产过程简单，省去辐射交联、延伸、冷却、涂胶等多道工序，成本便宜。4.所有聚乙烯和聚乙烯胶粘剂都为热塑性，可以循环利用，既节约资源，又保护了环境。
附图说明
图1为本发明电热丝蛇形排布的内热式热塑性聚乙烯补口带的结构示意图；
图2为本发明电热丝折线形排布的内热式热塑性聚乙烯补口带的结构示意图。
具体实施方式
实施例1 
采用聚乙烯与聚乙烯胶粘剂的共混物，通过挤出压延生产线制成片材，其中聚乙烯胶粘剂在共混物中的质量含量为25%，片材厚度为4mm。将片材分切成为长度为3500mm，宽度为500mm的补口带，其长度方向与制造片材时的挤出压延方向相同，材料沿该方向有足够取向度。补口带无须进行交联，保持热塑性。补口过程中，热塑性聚乙烯补口带受热软化，分子链解除取向，补口带沿管道周向收缩；同时专门补口机具施加巨大径向压力，补口带内表面与钢管或环氧底漆之间、补口带内表面与管端原有外层聚乙烯之间、补口带内表面与本身搭接部分外表面之间都形成牢固粘接，成为完整的补口结构。
实施例2
采用聚乙烯与聚乙烯胶粘剂的共混物，通过挤出压延生产线制成片材，其中聚乙烯胶粘剂在共混物中的质量含量为37.5%，片材厚度为2.8mm。将片材分切成为长度为1980mm，宽度为420mm的带材，其长度方向与制造片材时的挤出压延方向相同，材料沿该方向有足够取向度。带材无须进行交联，保持热塑性。预埋电热丝2时，将两块带材靠电热丝2的一面快速加热，表面熔化后，迅速放置电热丝2并压制成型，制成补口带1。快速加热带材表面可防止补口带1主体受热收缩，保持沿长度方向的取向度。电热丝2沿补口带1长度方向成蛇形排布，当补口带1受热软化收缩时，电热丝2可以同步收缩。补口过程中，热塑性聚乙烯补口带1通电软化，分子链解除取向，补口带1沿管道周向收缩；同时专门补口机具施加巨大径向压力，补口带1内表面与钢管或环氧底漆之间、补口带1内表面与管端原有外层聚乙烯之间、补口带1内表面与本身搭接部分外表面之间都形成牢固粘接，成为完整的补口结构。如图1所示。
实施例3
采用聚乙烯与聚乙烯胶粘剂的共混物，通过挤出压延生产线制成片材，其中聚乙烯胶粘剂在共混物中的质量含量为50%，片材厚度为1.2mm。将片材分切成为长度为780mm，宽度为360mm的带材，其长度方向与制造片材时的挤出压延方向相同，材料沿该方向有足够取向度。带材无须进行交联，保持热塑性。预埋电热丝3时，将两块带材靠电热丝3的一面快速加热，表面熔化后，迅速放置电热丝3并压制成型，制成补口带1。快速加热带材表面可防止补口带1主体受热收缩，保持沿长度方向的取向度。电热丝3沿补口带1长度方向成折线形排布，当补口带1受热软化收缩时，电热丝3可以同步收缩。补口过程中，热塑性聚乙烯补口带1通电软化，分子链解除取向，补口带1沿管道周向收缩；同时专门补口机具施加巨大径向压力，补口带1内表面与钢管或环氧底漆之间、补口带1内表面与管端原有外层聚乙烯之间、补口带1内表面与本身搭接部分外表面之间都形成牢固粘接，成为完整的补口结构。如图2所示。

Claims (6)

1.一种用于钢质管道聚乙烯防腐层补口的补口带，其特征在于：
补口带为单层结构，补口带材料为热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物，热塑性聚乙烯和聚乙烯胶粘剂的共混物中聚乙烯胶粘剂的质量含量为5-100%。
2.   如权利要求1所述的补口带，其特征在于：所述补口带的长度方向与制造补口带时的挤出压延方向相同，聚乙烯与聚乙烯胶粘剂的共混物沿该方向有足够取向度。
3.如权利要求1所述的补口带，其特征在于：所述补口带厚度为0.5-20mm，长度为100-5000mm，宽度为30-1000mm。
4.如权利要求1所述的补口带，其特征在于：所述聚乙烯胶粘剂是聚乙烯与极性单体通过接枝共聚、无规共聚或嵌段共聚制成的共聚物，所述极性单体为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或缩水甘油酯。
5.如权利要求1所述的补口带，其特征在于：所述补口带内预埋电热元件，通电后可发热软化。
6.如权利要求5所述的补口带，其特征在于：所述电热元件为电热丝，电热丝沿补口带长度方向成蛇形或折线形排布。
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