CN102278543A - 压缩天然气管及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于压缩天然气管及制备方法技术领域，公开了一种压缩天然气管及制备方法。其主要技术特征为：该压缩天然气管包括内层、增强层、导静电层和外保护层，所述内层由内至外依次是内衬层、阻隔层和外衬层，所述内衬层和外衬层包括有下列重量份的材料：PA11或PA12100、润滑剂3—5、增塑剂4—5、热稳定剂7—8；所述阻隔层包括有下列重量份的材料：EVOH100、增塑剂2-2.4、热稳定剂1—1.2。采用上述方法生产的压缩天然气管，气密性强，能有效防止高压的天然气泄漏，而造成气体浪费、爆炸等事故的发生，使用寿命在半年以上，是现有天然气管的倍以上，工作压力大于等于35MPa，并且导静电力强，防止着火或爆炸。
Description
技术领域
本发明属于压缩天然气管及制备方法技术领域，尤其涉及一种压缩天然气管及制备方法。
背景技术
由于油价上涨，全国各省、市区域内的轿车逐步采用压缩天然气为动力源，压缩天然气的使用量越来越大，各地区的天然气加气站越来越多，压缩天然气管的使用量也随之越来越大。由于压缩天然气管的压力大(正常工作压力为35Mpa)、危险性高、渗透性强。目前，国内使用的压缩天然气管是有三层组成，内层，增强层、保护层。由于压缩天然气的压力高、渗透性强，所以国内的压缩天然气管存在使用寿命短(不超过3个月)、表面气鼓包或保护层脱皮等缺陷，容易造成漏气事故；而且使用成本大大增强。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种使用寿命长、防渗透能力强、耐压力强、抗静电、耐老化性的压缩天然气管。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：压缩天然气管，包括内层、增强层、导静电层和外保护层，所述内层由内至外依次是内衬层、阻隔层和外衬层，所述内衬层和外衬层包括有下列重量份的材料：
PA11或PA12 100、 润滑剂 3—5、
增塑剂 4—5 、 热稳定剂 7—8；
所述阻隔层包括有下列重量份的材料：
EVOH 100、 增塑剂 2-2.4、
热稳定剂 1—1.2。
其附加技术特征为：
所述的内衬层、阻隔层和外衬层的厚度比为2：1：2；
所述润滑剂为硬脂酸钡，所述增塑剂为邻苯二酸或氯化石蜡，所述热稳定剂为二盐基硫酸铅或钛白粉；
所述外保护层包括有下列重量份的材料：
聚氨酯 100、 抗老化剂4.5-5.5、
耐低温剂 1.5-2.5 、 阻燃剂 2.5-3.5、
聚乙二酸丙二醇酯或环氧脂肪酸丁酯 9-11；
所述抗老化剂为碳酸三甲苯酯或亚磷二苯酯；所述耐低温剂为乙二醇碳酸酯或邻苯二甲酸二辛酯；所述阻燃剂为磷酸三酯、三氧化二锑或氢氧化铝。
本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种制备上述压缩天然气管的方法。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：该方法包括下列步骤：
第一步 称取原料
按照各原料的重量比称取制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料；
第二步，烘干主料
将称取的PA11或PA12 、EVOH和聚氨酯在温度为75℃—85℃烘干5.5—6.5小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：170℃～180℃；二区：185℃～195℃；三区：210℃～225℃；四区：225℃～240℃；五区：210℃～220℃；六区：175℃～180℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.02Mpa～-0.04 Mpa，冷却水的温度控制在19℃-21℃；
第六步，编织增强层
采用50°-60°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：160℃～165℃；二区：170℃～180℃；三区：190℃～210℃；四区：200℃～220℃；五区：185℃～190℃；六区：165℃～170℃；
第九步，检验和包装。
本发明所提供的压缩天然气管与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于压缩天然气管，包括内层、增强层、导静电层和外保护层，其特征在于：所述内层由内至外依次是内衬层、阻隔层和外衬层，所述内衬层和外衬层包括有下列重量份的材料：
PA11或PA12 100、 润滑剂 3—5、
增塑剂 4—5 、 热稳定剂 7—8；
所述阻隔层包括有下列重量份的材料：
EVOH 100、 增塑剂 2-2.4、
热稳定剂 1—1.2；
阻隔层采用EVOH材料，气密性强，能有效防止高压的天然气泄漏，而造成气体浪费、爆炸等事故的发生，使用寿命在半年以上，是现有天然气管的倍以上，工作压力大于等于35Mpa，并且导静电力强，防止着火或爆炸。
附图说明
图1为本发明压缩天然气管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的压缩天然气管和制备模具及制备方法结构和使用原理做进一步详细说明。
如图1所示，本发明压缩天然气管包括内层1、增强层2、导静电层3和外保护层4，内层1由内至外依次是内衬层5、阻隔层6和外衬层7，内衬层5和外衬层7包括有下列重量份的材料：
PA11或PA12 100、 润滑剂 3—5、
增塑剂 4—5 、 热稳定剂 7—8；
阻隔层6包括有下列重量份的材料：
EVOH 100、 增塑剂 2-2.4、
热稳定剂 1—1.2。
内衬层5、阻隔层6和外衬层7的厚度比为2：1：2；
润滑剂可以为硬脂酸钡，增塑剂可以为邻苯二酸或氯化石蜡，热稳定剂可以为二盐基硫酸铅或钛白粉；
外保护层包括有下列重量份的材料：
聚氨酯 100、 抗老化剂4.5-5.5、
耐低温剂 1.5-2.5、 阻燃剂 2.5-3.5、
聚乙二酸丙二醇酯或环氧脂肪酸丁酯 9-11；
抗老化剂可以为碳酸三甲苯酯或亚磷二苯酯；耐低温剂可以为乙二醇碳酸酯或邻苯二甲酸二辛酯；阻燃剂可以为磷酸三酯、三氧化二锑或氢氧化铝。
实施例1
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA11 100千克、润滑剂 3千克、增塑剂4千克、热稳定剂7千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2千克、热稳定剂1千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂4.5千克、耐低温剂1.5千克、阻燃剂2.5千克、聚乙二酸丙二醇酯9千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA11、EVOH和聚氨酯在温度为75℃烘干6.5小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：170℃；二区：185℃；三区：210℃；四区：225℃；五区：210℃；六区：175℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.02Mpa，冷却水的温度控制在19℃；
第六步，编织增强层
采用50°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：160℃；二区：170℃；三区：190℃；四区：200℃；五区：185℃；六区：165℃；
第九步，检验和包装。
实施例2
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA12 100千克、润滑剂4千克、增塑剂5千克、热稳定剂8千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2.4千克、热稳定剂1.2千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂5.5千克、耐低温剂2.5千克、阻燃剂3.5千克、聚乙二酸丙二醇酯11千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA12、EVOH和聚氨酯在温度为85℃烘干5.5小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：180℃；二区：195℃；三区：225℃；四区：240℃；五区：220℃；六区：180℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.04Mpa，冷却水的温度控制在21℃；
第六步，编织增强层
采用60°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：165℃；二区： 180℃；三区：210℃；四区：220℃；五区：190℃；六区：170℃；
第九步，检验和包装。
实施例3
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA12 100千克、润滑剂3.5千克、增塑剂4.5千克、热稳定剂7.5千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2.2千克、热稳定剂1.1千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂4.8千克、耐低温剂2千克、阻燃剂3千克、聚乙二酸丙二醇酯10千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA12、EVOH和聚氨酯在温度为80℃烘干6小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：175℃；二区：190℃；三区：220℃；四区：230℃；五区：215℃；六区：177℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.03Mpa，冷却水的温度控制在20℃；
第六步，编织增强层
采用55°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：163℃；二区： 175℃；三区：200℃；四区：210℃；五区：187℃；六区：167℃；
第九步，检验和包装。
实施例4
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA11 100千克、润滑剂3.7千克、增塑剂4.5千克、热稳定剂7.8千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2.1千克、热稳定剂1.1千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂4.7千克、耐低温剂1.8千克、阻燃剂2.8千克、聚乙二酸丙二醇酯9.5千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA11、EVOH和聚氨酯在温度为80℃烘干6.5小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：177℃；二区：193℃；三区：220℃；四区：235℃；五区：215℃；六区：178℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.03Mpa，冷却水的温度控制在21℃；
第六步，编织增强层
采用60°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：165℃；二区：180℃；三区：210℃；四区：220℃；五区：190℃；六区：170℃；
第九步，检验和包装。
实施例5
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA12 100千克、润滑剂3.2千克、增塑剂4.2千克、热稳定剂7.2千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2.1千克、热稳定剂1千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂4.6千克、耐低温剂1.7千克、阻燃剂2.6千克、聚乙二酸丙二醇酯9.5千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA12、EVOH和聚氨酯在温度为85℃烘干5.5小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：172℃；二区：187℃；三区：212℃；四区：228℃；五区：212℃；六区：176℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.03Mpa，冷却水的温度控制在21℃；
第六步，编织增强层
采用52°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：161℃；二区： 171℃；三区：193℃；四区：205℃；五区：186℃；六区：166℃；
第九步，检验和包装。
实施例6
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA12 100千克、润滑剂3.7千克、增塑剂4.5千克、热稳定剂7.6千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2.2千克、热稳定剂1.1千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂5.1千克、耐低温剂2.4千克、阻燃剂3.3千克、聚乙二酸丙二醇酯10千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA12、EVOH和聚氨酯在温度为80℃烘干5.8小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：177℃；二区：193℃；三区：220℃；四区：238℃；五区：218℃；六区：177℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.04Mpa，冷却水的温度控制在21℃；
第六步，编织增强层
采用57°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：161℃；二区： 173℃；三区：205℃；四区：215℃；五区：188℃；六区：168℃；
第九步，检验和包装。
实施例7
第一步 选料
称取制备内衬层、外衬层的原料各一份，每份含有PA12 100千克、润滑剂4千克、增塑剂4.5千克、热稳定剂7.8千克；
称取制备阻隔层的原料：
EVOH 100千克、增塑剂2.2千克、热稳定剂1.1千克；
称取制备外保护层的原料：
聚氨酯100千克、抗老化剂5.2千克、耐低温剂2.1千克、阻燃剂3.2千克、聚乙二酸丙二醇酯10千克；
第二步，烘干主料
将称取的PA12、EVOH和聚氨酯在温度为80℃烘干6小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：180℃；二区：194℃；三区：223℃；四区：235℃；五区：220℃；六区：179℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-0.04Mpa，冷却水的温度控制在21℃；
第六步，编织增强层
采用60°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：160℃；二区： 180℃；三区：205℃；四区：210℃；五区：189℃；六区：170℃；
第九步，检验和包装。
采用上述方法生产的压缩天然气管，阻隔层采用EVOH材料，气密性强，能有效防止高压的天然气泄漏，而造成气体浪费、爆炸等事故的发生，使用寿命在半年以上，是现有天然气管的倍以上，工作压力大于等于35Mpa，并且导静电力强，防止着火或爆炸。
Claims (6)
1.压缩天然气管，包括内层、增强层、导静电层和外保护层，其特征在于：所述内层由内至外依次是内衬层、阻隔层和外衬层，所述内衬层和外衬层包括有下列重量份的材料：
PA11或PA12 100、 润滑剂 3—5、
增塑剂 4—5 、 热稳定剂 7—8；
所述阻隔层包括有下列重量份的材料：
EVOH 100、 增塑剂 2-2.4、
热稳定剂 1—1.2。
2.根据权利要求1所述的压缩天然气管，其特征在于：所述的内衬层、阻隔层和外衬层的厚度比为2：1：2。
3.根据权利要求1所述的压缩天然气管，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钡，所述增塑剂为邻苯二酸或氯化石蜡，所述热稳定剂为二盐基硫酸铅或钛白粉。
4.根据权利要求1所述的压缩天然气管，其特征在于：所述外保护层包括有下列重量份的材料：
聚氨酯 100、 抗老化剂4.5-5.5、
耐低温剂 1.5-2.5 、 阻燃剂 2.5-3.5、
聚乙二酸丙二醇酯或环氧脂肪酸丁酯 9-11。
5.根据权利要求4所述的压缩天然气管，其特征在于：所述抗老化剂为碳酸三甲苯酯或亚磷二苯酯；所述耐低温剂为乙二醇碳酸酯或邻苯二甲酸二辛酯；所述阻燃剂为磷酸三酯、三氧化二锑或氢氧化铝。
6.制备压缩天然气管的方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：
第一步 称取原料
按照各原料的重量比称取制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料；
第二步，烘干主料
将称取的PA11或PA12 、EVOH和聚氨酯在温度为75℃—85℃烘干5.5—6.5小时，使其水份小于等于0.02%；
第三步，搅拌
将制备内衬层、外衬层、阻隔层和外保护层的原料分别在搅拌机中搅拌均匀；
第四步，挤出
将制备内衬层、外衬层、阻隔层的原料搅拌均匀后分别输入三个不同的挤出机中，三个挤出机的出料口同时输入到三层挤出模具中挤出，挤出机的挤出温度为：一区：170℃～180℃；二区：185℃～195℃；三区：210℃～225℃；四区：225℃～240℃；五区：210℃～220℃；六区：175℃～180℃；
第五步，定径
将挤出的内层在定型真空箱内定径，定型真空箱内的真空压力为：-O.02Mpa～-0.04 Mpa，冷却水的温度控制在19℃-21℃；
第六步，编织增强层
采用50°-60°的编织角度编织增强层；
第七步，缠绕导静电层
在增强层外侧缠绕钢丝或铜丝；
第八步，包覆外保护层
将制备外保护层的原料搅拌均匀后到外保护层挤出机中，挤出机的挤出温度为：一区：160℃～165℃；二区：170℃～180℃；三区：190℃～210℃；四区：200℃～220℃；五区：185℃～190℃；六区：165℃～170℃；
第九步，检验和包装。
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