CN103602275A - 新型管道防腐热缩带用两层结构固定片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其包括辐射交联聚乙烯片层和热熔胶层，所述辐射交联聚乙烯片层材料按质量份数计，其组分包括：72～86份聚乙烯，0～20份乙烯基树脂，1～5份增塑剂，0.3～1份抗氧剂，2～7份炭黑，1～6份填料。本发明提供的管道防腐热缩带用两层结构固定片，其施工更为简捷方便，两层结构不易翘边脱落，同时此固定片较常规固定片更薄，施工时固定片热熔胶更易熔化，可以提高其粘结质量，从而提高整个补口管道的防腐质量。而且本发明的新型两层结构固定片生产工艺简单，成本较低，适用性更广，作为新型产品必将获得巨大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及管道防腐方面，具体而言，涉及一种新型管道防腐热缩带用两层结构固定片。
背景技术
目前，在管道施工中与三层聚乙烯外防腐钢管配套使用的现场焊接防腐补口材料主要采用辐射交联聚乙烯热缩带，热缩带需要绕焊口一圈后把两端相互搭接在一起，然后再把一块固定片粘接在搭接部位的外露边线两侧上(沿管纵向)，从而形成带有搭接部位的热缩套。固定片若出现脱落、滑移、翘边等现象会直接影响热缩带的固定效果，从而对整个防腐层的防腐质量产生至关重要的影响；
目前国内常用的固定片为三层结构：辐射交联聚乙烯片、玻璃纤维网以及热熔胶，其生产工艺较为繁琐，成本较高，三层结构复杂导致安装容易翘边、脱落，同时由于固定片热熔胶熔点较高，三层结构使其难以充分熔化，固定效果无法保持稳定，因此，开发新型两层结构的固定片对于提高生产效率、降低成本、丰富产品类型、提高防腐质量有着重要的意义。
发明内容
本发明解决了现有技术中的不足，提供一种加工成本相对较低、施工工艺更方便快捷、固定效果更加优异的管道防腐热缩带用新型两层结构固定片。
本发明的技术方案为：一种新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，其包括辐射交联聚乙烯片层和热熔胶层，所述辐射交联聚乙烯片层材料按质量份数计，其组分包括：72～86份聚乙烯，0～20份乙烯基树脂，1～5份增塑剂，0.3～1份抗氧剂，2～7份炭黑，1～6份填料。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述辐射交联聚乙烯片层材料按质量份数计，其组分包括：78份聚乙烯，13份乙烯基树脂，2份增塑剂，0.6份抗氧剂，4份炭黑，2.4份填料。
本发明的一个较佳实施方案中，进一步包括，所述乙烯基树脂为富马酸改性型乙烯基树脂。本发明在制备辐射交联聚乙烯片层材料的配方中添加乙烯基树脂的基础上，更优选添加了富马酸改性型乙烯基树脂，富马酸改性型乙烯基树脂比普通的乙烯基树脂可承受更高的外力冲击，而且其属于低收缩的不饱和聚酯树脂，在配方中添加富马酸改性型乙烯基树脂更好的解决了固定片基材的收缩性问题，使得固定片基体材料（辐射交联聚乙烯片层材料）具有更低的收缩率。
本发明的一个较佳实施方案中，进一步包括，所述增塑剂为氯化石蜡。本发明在制备辐射交联聚乙烯片层材料的配方中添加了氯化石蜡作为增塑剂，不但提高辐射交联聚乙烯片层材料的性能，而且还具有阻燃性能，相对于以往配方增加了材料的阻燃性。
本发明的一个较佳实施方案中，进一步包括，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本发明的一个较佳实施方案中，进一步包括，所述填料包括碳酸钙或氢氧化铝。本发明在制备辐射交联聚乙烯片层材料的配方中添加了碳酸钙或氢氧化铝较为常见的填料，这些填料添加能够降低固定片基体材料（辐射交联聚乙烯片层材料）的收缩率。
本发明的一个较佳实施方案中，进一步包括，一种用于制备新型管道防腐热缩带用两层结构固定片的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）制备辐射交联聚乙烯片层材料，并将辐射交联聚乙烯片层材料通过挤出机挤出拉伸成薄片材料；
（2）将热熔胶均匀涂覆在通过步骤（1）制备的辐射交联聚乙烯片层材料上，得到两层结构固定片的复合材料；
（3）将步骤（2）中制备的两层结构固定片的复合材料进行辐照，辐照剂量为6～8Mrad，然后冷却，制得两层结构固定片样品。
本发明的一个较佳实施方案中，进一步包括，步骤（1）所述辐射交联聚乙烯片层材料的制备方法包括以下步骤：
A：称取辐射交联聚乙烯片层材料配方中对应的各组分，备用；
B:将步骤A中称取的各组分投入密炼机中，温度控制在140～170℃范围内，密炼30分钟后，通过挤出、拉伸、冷却、切粒等工艺，制成母料；
C:将步骤B中的母料投入挤出机中，温度控制在165±5℃将母料挤出拉伸成薄片材料；
D:将步骤C中制备的片材在电子加速器中进行辐照交联，辐照剂量为6Mrad，然后冷却，制得辐射交联聚乙烯片层材料。
本发明的解决了现有技术的缺陷，具有以下有益效果：
1.在本发明制备固定片基材（辐射交联聚乙烯片层材料）的配方中，选择聚乙烯和乙烯基树脂以及其他辅助加工助剂制备出来的固定片基材具有更低的收缩率，均低于5%，这样的基材加工固定片的固定效果更加优异。
2.本发明将原本用于管道防腐热缩带的固定片的三层结构简化成两层结构，制造工艺简化，制造成本相对变低。
3.本发明制备的用于新型管道防腐热缩带用两层结构固定片经过性能测试，其机械强度较强，而且烘烤过后无滑移、无翘边现象，很好的解决了现有技术中固定片粘结不牢固的问题。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，并更好的呈述本发明的上述优点，下面结合具体实施案例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
（1）称取78份聚乙烯，13份富马酸改性型乙烯基树脂，2份氯化石蜡，0.6份抗氧剂1010，4份炭黑，2.4份碳酸钙填料，备用；然后称取的各组分原料投入密炼机中，温度控制在160℃左右，密炼30分钟后，通过挤出、拉伸、冷却、切粒等工艺，制成母料；
（2）将母料投入挤出机中，温度控制在165±5℃将母料挤出拉伸成薄片材料，薄片材料的尺寸控制在0.2～0.3mm左右，将薄片材料在电子加速器中进行辐照交联，辐照剂量为6Mrad，然后通过冷却，制得辐射交联聚乙烯片层材料。
（3）将热熔胶均匀涂覆在上步中制备的辐射交联聚乙烯片层材料上面，得到两层结构固定片的复合材料；
（4）最后再将两层结构固定片的复合材料进行辐照，辐照剂量为6Mrad，然后通过冷却，制得两层结构固定片样品。
实施例2
（1）称取72份聚乙烯，20份富马酸改性型乙烯基树脂，1份氯化石蜡，1份抗氧剂1010，2份炭黑，4份碳酸钙填料，备用；然后称取的各组分原料投入密炼机中，温度控制在140℃，密炼30分钟，通过挤出、拉伸、冷却、切粒等工艺，制成母料；
（2）将母料投入挤出机中，温度控制在165±5℃将母料挤出拉伸成薄片材料，薄片材料的尺寸控制在0.2～0.3mm左右，将薄片材料在电子加速器中进行辐照交联，辐照剂量为6Mrad，然后通过冷却，制得辐射交联聚乙烯片层材料。
（3）将热熔胶均匀涂覆在上步中制备的辐射交联聚乙烯片层材料上面，得到两层结构固定片的复合材料；
（4）最后再两层结构固定片的复合材料进行辐照，辐照剂量为7Mrad，然后通过冷却，制得两层结构固定片样品。
实施例3
（1）称取85份聚乙烯，1份富马酸改性型乙烯基树脂，5份氯化石蜡，0.3份抗氧剂1010，7份炭黑，1.7份氢氧化铝填料，备用；然后将称取的各组分投入密炼机中，温度控制在170℃内，密炼30分钟，通过挤出、拉伸、冷却、切粒等工艺，制成母料；
（2）将母料投入到挤出机中，温度控制在165±5℃将母料挤出拉伸成薄片材料，薄片材料的尺寸控制在0.2～0.3mm左右，将薄片材料在电子加速器中进行辐照交联，辐照剂量为6Mrad，然后通过冷却，制得辐射交联聚乙烯片层材料。
（3）将热熔胶均匀涂覆在上步中制备的辐射交联聚乙烯片层材料上面，得到两层结构固定片的复合材料；
（4）最后再将两层结构固定片的复合材料进行辐照，辐照剂量为8Mrad，然后通过冷却，制得两层结构固定片样品。
本发明实施案例中聚乙烯、富马酸改性型乙烯基树脂、氯化石蜡、抗氧剂1010，炭黑、氢氧化铝和碳酸钙等原料均采用市场上常见的原料，密炼机、挤出机都是行业内常见的，电子加速器型号为DD型，额定功率达到2.0Mev,辐照剂量在1～20Mrad范围内可调。
性能测试
对实施例1-3和市售的同类的固定片做性能测试，包括断裂拉伸强度、拉伸屈服强度、收缩率和烘烤性能测试等。其中断裂拉伸强度和拉伸屈服强度的测试标准为GB/T1040，断裂拉伸强度是指在拉伸试验中，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力；拉伸屈服强度是指当材料所受应力超过弹性极限后，变形增加较快，除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形，当应力达到一个值后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象为屈服；这阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点，下屈服点的数值较为稳定，成为材料抗力的指标，称为屈服强度。
收缩率是指固定片样品在成型温度下尺寸与模具中取出来冷却至室温后尺寸之差的百分比，本发明的收缩率按照EN12068来测试的。再将本发明实施例1-3中制备的两层结构的固定片与市售的固定片进行烘烤，观察固定片的的热熔胶是否均匀熔化，是否出现滑移和翘边现象。
由表1中的测试结果可知，实施例1-3中，实施例1中制备的固定片在烘烤之后仍然与管道补口防腐热缩带有很好的粘结，保持原状，无滑移和翘边现象，而且其断裂拉伸强度和拉伸屈服强度分别为39.6和21.3MPa，均比实施例2和实施例3中的固定片的断裂拉伸强度和拉伸屈服强度要大，而实施例1中固定片的收缩率最低为1.1%，远远小于标准5%，说明本发明制备的固定片的不易收缩是稳固的材料，能够很牢固的起到固定作用。通过性能测试结果数据对比，本发明实施例1中制备的固定片的性能相对最佳，因此，实施例1为最佳实施例。
市售固定片通过与实施例1-3中制备的固定片经过相同的性能测试，市售固定片的断裂拉伸强度为26.2MPa，稍微高于标准中的25MPa，但是其拉伸屈服强度为14.9MPa，没有优于标准中的15MPa，说明其抗外力的能力相对较差；其收缩率达到5.3%，高于5%的收缩率说明该材料相对易收缩，稳固性能较差。经过烘烤后，市售的固定片相对于管道补口防腐热缩带出现滑移现象，而且固定片的两侧出现严重的翘边现象。
通过本发明实施例1-3中制备的固定片与市售普通的固定片做性能对比，可知本发明制备的固定片具有明显的优点：固定片收缩率为1.1～1.6%，远远低于5%，这样的固定片的基材加工的固定片的固定效果更加优异；烘烤过后无滑移、无翘边现象，很好的解决了现有技术中固定片粘结不牢固的问题；本发明将原本用于管道防腐热缩带的固定片的三层结构简化成两层结构，制造工艺简化，制造成本相对变低。
本发明的管道防腐热缩带用两层结构固定片，施工更为简捷方便，两层结构不易翘边脱落，同时两层结构固定片较常规固定片更薄，施工时固定片热熔胶更易熔化，可以提高粘结质量，从而提高整个补口管道的防腐质量。而且本发明的新型两层结构固定片生产工艺简单，成本较低，适用性更广，作为新型产品必将获得巨大的经济效益。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
表1 性能测试结果
Claims (8)
1.一种新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，其包括辐射交联聚乙烯片层和热熔胶层，所述辐射交联聚乙烯片层材料按质量份数计，其组分包括：72～86份聚乙烯，0～20份乙烯基树脂，1～5份增塑剂，0.3～1份抗氧剂，2～7份炭黑，1～6份填料。
2.根据权利要求1所述的新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，所述辐射交联聚乙烯片层材料按质量份数计，其组分包括：78份聚乙烯，13份乙烯基树脂，2份增塑剂，0.6份抗氧剂，4份炭黑，2.4份填料。
3.根据权利要求2所述的新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，所述乙烯基树脂为富马酸改性型乙烯基树脂。
4.根据权利要求2所述的新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，所述增塑剂为氯化石蜡。
5.根据权利要求2所述的新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
6.根据权利要求2所述的新型管道防腐热缩带用两层结构固定片，其特征在于，所述填料包括碳酸钙或氢氧化铝。
7. 一种用于制备权利要求1-6所述的新型管道防腐热缩带用两层结构固定片的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）制备辐射交联聚乙烯片层材料，并将辐射交联聚乙烯片层材料通过挤出机挤出拉伸制成薄片材料；
（2）将热熔胶均匀涂覆在通过步骤（1）制备的辐射交联聚乙烯片层材料上，得到两层结构固定片的复合材料；
（3）将步骤（2）中制备的两层结构固定片的复合材料进行辐照，辐照剂量为6～8Mrad，然后冷却，制得两层结构固定片样品。
8.根据权利要求7所述的一种用于制备新型管道防腐热缩带用两层结构固定片的方法，其特征在于，步骤（1）所述辐射交联聚乙烯片层材料的制备方法包括以下步骤：
A：称取辐射交联聚乙烯片层材料配方中对应的各组分原料以备用；
B:将步骤A中称取的各组分原料投入密炼机中，温度控制在140～170℃范围内，密炼30分钟，通过挤出、拉伸、冷却、切粒等工艺，制成母料；
C:将步骤B中的母料投入挤出机中，温度控制在165±5℃将母料挤出拉伸成薄片材料；
D:将步骤C中制备的薄片材料在电子加速器中进行辐照交联，辐照剂量为6Mrad，然后冷却，制得辐射交联聚乙烯片层材料。
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