CN109096592B - 一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚烯烃组合物，按重量份计，所述的聚烯烃组合物包括如下原料组分：100份乙烯‑乙烯醇无规共聚物、10‑50份聚丙烯、1‑20份热塑性聚酯弹性体、0.1‑15份填料。本发明专利将高阻隔性、耐温性好的乙烯‑乙烯醇无规共聚物与聚丙烯、热塑性聚酯弹性体、填料按照特定比例共混，制备出刚性增韧的新型管材专用料。该新型聚烯烃复合材料不仅具有和UHMWPE一样优异的耐磨性、自润滑性，同时还具有耐高温的特性，其热变形温度是130℃，维卡软化点达到152‑155℃，可以满足大部分深井管的应用。

Description

一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种聚烯烃组合物及其制备方法和应用。
背景技术
我国许多主力油田已进入中、高含水开发期，随着综合含水的不断上升，油气采集系统的腐蚀日趋严重，腐蚀成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，是造成管道事故的最主要原因。由于原油中有大量侵蚀性物质存在，如CO2、H2S、Cl-、少量溶解氧和细菌等，受所有这些因素及其交互作用的影响，油管必然遭受严重的腐蚀，油田安全生产受到严重的威胁，而油田工作人员不得不采用临时电焊修补的方式，对破损处进行修复，给油田作业带来极大的不便，同时也造成了较大的经济损失。
常用的井管防腐方法有：氮化、环氧粉末喷涂、钛纳米喷涂、碳锆涂镀、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管内衬等。而市场上的这些防腐方法中，氮化、环氧粉末喷涂等，属低端防腐技术，产品质量不稳定，防腐效果不理想，缺乏竞争力。UHMWPE管内衬防腐技术具有轻质、高强、耐磨、耐腐蚀、不结垢，几乎不被油、水、盐等介质侵蚀的特点，但是UHMWPE作为油井内衬管还是有不足之处，UHMWPE的热变形温度是55-60℃，维卡软化点在120℃，由于不耐高温，无法在井深超过1200米的油井应用。
在常温层以下，地温随着深度逐渐增高，平均每深100米，温度增高3℃。由于我国的油井大多数超过1000米，因此UHMWPE内衬管无法在较高温度下应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温耐磨的聚烯烃组合物及其制备方法和应用。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
本发明的一个目的是提供一种聚烯烃组合物，按重量份计，所述的聚烯烃组合物包括如下原料组分：100份乙烯-乙烯醇无规共聚物、10-50份聚丙烯、1-20份热塑性聚酯弹性体、0.1-15份填料。
优选地，所述的乙烯-乙烯醇无规共聚物的熔体质量流动速率为0.7-10g/10min。
优选地，所述的聚丙烯为熔体质量流动速率为0.1-5g/10min的共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯。
优选地，所述的热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇醚嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙二醇醚嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙交酯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙交酯嵌段共聚物中的一种或几种。
优选地，所述的填料为石墨烯、石墨、二氧化硅、二硫化钼、滑石粉中的一种或几种。
优选地，所述的填料的平均粒径为10纳米～100微米。
本发明的另一个目的是提供一种所述的聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：按重量份将所述的乙烯-乙烯醇无规共聚物、所述的聚丙烯、所述的热塑性聚酯弹性体、所述的填料混合10～60min得到所述的聚烯烃组合物。
本发明的第三个目的是提供一种管材，由所述的聚烯烃组合物挤出成型制得。
本发明的第四个目的是提供一种所述的管材的制备方法，将所述的聚烯烃组合物在单螺杆挤出机中挤出成型，挤出温度为200～250℃。
本发明的第五个目的是提供一种所述的聚烯烃组合物或所述的管材在深井管中的应用。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明专利将高阻隔性、耐温性好的乙烯-乙烯醇无规共聚物与聚丙烯、热塑性聚酯弹性体、填料按照特定比例共混，制备出刚性增韧的新型管材专用料。该新型聚烯烃复合材料不仅具有和UHMWPE一样优异的耐磨性、自润滑性，同时还具有耐高温的特性，其热变形温度是130℃，维卡软化点达到152-155℃，可以满足大部分深井管的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，本发明中所用原料均可市购获得。
实施例1
按重量份将100份熔体质量流动速率为0.7g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、10份流动速率为5g/10min的共聚聚丙烯、10份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇醚嵌段共聚物、0.1份平均粒径为300纳米的二氧化硅高速混合，混合时间为10分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为200℃。
管材的各项性能指标见表1。
实施例2
按重量份将100份熔体质量流动速率为2g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、25份流动速率为1g/10min的共聚聚丙烯、1份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙交酯嵌段共聚物、1份平均粒径为10纳米的石墨烯混合，混合时间为60分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为200℃。
管材的各项性能指标见表1。
实施例3
按重量份将100份熔体质量流动速率为3g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、50份流动速率为0.1g/10min的均聚聚丙烯、5份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙二醇醚嵌段共聚物、3份平均粒径为40微米的石墨混合，混合时间为30分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为210℃。
管材的各项性能指标见表1。
实施例4
按重量份将100份熔体质量流动速率为5g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、20份流动速率为4g/10min的均聚聚丙烯、20份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙交酯嵌段共聚物、15份平均粒径为100微米的滑石粉混合，混合时间为50分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为230℃。
管材的各项性能指标见表1。
实施例5
按重量份将100份熔体质量流动速率为7g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、30份流动速率为3g/10min的共聚聚丙烯、3份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙交酯嵌段共聚物、13份平均粒径为50纳米的二硫化钼混合，混合时间为40分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为240℃。
管材的各项性能指标见表1。
实施例6
按重量份将100份熔体质量流动速率为8g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、40份流动速率为2g/10min的共聚聚丙烯、15份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇醚嵌段共聚物、4份平均粒径为2微米的二氧化硅混合，混合时间为15分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为250℃。
管材的各项性能指标见表1。
实施例7
按重量份将100份熔体质量流动速率为9g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、15份流动速率为0.5g/10min的共聚聚丙烯、7份聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙交酯嵌段共聚物、9份平均粒径为60纳米的二氧化硅混合，混合时间为25分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为210℃。
管材的各项性能指标见表1。
对比例
按重量份100份熔体质量流动速率为0.7g/10min乙烯-乙烯醇无规共聚物、10份流动速率为5g/10min的共聚聚丙烯混合，混合时间为10分钟，然后将混合物用单螺杆挤出机挤出管材，挤出温度为200℃。
管材的各项性能指标见表1。
表1
Figure BDA0001776235890000041
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种聚烯烃组合物，其特征在于：按重量份计，所述的聚烯烃组合物包括如下原料组分：100份乙烯-乙烯醇无规共聚物、10-50份聚丙烯、1-20份热塑性聚酯弹性体、0.1-15份填料。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物，其特征在于：所述的乙烯-乙烯醇无规共聚物的熔体质量流动速率为0.7-10g/10min。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物，其特征在于：所述的聚丙烯为熔体质量流动速率为0.1-5g/10min的共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物，其特征在于：所述的热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇醚嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙二醇醚嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚丙交酯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙交酯嵌段共聚物中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的聚烯烃组合物，其特征在于：所述的填料为石墨烯、石墨、二氧化硅、二硫化钼、滑石粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1或5所述的聚烯烃组合物，其特征在于：所述的填料的平均粒径为10纳米～100微米。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：按重量份将所述的乙烯-乙烯醇无规共聚物、所述的聚丙烯、所述的热塑性聚酯弹性体、所述的填料混合10～60min得到所述的聚烯烃组合物。
8.一种管材，其特征在于：由权利要求1至6中任一项所述的聚烯烃组合物挤出成型制得。
9.一种如权利要求8所述的管材的制备方法，其特征在于：将权利要求1至6中任一项所述的聚烯烃组合物在单螺杆挤出机中挤出成型，挤出温度为200～250℃。
10.一种如权利要求1至6中任一项所述的聚烯烃组合物或权利要求8所述的管材在深井管中的应用。
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