[发明专利]高耐磨防腐纳米无机粒子交联聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联聚乙烯复合材料及其制备方法，具体的说是一种高耐磨防腐纳米无机粒子交联聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，化工、石油、船舶、电厂、公用事业等各行业对管道、泵等防腐要求日益迫切而且档次不断提高，对材料防腐性能也提出了越来越高的要求。为了赋予管道更加优越的防腐性能，曾经采用塑料管代替钢管，但是在大多数使用场合，由于塑料管的强度、钢度不够，大大地限制了它的使用范围。钢塑复合防腐管是在钢管壁表面涂敷一层良好的塑料涂层保护膜,它不但克服了塑料管强度刚度不够的弱点，而且具有塑料良好的耐磨性、防腐性，在输送一些介质时不易形成污垢的特点。然而，普通的热塑性防腐内衬，例如热塑性滚塑聚乙烯，在要求苛刻的应用领域（高温强碱腐蚀、卤系酸液腐蚀），仍然不能满足要求。在高腐蚀作业环境下，必须采用防腐性能更高的热固性材料。以往这些材料一般采用熔结环氧粉末(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性能能满足油气管道腐蚀防护的要求，但仍有各自的缺陷 (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、热流淌及对环境可能造成的污染，使其应用面越来越窄；聚乙烯三层复合结构防腐施工工艺复杂) 。专利CN101240134A公布了一种环氧改性聚乙烯双组分粉末涂料，该材料在适当环境下发生交联反应，形成互穿网络结构，具有优良的防腐性能，但该方法采用的原料粘度较大，特别是环氧树脂，为了获得优良的机械性能，一般采用高粘度环氧，因此材料粘性大，不适合滚塑成型工艺，而且，该材料的制备方法中，无机粒子的加入属于干混工艺，分散不均匀，用于滚塑成型时，极易沉淀在金属管道和内衬材料之间，大大降低了内衬材料和金属之间的粘结力，在负压环境下，易造成脱壳。专利CN87100920A公布了一种防腐耐磨粉末涂料及该涂料的涂敷方法，以环氧树脂，尼龙粉，双氰胺，铸石粉为原料制备了防腐涂料，该涂料兼有防腐、耐磨、强化的功效，可用于金属管道，酸碱环境中的防腐，但同样由于材料粘性较大，更适合喷涂工艺。

为了获得更高的生产效率，近年来滚塑工艺在防腐行业得到了广泛的应用。目前，国内滚塑原料当中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，限制了线性低密度聚乙烯的应用。

交联聚乙烯滚塑料以高的冲击性能、耐热、耐环境应力开裂、高度防腐方面的优越性，开始应用在防腐内衬方面。目前，交联聚乙烯的研究主要集中在线性低密度聚乙烯的硅烷交联工艺方面。专利CN 1876706A 公布了硅烷交联聚乙烯塑料的制备方法，该方法广泛应用在抗开裂管材、电缆料方面，但该工艺成型的材料必须经过水浴（或蒸气浴）后处理，增加了工艺流程和成本，而且材料的交联度不高，不能满足高度防腐的要求。专利CN1524899A、CN1523052A 以线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯复合配料为基础树脂，采用过氧化物交联工艺制备交联聚乙烯滚塑专用料，该工艺制备的交联聚乙烯具有良好的抗冲击和耐化学性能，但两种原料都是低密度聚乙烯，原料的耐腐蚀性能相对交差，经过交联以后，密度进一步降低，虽然材料不会被溶解性腐蚀，但容易被溶胀性腐蚀，实际上不适合用于对腐蚀、阻隔性要求较高的管道；此外，专利CN1039039A 采用辐射的方法制备了辐射型交联聚乙烯，并将材料用于油田集输钢制防腐保温管道的补口方面。然而，相对化学交联，辐射交联效率很低，材料交联度低，无法满足防腐要求，且由于设备限制，很难实现小口径长管道的内防腐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高耐磨防腐纳米无机粒子交联聚乙烯复合材料及其制备方法，可使复合材料具有优异的刚性和硬度，同时具有优异的耐化学腐蚀和阻隔性。本发明解决以上技术问题的技术方案是：

高耐磨防腐纳米无机粒子交联聚乙烯复合材料，由A和B 两组分组成；

A组分按重量百分比由以下原料组成，原料以线性低密度聚乙烯数值计量：线性低密度聚乙烯：100%，聚乙烯改性剂：10-30%（为线性低密度聚乙烯量的10-30%），抗氧剂：0.1-5%（为线性低密度聚乙烯量的0.1-5%）；