[发明专利]热塑性聚酰胺组分和组合物及其生产和安装的方法

说明书

本专利申请要求2013年6月6日提交的美国临时申请序列No.61/831,860、2013年5月16日提交的美国临时申请序列No.61/824,051和2012年12月19日提交的美国临时申请序列No.61/739,402的优先权益，其各自的内容通过引用整体并入本文。

发明领域

本公开涉及含聚酰胺热塑性组分，以及组合物、制品，及生产和安装此类组分的方法。

发明背景

高压管系统用于将油和气从其来源地转移至精炼厂、用于运输含烃流体、水力压裂中的水运输、居住设施和商业设施所用的供水系统和/或相容性化学品的运输。传统上，此类管线，特别是当用于从其来源地转移油和气至精炼厂时，是由钢制备的。尽管钢管线具有针对它们的用途和相对低的生产成本可接受的压力等级，但它们的运输和安装是非常昂贵的，并且它们易于受到腐蚀，因此需要防腐蚀。为此，已经转变使用管线的替代材料。

从20世纪70年代起，聚乙烯管和配件已用于油和气分布。它们为钢管线提供了一种优势，因为它们是可卷绕的、不被腐蚀的并且提供无泄漏的运输流体的方法。然而，聚乙烯管通常仅可在低于10巴的压力下使用。

此外，尽管增强材料可用于提高它们的压力极限，但这可能是一个非常昂贵的方法，所述方法可能需要多层管或包裹有增强材料的管。

用于生产管的其它材料包括聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺6，12和聚偏二氟乙烯(PVDF)。由于相对低的抗拉强度，此类管常常需要被增强以用于领域中。

Evonik Degussa已经公开了气体分布能源所用的聚酰胺12(PA12)管NRG。

UBESTA聚酰胺12也已被公开作为针对气体工业所开发的塑料管系统以用于掩埋和复原现有铸铁和钢气体总管。

直径长达2英寸的卷绕的聚酰胺11高压气体管也已被Arkema所公开。

此外，DuPont已经公开了一种需要增塑剂的油和气体工业所用的聚酰胺6，12管系统。最经常用作高效管而非单独的管的衬垫。

然而，使用具有比HDPE、聚酰胺11和PVDF更高的抗拉强度的替代聚酰胺用于管线构建仍然是非常需要的。

然而，之前从例如尼龙6，6制备管线的努力一直未成功并且产生劣质管。这是因为制造使用挤出或吹塑制备的管线需要基础聚合物或聚酰胺具有极高的熔体粘度和高分子量。

此外，尼龙6，6和尼龙6已被公开对应变断裂更易感和/或敏感(Margolis J.M.“Engineering Thermoplastics-Properties and Applications”，Marcel Dekker，Inc.1985，New York and Basel，第117页)。

发明概述

需要满足用于油气运输所需的性能标准的挤出的聚酰胺管。还需要由具有相对低的熔体粘度的初始热塑性材料挤出热塑性管的方法。

本发明涉及含聚酰胺组合物、制品及生产和使用此类组合物作为含聚酰胺热塑性组分的方法。

因此，本发明的第一方面涉及含聚酰胺组合物。本发明的组合物包含60至99.9重量％的聚酰胺和0.5至40重量％的含有马来酸酐或其功能等效物的抗冲改性剂。在这些组合物中，水分水平低于聚酰胺的平衡水分含量。

本发明的另一方面涉及包含至少一种组分的管，所述至少一种组分由包含60至99.9重量％的水分水平低于聚酰胺的平衡水分含量的聚酰胺和0.5至40重量％的含有马来酸酐或其功能等效物的抗冲改性剂的组合物形成。

本发明的另一方面涉及包含至少一种组分的管，所述至少一种组分由包含60至99.9重量％的水分水平低于聚酰胺的平衡水分含量的聚酰胺和0.5至40重量％的含有马来酸酐或其功能等效物的抗冲改性剂的组合物形成。在一个非限制性实施方案中，由本发明的组合物和方法生产的管在其全长保持一致的椭圆度并且当用水完全饱和时达到至少4000psi的快速爆破应力、不饱和的情况下至少6000psi的快速爆破应力、在82℃下至少1000psi的长期流体静力强度(LTHS)、在23℃下至少2000psi的LTHS和/或至少400psig的针对3”标准尺寸比(SDR)11管的压力设计基数。