[发明专利]一种海底管道防腐节点用辐射交联聚丙烯热缩带及其制备方法

说明书

本发明提供了一种海底管道防腐节点用辐射交联聚丙烯热缩带及其制备方法，所述海底管道防腐节点用辐射交联聚丙烯热缩带由辐射交联聚丙烯基材和聚丙烯热熔胶组成，所述聚丙烯热熔胶组分按重量计，包括：马来酸酐接枝无规共聚聚丙烯35％～55％；马来酸酐接枝嵌段共聚聚丙烯10％～20％；马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10％～15％；聚烯烃弹性体10％～20％；增粘树脂10％～20％；氯化聚丙烯5％～10％；非晶态α‑烯烃共聚物3％～7％；氧化石墨烯(GO)1％～3％。本发明提供的海底管道防腐节点用辐射交联聚丙烯热缩带在常温和高温下都有很高的剪切强度和剥离强度，具有良好的耐热水浸泡性能，满足海底管道高温、海水腐蚀下的性能要求。

技术领域

本发明涉及油气管道防腐技术领域，特别涉及一种海底管道防腐节点用辐射交联聚丙烯热缩带及其制备方法。

背景技术

随着我国海洋石油开采技术的不断进步，海洋油气田开发也逐渐由浅水海域向深水海域转移，对于海底开采油气的运输需求也越来越多。管道运输是海底油气运输的主要方法之一，具有连续、快捷、安全、经济的特点。海底油、气集输管道，干线管道和附属的增压平台以及管道与平台连接的主管等海洋管道的铺设质量对于输送效率、安全及运行寿命非常重要，而海底管道节点处补口是其中的关键环节。

由于原油的粘稠度非常大，为了提高管道输送效率，通常采用提高运行温度的方法来降低原油黏度，最高运行温度可达110℃以上，同时考虑到海水腐蚀，温度损失，浮力等多种因素影响，使得海底管道节点补口的防腐要求与陆上管道相比，还应当具有良好的高温搭接剪切强度以及耐热水浸泡性。热缩带是由基材和热熔胶复合而成的带状材料，具有施工效率高、防腐效果好的优点，是海底管线最常用的节点防腐形式。

由于聚丙烯辐照后容易降解，辐照交联后的耐火性差，火把烘烤后表面分解严重，所以现在国内的聚丙烯热缩带基材还是以聚乙烯为主，通过加入适量的聚丙烯来提高基材的耐高温性能和其他物理性能。但是由于聚丙烯和聚乙烯的相容性较差，会导致以聚乙烯为主的基材与以聚丙烯为主料的热熔胶产生不粘或者粘接强度低的问题。所以目前国内聚丙烯热缩带的聚丙烯热熔胶还是以聚乙烯接枝料为主，添加少量聚丙烯接枝料，导致国内的聚丙烯热缩带高温最高运行温度只能达到100℃，且胶的高温剪切强度(100℃只有0.5MPa左右)和高温剥离(100℃只有2N/mm左右)较小，与国外的产品有较大的差距。

目前海底管道的防腐层主要使用熔结环氧粉末(FBE)、双层熔结环氧粉末(双层FBE)、三层聚乙烯(3PE)、三层聚丙烯(3PP)以及高性能复合涂层(HPCC)。3PP涂层技术成熟前，海底管道主要使用3PE涂层，耐高温性较差，管道最高运行温度只能达到80℃，而使用3PP涂层的管道的最高运行温度能达到110℃以上，这就要求热缩带所用的热熔胶能满足：①、长期承受110℃的高温而性能不会发生较大的衰减；②、具有较高的高温剪切强度(110℃剪切强度大于等于1.0MPa)和高温剥离强度(110℃剥离强度大于等于40N/mm)；③、与管体防腐层PP和无溶剂环氧底漆都能形成良好粘接。由于3PP涂层在我国的应用还不是很广泛，节点补口用聚丙烯热缩带的研究非常少。目前国产聚丙烯热缩带能达到的最高运行温度只有100℃，且高温(100℃)的剪切强度只有0.5MPa左右，不能满足国际标准ISO21809-3-2016的要求，导致在这一领域一直被国外产品垄断。

申请号为CN201610726843.9的中国专利申请公布了一种聚丙烯热熔胶、其制备方法及聚丙烯热收缩带的制备方法，但是其所能应用的最高运行温度为100℃，高温剪切(100℃)只有0.5MPa。

申请号为CN201610370539.5的中国专利申请公布了一种耐高温辐射交联聚丙烯热缩带用热熔胶、热缩带及其制备方法，但是其所能承受的最高运行温度为100℃，且高温剪切(100℃)只有0.5MPa。

上述发明都没有解决聚丙烯热收缩带高温搭接剪切强度小的问题，与国外同类产品具有较大的差距，影响了海底管道的运行可靠性和服役寿命。

发明内容