[发明专利]一种核电专用耐高压PE管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于PE管材技术领域，特别涉及一种用于核电站工程项目的耐高压聚乙烯(PE)管材及其制备方法。

背景技术

核电属于清洁能源，是我国优先发展的产业。截至2008年底，我国已建成浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地，现役核电机组11台、装机容量910万千瓦。按照2007年《核电中长期发展规划》确定的我国核电发展目标，到2020年我国要建4000万千瓦的核电，核电的比例要从2％提高到4％。

如今，我国已建成的浙江秦山、广东大亚湾、江苏田湾以及浙江三门四个核电基地，使用寿命为40年，核电站用高压力PE管是海水循环管路系统的管道是从美国进口的，但从现在开始要求新建的核电站的使用寿命提高到60年，相应的核电站用高压力PE管也要达到使用寿命60年。

核电专用高压PE管道的一个最主要特点是安全性要求极高，所以对其质量要求就更加严格。基于此，核电专用聚乙烯(PE)管具有极高的安全性指标，管材及管件壁厚等级达到SDR7.4或SDR9，生产工艺要求极高；依据核电工业要求，采用英制系列，与常规聚乙烯管道公制系列存在差异；产品采用美国标准，在我国还是空白。

虽然聚乙烯管道在国内已经大量用于市政供水管、燃气管、煤矿用管等领域，但这些管道的壁厚等级最高为SDR11(管材的标准尺寸比)，而用于核电工程的改性聚乙烯管壁厚等级达到SDR9与SDR7，远高于目前对燃气管、矿用管和市政供水管的壁厚等级要求。核电专用改性聚乙烯管道输送介质温度高、压力大，因此管材的壁厚等级非常高。

目前，核电工业管道以特种钢管应用较多，专用高压力聚乙烯(PE)改性管道应用基本属于空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电专用耐高压PE管材，包括如下重量份的组分：

所述乙烯基聚合物选自高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶中的一种或几种。

所述的高密度聚乙烯的密度为0.9470-0.9530g/cm³,熔体质量流动速率为0.22-0.32g/10min。

所述的紫外线吸收剂为2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑。

所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯与4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)按重量比1：1复配。

所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或几种。

所述加工助剂为茂金属和稀土类助剂。

本发明的另一目的在于提供一种PE管材的制备方法，包括如下步骤：

1)将上述组分在密炼机中共混造粒，密炼机的温度180-220℃，共混时间15-20min，转速300-500rad/min，气压0.03-0.05MPa；

2)经密炼共混造粒后，于单螺杆挤出机挤出，制成管材，挤出机的转速10-20rad/min，1段温度为175℃，2段温度为180℃，3段温度为180-185℃，4段温度为190-210℃。

所述单螺杆挤出机的长径比为36D。

与现有技术相比，本发明的积极效果如下：

1.紫外线吸收剂与抗氧剂共用，具有抗热老化的协同效应，能显著提高材料的抗热老化性能，满足核电站对聚乙烯管高温度下使用60年的要求；

2.WMF108型增韧剂与XH系列功能型抗压改性剂共用具有增韧、耐压的协同效应；

3.该核电专用耐高压PE管材，其壁厚等级达SDR7.4和SDR9(分别对应公称压力MPa2.5和Mpa2.0)，超过了国家标准规定的公称压力MPa1.6，因此具有极高的安全性能要求；对于核电用30”(外径762MM)的管道其壁厚达到84.7MM和108.9MM,这在国内目前为止是首创；

4.该核电专用耐高压PE管材可实现国产化，促进核电站PE海水循环管路系统的应用，有着很好的发展前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实施例中所使用的原料，来源如下：

1、乙烯基聚合物：

高密度聚乙烯：上海石化，型号PE:P5003D