[发明专利]一种管材组合物、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种管材组合物、其制备方法及应用。所述管材组合物包括聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸醇酯、聚四氟乙烯、磷酸二氢钠和钛白粉。本发明提供的管材组合物因具有良好的耐高温、低温性能使得能够在昼夜温差较大的环境中仍然具有良好的韧性和机械强度，因而能够长期使用；因具有突出的耐辐照性使得具有其他材料所没有的耐老化性能。此外，本发明的管材组合物还具有耐酸、碱，以及在H₂S、CO₂、Cl^‑等腐蚀介质的环境中良好的耐蚀性能。

技术领域

本发明提供了一种管材组合物，特别是应用于高温、低温、酸、碱、H₂S、CO₂和Cl^-中的至少一种环境中。

背景技术

常用于油田现场的柔性管内衬材料为聚乙烯树脂、交联聚乙烯(PEX)、耐热性聚乙烯(PE-RT)以及偏氟聚乙烯(PVDF)等。在高温输送的过程当中，小分子气体介质外泄透出极易造成这些材料的老化并最终造成管道失效。现有的非金属材料如柔性连续复合管、HTPO内衬管长期运行温度≤70℃，而塔河油田现场管输介质温度较高，更容易出现管道失效问题。

目前PVC、PE以及耐高温的HDPE等材料被用来改性做耐高温管。市场上改性后的PVC管材大都由聚氯乙烯及大量的添加剂混合制造而成，耐热性能较差，当温度超过75℃后，会挥发出氯气等有害气体，同时大大降低了管材的使用寿命；在-10℃的冷水中，容易造成管材硬化，韧性降低，缩短管材的使用寿命。HDPE虽然具有一定的耐热性与耐寒性，机械性能较好，并且在低温条件下，仍能保持一定的韧性，但在-70℃甚至更低温度以及80℃甚至更高温度的环境下，其韧性及机械强度则难以满足油田现场所应用的稠油加热集输工艺的实际需求。因此，现场在加热炉出口集输温度较高的管道，最高达80℃以上，非常容易出现非金属管材高温运行失效的问题。

发明内容

本发明之一提供了一种管材组合物，其包括聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸醇酯、聚四氟乙烯、磷酸二氢钠和钛白粉。

在一个具体实施方式中，聚酰亚胺树脂78至85质量份，聚对苯二甲酸醇酯15至20质量份，聚四氟乙烯2.5至2.8质量份，磷酸二氢钠5至8质量份，钛白粉4.5至5质量份。

在一个具体实施方式中，所述聚对苯二甲酸醇酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本发明之二提供了一种制备如本发明之一中任意一项所述的管材组合物的方法，其包括如下：

1)将聚酰亚胺树脂干燥，之后进行冷却，得到干燥后的聚酰亚胺树脂；

2)将干燥后的聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸醇酯、聚四氟乙烯、磷酸二氢钠和钛白粉加入到混料机中混合，得到混合物料；

3)将混合物料加入到平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒，得到管材粒料；

4)将管材粒料加入单螺杆挤出机中，挤出成型、真空定径、水冷、切割。

在一个具体实施方式中，在步骤1)中，于100至105℃干燥2至3h。

在一个具体实施方式中，在步骤2)中，于75至85℃混合4至6min。

在一个具体实施方式中，在步骤3)中，于220至260℃下熔融。

在一个具体实施方式中，在步骤3)中，所述管材粒料的平均粒径为8至10毫米。

本发明之三提供了根据本发明之一中任意一项所述的管材组合物或本发明之二中任意一项所述的方法制备得到的管材组合物在高温、低温、酸、碱、H₂S、CO₂和Cl^-中的至少一种环境中的应用。其中，由于酸和碱是相对的，因此，在涉及到酸和碱时，所述应用不包括所述管材组合物在既为酸又为碱的环境中的应用，而是所述管材组合物在酸或碱之一的环境中的应用。