本发明涉及一种深海石油输送管道，尤其是涉及一种耐高温耐腐蚀的深海石油输送管道内衬层材料及其制备方法。
背景技术
我国油气资源中，含h2s/co2的酸性天然气田约占已探明储量的20％，近年来国内油田的服役环境日益苛刻，逐步上升的含水率和温度，以及高含量的cl—、co2、h2s等腐蚀性介质，给钢管的应用带来极大风险。为降低腐蚀造成的损失，研究者使用非金属管道代替钢制管道，目前出现的主要有钢骨架塑料管、玻璃钢管、塑料合金复合管等。非金属管道可减缓输送高矿化度水油时所产生的管道内腐蚀，从而减少管道维护工作量。
其中玻璃钢管强度高承压能力高，但抗冲击性能差，冬天容易脆裂；钢骨架塑料管承压能力较低，使用温度较低；塑料合金复合管成本较高，因此，柔性好、耐高压、耐腐蚀的柔性复合高压输送管必将受到石油运输行业的青睐。柔性复合高压输送管从内向外一般分为三层：内衬层、增强层和外保护层，输送石油直接与内衬层接触，因而对内衬层材料的要求尤为苛刻。现有的内衬层材料抗介质渗透性不佳，输送介质(石油、h2s、co2等)易扩散、渗透进入输油管中间的增强层，腐蚀增强层结构，且会因管道内压力骤减或负压情况而导致内层坍塌现象，寿命较短。
技术实现要素：
本发明就是针对现有深海石油输送管道耐高温和耐腐蚀性能差、寿命较短的技术问题，提供一种耐高温和耐腐蚀性能好、寿命较长的深海石油输送管道内衬层材料及其制备方法。
一种深海石油输送管道内衬层材料，以质量百分比计算，其包含85％的a料和15％的b料；其中以重量份计算，
a料含有以下份数的成分：
b料含有以下份数的成分：
聚乙烯(pe)100份
抗氧剂2～3份
催化剂1～1.6份。
优选的，深海石油输送管道内衬层材料，
a料含有以下份数的成分：
b料含有以下份数的成分：
聚乙烯(pe)100份
抗氧剂2份
催化剂1.3份。
优选的，b料中的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
一种上述深海石油输送管道内衬层材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)原材料干燥：三元乙丙橡胶(epdm)和聚乙烯(pe)在60～80℃下干燥，使其水分含量在0.8％以下；
(2)a料(硅烷接枝料)的生产：将相应份数的三元乙丙橡胶(epdm)、聚乙烯(pe)、过氧化二异丙苯(dcp)、硅烷和丙烯酸混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，挤出后的接枝料烘干切粒；
(3)b料的生产：将相应份数的聚乙烯(pe)、抗氧剂和催化剂混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到b料；
(4)以质量百分比计算，将a料按85％，b料按15％混合好后加入到双螺杆挤出机中挤出即可。
优选的，步骤(2)中双螺杆挤出机的螺杆温度为160～230℃，螺杆转速为280～330r/min。
优选的，步骤(3)中双螺杆挤出机的螺杆温度为160～220℃，螺杆转速为280～330r/min。
优选的，步骤(4)中双螺杆挤出机的螺杆温度为50～200℃，主机转速为30～40r/min，牵引机速度为3～8rpm。
本发明的硅烷交联聚烯烃材料为三维网络状结构，力学性能较高，承压、耐候、耐腐蚀、耐热性能良好，可长期在90℃的条件下进行使用，维卡软化温度提高；石油管材料具有较好的耐压、耐腐蚀、耐高温、介质相容性，以及良好的抗冲击性能，是一种适用于柔性非金属石油管中的理想内衬层材料。材料中引入了丙烯酸极性基团，增加了分子间作用力和减少了材料内部的自由体积，从而提高材料的抗渗透能力，减少石油中的酸性气体(co2、h2s)和液相介质(石油、水)对材料的扩散和渗透。相比pvdf材料，硅烷交联聚烯烃材料成本更低，且性能优良，是用作石油输送管内衬层的合适材料。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的描述。
实施例一
本实施例的输水软管是由如下重量份的a料和b料制成：
a料的质量百分比为85％，b料的百分比为15％。
以重量份计算，a料含有以下重量份的成分：三元乙丙橡胶(epdm)70份，聚乙烯(pe)30份，过氧化二异丙苯(dcp)0.2份，硅烷2份，丙烯酸1份；
以重量份计算，b料含有以下重量份的成分：聚乙烯(pe)100份，抗氧剂2份，催化剂二月桂酸二丁基锡1份。
本实施例的制备方法如下：
(1)原材料干燥：三元乙丙橡胶(epdm)和聚乙烯(pe)在60℃下干燥3小时，使其水分含量在0.8％以下。
(2)a料(硅烷接枝料)的生产：将相应份数的三元乙丙橡胶(epdm)、聚乙烯(pe)、过氧化二异丙苯(dcp)、硅烷和丙烯酸混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度为160℃，螺杆转速为330r/min，挤出后的接枝料烘干切粒。
(3)b料的生产：将相应份数的聚乙烯(pe)、抗氧剂和催化剂混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度为160℃，螺杆转速为330r/min，挤出造粒，得到b料。
(4)以质量百分比计算，将a料按85％，b料按15％混合好后加入到双螺杆挤出机中挤出即可，螺杆温度为50℃，主机转速为40r/min，牵引机速度5rpm。
实施例二
本实施例的输水软管是由如下重量份的a料和b料制成：
a料的质量百分比为85％，b料的百分比为15％。
以重量份计算，a料含有以下重量份的成分：三元乙丙橡胶(epdm)75份，聚乙烯(pe)25份，过氧化二异丙苯(dcp)0.3份，硅烷3份，丙烯酸1.5份；
以重量份计算，b料含有以下重量份的成分：聚乙烯(pe)100份，抗氧剂2份，催化剂二月桂酸二丁基锡1.3份。
本实施例的制备方法如下：
(1)原材料干燥：三元乙丙橡胶(epdm)和聚乙烯(pe)在70℃下干燥2.8小时，使其水分含量保证在0.8％以下。
(2)a料(硅烷接枝料)的生产：将相应份数的三元乙丙橡胶(epdm)、聚乙烯(pe)、过氧化二异丙苯(dcp)、硅烷和丙烯酸混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度为180℃，螺杆转速为300r/min，挤出后的接枝料烘干切粒。
(3)b料的生产：将相应份数的聚乙烯(pe)、抗氧剂和催化剂混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度为180℃，螺杆转速为300r/min，挤出造粒，得到b料。
(4)硅烷交联软管的生产：以质量百分比计算，将a料按85％，b料按15％混合好后加入到双螺杆挤出机中挤出即可，螺杆温度为110℃，主机转速为35r/min，牵引机速度8rpm。
实施例三
本实施例的输水软管是由如下重量份的a料和b料制成：
a料的质量百分比为85％，b料的百分比为15％。
a料的质量百分比为85％，b料的百分比为15％。
以重量份计算，a料含有以下重量份的成分：三元乙丙橡胶(epdm)75份，聚乙烯(pe)25份，过氧化二异丙苯(dcp)0.4份，硅烷4份，丙烯酸1.5份；
以重量份计算，b料含有以下重量份的成分：聚乙烯(pe)100份，抗氧剂3份，催化剂二月桂酸二丁基锡1.6份。
本实施例的制备方法如下：
(1)原材料干燥：三元乙丙橡胶(epdm)和聚乙烯(pe)在80℃下干燥2.6小时，使其水分含量保证在0.8％以下。
(2)a料(硅烷接枝料)的生产：将相应份数的三元乙丙橡胶(epdm)、聚乙烯(pe)、过氧化二异丙苯(dcp)、硅烷和丙烯酸混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度为230℃，螺杆转速为280r/min，挤出后的接枝料烘干切粒。
(3)b料的生产：将相应份数的聚乙烯(pe)、抗氧剂和催化剂混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，螺杆温度为220℃，螺杆转速为200～280r/min，挤出造粒，得到b料。
(4)硅烷交联软管的生产：以质量百分比计算，将a料按85％，b料按15％混合好后加入到双螺杆挤出机中挤出即可，螺杆温度为200℃，主机转速为30r/min，牵引机速度3rpm。
经检测，以上实施例1-3生产出的材料的各项性能测试结果如下表所示。
以上三个实施例中a料中的三元乙丙橡胶(epdm)熔体质量流动速率范围2-5g/10min，聚乙烯(pe)熔体质量流动速率范围2-4g/10min。抗氧剂均采用受阻酚类抗氧剂2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，其它抗氧剂亦可。
由上表可知，交联后的epdm/pe体系较pe原料维卡软化温度提高,硬度降低，拉伸强度提高，介质相容性试验中材料的厚度变化在标准允许的0-2％之间，质量变化在标准允许的±5％范围内，各项指标均较好。
以上所述为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。其他的任何未背离本发明实质与原理下所作的改变、组合、修饰，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。