Pe100级聚乙烯燃气管树脂用母料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料及其制备方法，包括：38～63份聚乙烯载体树脂、30～60份铬黄无机色粉、1～3份分散剂、2～6份光稳定剂、2～6份紫外吸收剂以及6～15份抗氧剂；所述份数皆为重量份。本发明能够满足PE100级聚乙烯燃气管专用料对耐候性的要求。
【专利说明】
PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种合成树脂，特别涉及一种PE100级聚乙烯燃气管专用树脂用橙色 母料产品及其制备工艺方法。
【背景技术】
[0002] 聚乙烯燃气管具有耐腐蚀、柔韧性好、加工能耗低及施工简单方便等优点。目前， 市售燃气管以黑色为主，由于碳黑的存在，黑色混配料抗紫外性能优异，无需考察其耐候 性，但黑色混配料中添加回料不易被察觉。燃气管长期应用的安全性要求极高，终端用户对 管材加工企业回料添加现象"零容忍"，生产技术难度更高的橙（黄）色燃气管需求量越来 越大。为保证管材品质，国际权威组织PElOOPlus协会将橙（黄）色燃气管原料作为未来 发展趋势，其中北欧化工/博禄，道达尔等跨国石化企业都开始转向橙（黄）色混配料的销 售，而国内橙黄色混配料尚属空白，其中难点主要体现在耐候性指标要求。橙（黄）色颜料 不具有紫外吸收或屏蔽作用，制备的混配料必须通过耐候性试验（E > 3. 5GJ/m2能量老化 前后管材热稳定性、静液压强度和断裂伸长率均须符合IS04437-2007(E)标准），才可满足 制品在苛刻环境中长期应用稳定性的要求。
[0003] 橙色母料是聚乙烯燃气管专用树脂必须用到的重要原料。母料的分散性能和耐热 氧老化及耐候性等性能直接影响管材的质量。目前，市售橙色色母多为有机颜料配制，不仅 价钱昂贵，而且耐晒、耐热性不佳，并且耐候性也不能满足PE100级聚乙烯燃气管专用料对 耐候性的要求。
[0004] 根据《燃气用埋地聚乙烯（PE)管道米制系列》ISO 4437-2007 (E)中的标准要求， 非黑色聚乙烯燃气管专用料颜料分散等级< 3,并且必须通过耐候性试验，即在E > 3. 5GJ/ m2能量老化后，200°C氧化诱导期彡20min、静液压强度（80°C，环应力5. OMPa)彡1000h不 破裂不渗透、断裂伸长率> 350%、热熔型脆性破坏比例（23°C )< 33. 3%。基于此，在基础 树脂中加入普通市售的橙色母料，无法满足专用料对耐候性的要求。
[0005] 因此，如何开发一种橙色母料，使其能够满足PE100级聚乙烯燃气管专用料对耐 候性的要求，即成为本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料及其制备方法，使 其能够满足PE100级聚乙烯燃气管专用料对耐候性的要求。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，包括：
[0008] 38~63份聚乙烯载体树脂、30~60份铬黄无机色粉、1~3份分散剂、2~6份 光稳定剂、2~6份紫外吸收剂以及6~15份抗氧剂；所述份数皆为重量份。
[0009] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述聚 乙烯载体树脂为熔融指数在〇. 3~10g/10min的聚乙烯树脂；较佳的，所述聚乙烯树脂可为 聚乙烯树脂DMDA8008 ;较佳的，所述聚乙烯树脂DMDA8008由独山子石化生产。
[0010] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述无 机色粉为铬黄无机色粉；较佳的，所述铬黄无机色粉为由Ampacet公司生产。
[0011] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述分 散剂为聚乙烯蜡；较佳的，所述分散剂为分子量在20000~30000之间的聚乙烯蜡。
[0012] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述光 稳定剂为受阻胺类光稳定剂；较佳的，所述受阻胺类光稳定剂为光稳定剂2020 ;所述光稳 定剂2020是以三聚氯氰、二正丁胺、2, 2, 6, 6-四甲基-N- 丁基-4-哌啶胺和Ν，Ν'-二 (2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）-1，6-己二胺为原料合成。
[0013] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述紫 外吸收剂为紫外吸收剂UV328 ;所述紫外吸收剂UV328为2- (2'-羟基-3' -5'-二叔戊 基苯基）苯并三唑；另外，较佳的，将紫外吸收剂UV328与光稳定剂2020配合使用时，可以 取得较好的效果。
[0014] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述抗 氧剂为酚类抗氧剂，因为酚类抗氧剂与紫外吸收剂及光稳定剂配合效果好；并且，所述酚类 抗氧剂包括重量比1:1~5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168 (即，以重量比而言,抗氧剂1010 : 抗氧剂168 = 1:1~5:1)，较佳的，抗氧剂1010与抗氧剂168的重量比在2:1时效果最好； 所述抗氧剂1010为3-(3,5双特丁基-4-羟基环已基）丙酸酯，所述抗氧剂168为（2, 4双 叔丁基酚）亚磷酸酯。
[0015] 本发明还提供一种ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其步骤包括：
[0016] 1)取38~63份聚乙烯载体树脂、30~60份铬黄无机色粉、1~3份分散剂、2~ 6份光稳定剂，2~6份紫外吸收剂以及6~15份抗氧剂，并将其混合，得一混合产物；
[0017] 2)对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物；
[0018] 3)将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料；
[0019] 其中，步骤1)所述份数皆为重量份。
[0020] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述聚乙烯载体树脂为烙融指数在〇. 3~10g/10min的聚乙烯树脂；较佳 的，所述聚乙烯树脂可为聚乙烯树脂DMDA8008 ;较佳的，所述聚乙烯树脂DMDA8008由独山 子石化生产。
[0021] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述无机色粉为铬黄无机色粉；较佳的，所述铬黄无机色粉为由Ampacet 公司生产。
[0022] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述分散剂为聚乙烯蜡；较佳的，所述分散剂为分子量在20000~30000 之间的聚乙烯蜡。
[0023] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；较佳的，所述受阻胺类光稳定剂为光 稳定剂2020 ;所述光稳定剂2020是以三聚氯氰、二正丁胺、2, 2, 6, 6-四甲基-N-丁基-4-哌 啶胺和Ν，Ν'-二（2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）-1，6-己二胺为原料合成。
[0024] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方 式中，于步骤1)中，所述紫外吸收剂为紫外吸收剂UV328 ;所述紫外吸收剂UV328为 2-(2羟基-3' -5'-二叔戊基苯基）苯并三唑；另外，较佳的，将紫外吸收剂UV328与 光稳定剂2020配合使用时，可以取得较好的效果。
[0025] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂，因为酚类抗氧剂与紫外吸收剂及光稳定剂配 合效果好；并且，所述酚类抗氧剂包括重量比1:1~5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168(即， 以重量比而言，抗氧剂1010 :抗氧剂168 = 1:1~5:1)，较佳的，抗氧剂1010与抗氧剂168 的重量比在2:1时效果最好；所述抗氧剂1010为3-(3, 5双特丁基-4-羟基环已基）丙酸 酯，所述抗氧剂168为（2, 4双叔丁基酚）亚磷酸酯。
[0026] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤2)中，所述密炼为以密炼机进行；较佳的，所述密炼的工艺条件为：加工温度 150~180°C，主机转速50~80r/min ;更佳的，所述密炼在加工温度155°C，主机转速60r/ min的工艺条件下进行时，分散效果最好。
[0027] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤3)中，所述挤出造粒为以双螺杆挤出机进行；较佳的，所述挤出造粒的工艺条件 为：温度150~220°C，切粒转速5~20r/min，主机转速50~150rpm。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：
[0029] 1)现有技术均采用有机色粉，而本发明采用无机色粉。无机色粉较有机色粉，具有 颜色鲜亮，光稳定性强，耐候性好的优势；本发明采用非黑色无机颜料，具体为铬黄无机色 粉，使得最终制作出橙色母料，其采用无机颜料，因而成本低，而且耐晒、耐热、耐候性均明 显优于有机颜料制作的母料，在燃气管领域有着不可替代的优势。
[0030] 2)添加本发明的橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树脂产品具有优异的 抗热氧和紫外老化能力，耐候性能满足《燃气用埋地聚乙烯（PE)管道米制系列》ISO 4437-2007(E)中的标准要求：在E彡3. 5GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期彡20min、静 液压强度（801：，环应力5.01〇^)彡100011不破裂不渗透、断裂伸长率彡350%、热熔型脆性 破坏比例（23°C ) < 33. 3%。
[0031] 3)本发明可用于所有需要满足IS04437等国际标准中针对PE100级聚乙烯燃气管 专用料的橙色混配料的制备。据相关报道，2011年，我国天然气消费量1290亿立方米，年均 增速超过13%。以西气东输工程为例，主干线钢管使用量为172万吨，如果天然气进入城市 后分送到用户的中压管网全部采用聚乙烯材料，则燃气管材料用量约需200万吨，发展前 景非常广阔。2010年，燃气输送用聚乙烯材料用量约30万吨，几乎全部为黑色混配料，橙 (黄）色混配料这两年市场用量逐渐增加，华南地区年用量为约5万吨，主要满足G5+协会 成员港华燃气，深圳燃气，广州燃气公司，预计十二五期间，随着城镇化快速推进，燃气输送 用聚乙烯材料年用量将持续上升至60万吨，其中橙（黄）色混配料将达到20万吨，因此本 发明应用前景广阔。
[0032] 4)基于聚乙烯燃气管专用树脂产品对于母料的要求，本发明以高密度聚乙烯树脂 为载体，添加无机色粉（铬黄），以制造出橙色的母料，并且所述聚乙烯树脂、无机色粉及其 他添加剂的组分为特意设计，根据本发明的组分配比制作出的橙色母料，较现有技术具有 更好耐光、耐老化特性。另外，本发明的加工方法，如密炼参数等，也为特意设计，在本发明 的方法下制作出的橙色母料，具有最好的分散效果，产品色泽均匀。
[0033] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0035] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，而所列举的实施方式仅 作例示之用，并不作为本发明的限制。
[0036] 为能够满足PE100级聚乙烯燃气管专用料对耐候性的要求，本发明提供一种 PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，包括：
[0037] 38~63份聚乙烯载体树脂、30~60份铬黄无机色粉、1~3份分散剂、2~6份 光稳定剂、2~6份紫外吸收剂以及6~15份抗氧剂；所述份数皆为重量份。
[0038] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述聚 乙烯载体树脂为熔融指数在〇. 3~10g/10min的聚乙烯树脂；较佳的，所述聚乙烯树脂可为 聚乙烯树脂DMDA8008 ;较佳的，所述聚乙烯树脂DMDA8008由独山子石化生产。
[0039] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述无 机色粉为铬黄无机色粉；较佳的，所述铬黄无机色粉为由Ampacet公司生产。
[0040] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述分 散剂为聚乙烯蜡；较佳的，所述分散剂为分子量在20000~30000之间的聚乙烯蜡。
[0041] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述光 稳定剂为受阻胺类光稳定剂；较佳的，所述受阻胺类光稳定剂为光稳定剂2020 ;所述光稳 定剂2020是以三聚氯氰、二正丁胺、2, 2, 6, 6-四甲基-N- 丁基-4-哌啶胺和Ν，Ν'-二 (2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）-1，6-己二胺为原料合成。
[0042] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述紫 外吸收剂为紫外吸收剂UV328 ;所述紫外吸收剂UV328为2- (2'-羟基-3' -5'-二叔戊 基苯基）苯并三唑；另外，较佳的，将紫外吸收剂UV328与光稳定剂2020配合使用时，可以 取得较好的效果。
[0043] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料一较佳实施方式中，所述抗 氧剂为酚类抗氧剂，因为酚类抗氧剂与紫外吸收剂及光稳定剂配合效果好；并且，所述酚类 抗氧剂包括重量比1:1~5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168 (即，以重量比而言,抗氧剂1010 : 抗氧剂168 = 1:1~5:1)，较佳的，抗氧剂1010与抗氧剂168的重量比在2:1时效果最好； 所述抗氧剂1010为3-(3,5双特丁基-4-羟基环已基）丙酸酯，所述抗氧剂168为（2, 4双 叔丁基酚）亚磷酸酯。
[0044] 本发明还提供一种ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其步骤包括：
[0045] 1)取38~63份聚乙烯载体树脂、30~60份铬黄无机色粉、1~3份分散剂、2~ 6份光稳定剂，2~6份紫外吸收剂以及6~15份抗氧剂，并将其混合，得一混合产物；
[0046] 2)对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物；
[0047] 3)将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料；
[0048] 其中，步骤1)所述份数皆为重量份。
[0049] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述聚乙烯载体树脂为烙融指数在〇. 3~10g/10min的聚乙烯树脂；较佳 的，所述聚乙烯树脂可为聚乙烯树脂DMDA8008 ;较佳的，所述聚乙烯树脂DMDA8008由独山 子石化生产。
[0050] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述无机色粉为铬黄无机色粉；较佳的，所述铬黄无机色粉为由Ampacet 公司生产。
[0051] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述分散剂为聚乙烯蜡；较佳的，所述分散剂为分子量在20000~30000 之间的聚乙烯蜡。
[0052] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；较佳的，所述受阻胺类光稳定剂为光 稳定剂2020 ;所述光稳定剂2020是以三聚氯氰、二正丁胺、2, 2, 6, 6-四甲基-N-丁基-4-哌 啶胺和Ν，Ν'-二（2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）-1，6-己二胺为原料合成。
[0053] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方 式中，于步骤1)中，所述紫外吸收剂为紫外吸收剂UV328 ;所述紫外吸收剂UV328为 2-(2羟基-3' -5'-二叔戊基苯基）苯并三唑；另外，较佳的，将紫外吸收剂UV328与 光稳定剂2020配合使用时，可以取得较好的效果。
[0054] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤1)中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂，因为酚类抗氧剂与紫外吸收剂及光稳定剂配 合效果好；并且，所述酚类抗氧剂包括重量比1:1~5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168(即， 以重量比而言，抗氧剂1010 :抗氧剂168 = 1:1~5:1)，较佳的，抗氧剂1010与抗氧剂168 的重量比在2:1时效果最好；所述抗氧剂1010为3-(3, 5双特丁基-4-羟基环已基）丙酸 酯，所述抗氧剂168为（2, 4双叔丁基酚）亚磷酸酯。
[0055] 其中，于本发明的ΡΕ100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤2)中，所述密炼为以密炼机进行；较佳的，所述密炼的工艺条件为：加工温度 150~180°C，主机转速50~80r/min ;更佳的，所述密炼在加工温度155°C，主机转速60r/ min的工艺条件下进行时，分散效果最好。
[0056] 其中，于本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法一较佳实施方式 中，于步骤3)中，所述挤出造粒为以双螺杆挤出机进行；较佳的，所述挤出造粒的工艺条件 为：温度150~220°C，切粒转速5~20r/min，主机转速50~150rpm。
[0057] 实施例a
[0058] 本实施例提供一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其步骤包括：
[0059] 1)按照重量份，取38份聚乙烯载体树脂（熔融指数在0.3g/10min的聚乙烯树 脂）、30份铬黄无机色粉、1份分散剂（分子量在20000的聚乙烯蜡）、2份受阻胺类光稳定 剂，2份紫外吸收剂UV328以及6份酚类抗氧剂（重量比1:1的抗氧剂1010与抗氧剂168)， 并将其混合，得一混合产物；
[0060] 2)对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物；所述密炼的工艺条件为：加工 温度150°C，主机转速50r/min ;
[0061] 3)将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料；所述挤出 造粒的工艺条件为：温度150°C，切粒转速5r/min，主机转速50rpm。
[0062] 本实施例提供一种依照上述方法制作的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，包 括：按照重量份，38份聚乙烯载体树脂（熔融指数在0. 3g/10min的聚乙烯树脂）、30份铬 黄无机色粉、1份分散剂（分子量在20000的聚乙烯蜡）、2份受阻胺类光稳定剂，2份紫外 吸收剂UV328以及6份酚类抗氧剂（重量比1:1的抗氧剂1010与抗氧剂168)。
[0063] 实施例b
[0064] 本实施例提供一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其步骤包括：
[0065] 1)按照重量份，取63份聚乙烯载体树脂（熔融指数在10g/10min的聚乙烯树脂）、 60份铬黄无机色粉、3份分散剂（分子量在30000的聚乙烯蜡）、6份受阻胺类光稳定剂，6 份紫外吸收剂UV328以及15份酚类抗氧剂（重量比5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168)，并 将其混合，得一混合产物；
[0066] 2)对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物；所述密炼的工艺条件为：加工 温度180°C，主机转速80r/min ;
[0067] 3)将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料；所述挤出 造粒的工艺条件为：温度220°C，切粒转速20r/min，主机转速150rpm。
[0068] 本实施例提供一种依照上述方法制作的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，包 括：按照重量份，63份聚乙烯载体树脂（熔融指数在10g/10min的聚乙烯树脂）、60份铬黄 无机色粉、3份分散剂（分子量在30000的聚乙烯蜡）、6份受阻胺类光稳定剂，6份紫外吸 收剂UV328以及15份酚类抗氧剂（重量比5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168)。
[0069] 实施例c
[0070] 本实施例提供一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其步骤包括：
[0071] 1)按照重量份，取45份聚乙烯载体树脂（聚乙烯树脂DMDA8008)、40份铬黄无机 色粉、2份分散剂（分子量在25000的聚乙烯蜡）、3份受阻胺类光稳定剂（光稳定剂2020)， 3份紫外吸收剂（紫外吸收剂UV328)以及9份酚类抗氧剂（重量比2:1的抗氧剂1010与 抗氧剂168)，并将其混合，得一混合产物；
[0072] 2)对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物；所述密炼的工艺条件为：加工 温度155°C，主机转速60r/min ;
[0073] 3)将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料；所述挤出 造粒的工艺条件为：温度180°C，切粒转速10r/min，主机转速lOOrpm。
[0074] 本实施例提供一种依照上述方法制作的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，包 括：按照重量份，45份聚乙烯载体树脂（聚乙烯树脂DMDA8008)、40份铬黄无机色粉、2份分 散剂（分子量在25000的聚乙烯蜡）、3份受阻胺类光稳定剂（光稳定剂2020)，3份紫外吸 收剂（紫外吸收剂UV328)以及9份酚类抗氧剂（重量比2:1的抗氧剂1010与抗氧剂168)。
[0075] 实施例d
[0076] 本实施例提供一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其步骤包括：
[0077] 1)按照重量份，取55份聚乙烯载体树脂（聚乙烯树脂DMDA8008)、50份铬黄无机 色粉、2份分散剂（分子量在28000的聚乙烯蜡）、5份受阻胺类光稳定剂（光稳定剂2020)， 5份紫外吸收剂（紫外吸收剂UV328)以及12份酚类抗氧剂（重量比3:1的抗氧剂1010与 抗氧剂168)，并将其混合，得一混合产物；
[0078] 2)对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物；所述密炼的工艺条件为：加工 温度170°C，主机转速70r/min ;
[0079] 3)将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料；所述挤出 造粒的工艺条件为：温度200°C，切粒转速15r/min，主机转速120rpm。
[0080] 本实施例提供一种依照上述方法制作的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，包 括：按照重量份，55份聚乙烯载体树脂（聚乙烯树脂DMDA8008)、50份铬黄无机色粉、2份 分散剂（分子量在28000的聚乙烯蜡）、5份受阻胺类光稳定剂（光稳定剂2020)，5份紫外 吸收剂（紫外吸收剂UV328)以及12份酚类抗氧剂（重量比3:1的抗氧剂1010与抗氧剂 168)。
[0081] 与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：
[0082] 1)现有技术均采用有机色粉，而本发明采用无机色粉。无机色粉较有机色粉，具有 颜色鲜亮，光稳定性强，耐候性好的优势；本发明采用非黑色无机颜料，具体为铬黄无机色 粉，使得最终制作出橙色母料，其采用无机颜料，因而成本低，而且耐晒、耐热、耐候性均明 显优于有机颜料制作的母料，在燃气管领域有着不可替代的优势。
[0083] 2)添加本发明的橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树脂产品具有优异的 抗热氧和紫外老化能力，耐候性能满足《燃气用埋地聚乙烯（PE)管道米制系列》ISO 4437-2007(E)中的标准要求：在E彡3. 5GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期彡20min、静 液压强度（801：，环应力5.01〇^)彡100011不破裂不渗透、断裂伸长率彡350%、热熔型脆性 破坏比例（23°C ) < 33. 3%。
[0084] 3)本发明可用于所有需要满足IS04437等国际标准中针对PE100级聚乙烯燃气管 专用料的橙色混配料的制备。据相关报道，2011年，我国天然气消费量1290亿立方米，年均 增速超过13%。以西气东输工程为例，主干线钢管使用量为172万吨，如果天然气进入城市 后分送到用户的中压管网全部采用聚乙烯材料，则燃气管材料用量约需200万吨，发展前 景非常广阔。2010年，燃气输送用聚乙烯材料用量约30万吨，几乎全部为黑色混配料，橙 (黄）色混配料这两年市场用量逐渐增加，华南地区年用量为约5万吨，主要满足G5+协会 成员港华燃气，深圳燃气，广州燃气公司，预计十二五期间，随着城镇化快速推进，燃气输送 用聚乙烯材料年用量将持续上升至60万吨，其中橙（黄）色混配料将达到20万吨，因此本 发明应用前景广阔。
[0085] 4)基于聚乙烯燃气管专用树脂产品对于母料的要求，本发明以高密度聚乙烯树脂 为载体，添加无机色粉（铬黄），以制造出橙色的母料，并且所述聚乙烯树脂、无机色粉及其 他添加剂的组分为特意设计，根据本发明的组分配比制作出的橙色母料，较现有技术具有 更好耐光、耐老化特性。另外，本发明的加工方法，如密炼参数等，也为特意设计，在本发明 的方法下制作出的橙色母料，具有最好的分散效果，产品色泽均匀。
[0086] 下面通过不同工艺条件下的实施例及其实验数据对本发明的PE100级聚乙烯燃 气管树脂用母料及其制备方法作进一步说明，以清楚显示其技术效果。
[0087] 本发明的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其工艺参数如下：
[0088] 表1生产工艺指标
[0091] 实施例1
[0092] 具体到本实施例1中，所使用的参数如下所述：
[0093] 以每生产聚乙烯燃气管专用树脂橙色母料100kg计，具体配方如下：
[0094]
[0095] 将上述原料用混合器混合均匀后，经密炼机充分混合密炼，再经双螺杆挤出机挤 出造粒，即得到产品。密炼机操作工艺参数：加工温度155°C，主机转速60r/min ;双螺杆挤 出机加工参数为：NO. 1区180°C，N0. 2区~N0. 5区200°C，主机转速100r/min，切粒转速 12r/min。得到产品颜料分散等级为1.2级。添加该橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树 脂产品在4. 3GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期60min、静液压强度（80°C，5. OMPa)达到 1500h不破裂不渗透、断裂伸长率385%、热熔型脆性破坏比例（23°C )25%，满足国际标准 IS04437耐候性要求。
[0096] 实施例2
[0097] 具体到本实施例2中，所使用的参数如下所述：
[0098] 以每生产聚乙烯燃气管专用树脂橙色母料100kg计，具体配方如下：
[0099]
[0100] 将上述原料用混合器混合均匀后，经密炼机充分混合密炼，再经双螺杆挤出机挤 出造粒，即得到产品。密炼机操作工艺参数：加工温度155°C，主机转速60r/min ;双螺杆挤 出机加工参数为：NO. 1区180°C，N0. 2区~N0. 5区200°C，主机转速100r/min，切粒转速 12r/min。得到产品颜料分散等级为1.5级。添加该橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树 脂产品在4. 3GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期25min、静液压强度（80°C，5. OMPa)达到 1098h不破裂不渗透、断裂伸长率354%、热熔型脆性破坏比例（23°C )30%，满足国际标准 IS04437耐候性要求。
[0101] 实施例3
[0102] 具体到本实施例3中，所使用的参数如下所述：
[0103] 以每生产聚乙烯燃气管专用树脂橙色母料100kg计，具体配方如下：
[0104]
[0105] 将上述原料用混合器混合均匀后，经密炼机充分混合密炼，再经双螺杆挤出机挤 出造粒，即得到产品。密炼机操作工艺参数：加工温度155°C，主机转速60r/min ;双螺杆挤 出机加工参数为：NO. 1区180°C，N0. 2区~N0. 5区200°C，主机转速100r/min，切粒转速 12r/min。得到产品颜料分散等级为1.8级。添加该橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树 脂产品在4. 3GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期32min、静液压强度（80°C，5. OMPa)达到 1265h不破裂不渗透、断裂伸长率362%、热熔型脆性破坏比例（23°C )28%，满足国际标准 IS04437耐候性要求。
[0106] 实施例4
[0107] 具体到本实施例4中，所使用的参数如下所述：
[0108] 以每生产聚乙烯燃气管专用树脂橙色母料100kg计，具体配方如下：
[0109]
[0110]
[0111] 将上述原料用混合器混合均匀后，经密炼机充分混合密炼，再经双螺杆挤出机挤 出造粒，即得到产品。密炼机操作工艺参数：加工温度150°c，主机转速80r/min ;双螺杆挤 出机加工参数为：NO. 1区180°C，NO. 2区~NO. 5区200°C，主机转速100r/min，切粒转速 12r/min。得到产品颜料分散等级为2. 8级。添加该橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树 脂产品在4. 3GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期24min、静液压强度（80°C，5. OMPa)达到 1150h不破裂不渗透、断裂伸长率370%、热熔型脆性破坏比例（23°C )32%，满足国际标准 IS04437耐候性要求。
[0112] 实施例5
[0113] 具体到本实施例5中，所使用的参数如下所述：
[0114] 以每生产聚乙烯燃气管专用树脂橙色母料100kg计，具体配方如下：
[0115]
[0116] 将上述原料用混合器混合均匀后，经密炼机充分混合密炼，再经双螺杆挤出机挤 出造粒，即得到产品。密炼机操作工艺参数：加工温度160°C，主机转速40r/min ;双螺杆挤 出机加工参数为：NO. 1区180°C，N0. 2区~N0. 5区200°C，主机转速100r/min，切粒转速 12r/min。得到产品颜料分散等级为2. 5级。添加该橙色母料制备的聚乙烯燃气管专用树 脂产品在4. 3GJ/m2能量老化后，200°C氧化诱导期37min、静液压强度（80°C，5. OMPa)达到 1425h不破裂不渗透、断裂伸长率370%、热熔型脆性破坏比例（23°C )28%，满足国际标准 IS04437耐候性要求。
[0117] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形 都应属于本发明权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，其特征在于，包括： 38~63份聚乙烯载体树脂、30~60份铬黄无机色粉、1~3份分散剂、2~6份光稳 定剂、2~6份紫外吸收剂以及6~15份抗氧剂；所述份数皆为重量份。2. 根据权利要求1所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，其特征在于，所述聚乙烯 载体树脂为溶融指数在0. 3~10g/10min的聚乙稀树脂。3. 根据权利要求1所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，其特征在于，所述分散剂 为分子量在20000~30000之间的聚乙烯蜡。4. 根据权利要求1所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，其特征在于，所述光稳定 剂为受阻胺类光稳定剂。5. 根据权利要求1所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，其特征在于，所述紫外吸 收剂为紫外吸收剂UV328。6. 根据权利要求1所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料，其特征在于，所述抗氧剂 为酚类抗氧剂；所述酚类抗氧剂包括重量比1:1~5:1的抗氧剂1010与抗氧剂168。7. -种PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于，其步骤包括： 1) 取38~63份聚乙烯载体树脂、30~60份铬黄无机色粉、1~3份分散剂、2~6份 光稳定剂，2~6份紫外吸收剂以及6~15份抗氧剂，并将其混合，得一混合产物； 2) 对步骤1)的混合产物进行密炼，得一密炼产物； 3) 将步骤2)的密炼产物挤出造粒，得到所述聚乙烯燃气管树脂用母料； 其中，步骤1)所述份数皆为重量份。8. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于，于 步骤1)中，所述聚乙烯载体树脂为烙融指数在0. 3~10g/10min的聚乙烯树脂。9. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于，于 步骤1)中，所述分散剂为分子量在20000~30000之间的聚乙烯蜡。10. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于， 于步骤1)中，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。11. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于， 于步骤1)中，所述紫外吸收剂为紫外吸收剂UV328。12. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于， 于步骤1)中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂；所述酚类抗氧剂包括重量比1:1~5:1的抗氧剂 1010与抗氧剂168。13. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于， 于步骤2)中，所述密炼的工艺条件为：加工温度150~180°C，主机转速50~80r/min。14. 根据权利要求7所述的PE100级聚乙烯燃气管树脂用母料制备方法，其特征在于， 于步骤3)中，所述挤出造粒的工艺条件为：温度150~220°C，切粒转速5~20r/min，主机 转速50~150rpm〇
【文档编号】C08K13/02GK105985559SQ201510050705
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】关莉, 席军, 周豪, 朱军, 胡斌, 杨丽芳, 刘继新, 张璐, 李永江, 马小伟
【申请人】中国石油天然气股份有限公司