用於撓性輸油管道中的抗磨帶的聚苯碸-聚四氟乙烯共混物的製作方法

2023-12-03 10:28:16 3

專利名稱：用於撓性輸油管道中的抗磨帶的聚苯碸-聚四氟乙烯共混物的製作方法
技術領域：
本發明涉及由聚苯碸(PPSU)和聚四氟乙烯(PTFE)形成的用於製備減摩帶的改進的混合物，該減摩帶可用作撓性流體管道，例如輸油管道的減摩中間層(抗磨帶)。
背景技術：
GB2441066 (Technip France)描述了用於輸送烴的多層結構的撓性管。在彼此之間至少局部地可相對移動的金屬帶之間設置減摩塑料帶，所述塑料帶由具有175°C -255°C的玻璃化轉變溫度的無定形聚合物組成。所述帶由聚苯碸(PPSU)和全氟化聚合物和聚醚醚酮(PEEK)組成。在該發明的一個特定的實施方案中，混合由85%的聚苯碸(PPSU)與15%的聚四氟乙烯(PTFE)形成的混合物並將其擠出而獲得厚度1.5mm且寬度大約Im的帶。沒有提及所使用的塑料的分子量。US2005/0229991描述了與GB』066相似的配置，但是在這種情況下，中間層的材料是彈性體熱塑性聚合物，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡膠(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)或EPDM (乙烯-丙烯-二烯)共聚物，此外還有聚丁二烯、聚異戊二烯或聚乙烯-丁烯共聚物。德國專利申請DE102009027659.9公開了具有1_15重量％，尤其優選5_10重量％的PTFE比例的含PTFE的PPSU。然而，已經發現，這種類型的組合物在給定的範圍中具有非常波動的機械性能。此外，DE102009027659.9中沒有指出可以如何優化擠出工藝以改進機械性能。

發明內容
目的 鑑於所論述的現有技術，目的因此是找到這樣的材料和/或材料混合物，其可以用於輸油管道中的減摩帶並且比現有技術的材料更好地適應那裡的主導條件(大約130°C的溫度，300-400巴的壓力)。所述目的尤其是提供製備減摩帶的改進的方法，該減摩帶包含由聚苯碸(PPSU)和聚四氟乙烯(PTFE)製成的塑料成型體，其具有良好的且平衡的機械性能，尤其是沿擠出方向，以及垂直於擠出方向。目的的達到經由製備由聚苯碸(PPSU)和聚四氟乙烯(PTFE)製成的塑料成型體的改進的方法達到了這些目的。在此發現，如果確保PTFE顆粒在PPSU基體中的特別精細的分布，則可以保證特別平衡的機械性能(不但沿擠出方向而且垂直於擠出方向)。已經開發了令人驚奇地簡單的方法，其導致獲得了與PPSU不可混容的PTFE的所述精細分布。令人驚奇地已經發現，尤其鑑於DE102009027659.9的教導，PTFE在PPSU內的精細分布在以輸油管道中的減摩帶形式的所述共混物的機械性能和耐久性方面具有尤其顯著的重要性。如果分布差，則形成較大PTFE相，在它們的邊界處在所述帶內存在尤其劣化的內聚力。根據本發明，術語「帶」在下文中是指塑料成型體的優選的實施方案。由此已經發現，僅僅非常細分的PTFE在PPSU基體內的整個橫載面上非常均勻的分布就在使用期內提供希望的效果，在所述使用期內例如帶的厚度減小，並且不但沿擠出方向而且垂直於擠出方向都保證尤其平衡的機械性能。根據本發明的方法尤其特徵在於，所述混合物的PTFE含量是4.0重量％_6.0重量％,優選4.5重量％-5.5重量％。PPSU含量相應地是94.0重量％_96.0重量％，優選95.5
重量％-94.5重量％。此外，使用非常細粒的PTFE也是重要的。然而，出於擠出技術的原因，在此粉塵含量又不允許太大。特別適合於根據本發明的方法的PTFE是在擠出之前具有小於12體積％，優選8-11體積％的具有小於3 μ m的粒度的比例，和至少88體積％，優選至少90體積％的具有小於25 μ m的粒度的比例的PTFE。非常尤其適合的PTFE是額外具有1.5-3.0m2/g的比表面積的PTFE。利用雷射衍射使用得自MiCTotrac公司的設備測定粒度。利用氮吸附測定比表面積。根據本發明的方法尤其還特徵在於，在340_390°C，優選345-385°C的溫度下在第一擠出機中混合PTFE和PPSU，並在第二擠出機中在345-390°C，優選375_390°C的溫度下加工在所述第一擠出後獲得的粒料，而獲得塑料成型體。優選的是，為保證在PPSU內PTFE的尤其精細的分布，第一擠出成粒料的過程在500-700毫巴的環境壓力下，在220-27 0111^1的轉速下，在340_390°C，優選375_390°C的熔體溫度下，並在50%-80%，優選60%-75%的扭矩下，優選在雙螺杆擠出機中進行。已經令人驚奇地發現，可以在這些高溫下在PPSU的熔融範圍中在沒有分解的情況下將PTFE擠出。第二擠出步驟(進一步加工而獲得塑料成型體)一般是在單螺杆擠出機中在40-60min^的轉速下的擠出工藝。本發明另外涉及這些混合物或通過根據本發明的方法製備的塑料成型體用於製備抗磨帶的應用。本發明還尤其涉及所述抗磨帶在流體用管道中的應用。所述管道的特徵在於特別的耐久性和機械負荷能力。聚苯碸(PPSU)所使用的PPSU是由Solvay Advanced Polymers公司以商標RA丨)f:丨/ R，例如RADEL R5000nt銷售的聚苯碸。所述聚合物的重複單元具有以下結構式:
權利要求
1.製備由聚苯碸(PPSU)和聚四氟乙烯(PTFE)構成的塑料成型體的方法，其特徵在於，所述混合物的PTFE含量是4.0重量％-6.0重量％，所述混合物的PPSU含量是94.0重量％-96.0重量％，在擠出工藝之前PTFE的粒度小於3 μ m的比例為8_12體積％和粒度小於25 μ m的比例為至少88體積％，在擠出機中在340°C -390°C的溫度下將所述PTFE和PPSU混合，並在第二擠出機中將其加工而獲得塑料成型體。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述PTFE的比表面積是1.5-3.0m2/go
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於所述混合物的PTFE含量是4.5重量％_5.5重量％且所述混合物的PPSU含量是95.5重量％-94.5重量％。
4.根據權利要求1-3中至少一項的方法，其特徵在於在345-385°C的溫度下在第一擠出機中在500-700毫巴的環境壓力下，在220-270111^1的轉速下，在340_390°C的螺杆溫度下和在50%-80%的扭矩下，將所述兩種塑料PPSU和PTFE彼此混合，並將在所述第一擠出工藝後獲得的粒料在單螺杆擠出機中擠出而獲得塑料成型體。
5.根據權利要求1-5中至少一項的方法，其特徵在於在345-390°C的螺杆溫度下將所述粒料擠出而獲得塑料成型體。
6.通過根據權利要求1-6中至少一項的方法製備的塑料成型體用於製備抗磨帶的用途。
7.根據權利要求6的抗磨 帶在流體用管道中的用途。
全文摘要
本發明涉及用於製備減摩帶的由聚苯碸(PPSU)和聚四氟乙烯(PTFE)形成的改進的混合物，該減摩帶可用作撓性流體管道，例如輸油管道的減摩中間層(抗磨帶)。
文檔編號C08J3/00GK103249764SQ201180058657
公開日2013年8月14日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年1月14日
發明者D·布曼, A·德雷克斯勒, R·L·維勒曼 申請人:贏創羅姆有限公司