本發明涉及有機高分子材料領域，具體地說是將耐候、耐熱、潤滑三種體系有機結合形成的一種抗沖擊、抗老化、抗紫外的三抗聚乙烯戶外管道材料。
背景技術：
石油管道材料要求苛刻的抗打壓能力、耐酸堿等化學腐蝕性、耐高溫、高阻隔性等，在沙漠等惡劣環境下還要經受住各種老化的侵蝕。
上述苛刻的要求，如果同時滿足，材料成本將高的讓人無法接受；于是就產生了三層共擠管道，即阻隔層、功能層、老化層，將原有條件一分為三，大大降低了材料成本。
前兩層在各種環境下要求都一樣，但是對于沙漠等惡劣環境中的外露管道，老化層的要求就變成重中之重了。因此，設計出一種能經受住各種老化侵蝕的油管外套材料就變得十分必要。
技術實現要素：
本發明的目的是生產一種沙漠油管外套材料及其生產方法，通過材料選擇，配方優化，工藝調整，生產出具有良好的耐熱氧老化性、高耐候性能和抗沖擊性能，適用于沙漠油管外套的原料。
本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：一種沙漠油管外套材料及其生產方法，采用聚乙烯（PE）、光屏蔽劑、紫外線吸收劑、抗熱氧穩定劑A、抗氧劑B、酸吸收劑、潤滑分散體系為原料制備而成，它可以由下述方法制得：干燥、混合、擠出、切粒，最后制成聚乙烯改性材料沙漠油管外套材料，其技術特征是，原料組成以重量百分比計包括：聚乙烯（PE）85~95%、光屏蔽劑A 5%~10%、光屏蔽劑B3~5%、紫外線吸收劑 0.2~0.5%、抗熱氧穩定劑A 0.5~0.9%、抗氧劑B 0.2~0.6%、酸吸收劑0.3~0.6%、潤滑分散劑2~4%。
本發明各原料以重量百分比計的優選范圍為，聚乙烯（PE）86~90%、光屏蔽劑A 6%~9%、光屏蔽劑B4~5%、紫外線吸收劑 0.2~0.4%、抗氧熱穩定劑A 0.6~0.8%、抗氧劑B 0.3~0.5%、酸吸收劑 0.4~0.5%、潤滑分散劑2~3%。
所述的一種沙漠油管外套材料，其特征在于所述的光屏蔽劑A為氧化鋅，粒徑為0.11μm。
所述的一種沙漠油管外套材料，其特征在于所述的紫外線吸收劑是苯并三唑類光穩定劑。
所述的一種沙漠油管外套材料，其特征在于所述的抗氧劑A為空間受阻酚抗氧劑和膦酸鹽的增效混合物。
所述的一種沙漠油管外套材料，其特征在于所述的抗氧劑B為硫代醚類輔抗氧劑。
一種生產前述沙漠油管外套材料的方法如下：將聚乙烯（PE）、光屏蔽劑A 、光屏蔽劑B、紫外線吸收劑、抗熱氧穩定劑A 、抗氧劑B、酸吸收劑、潤滑分散劑高速混合機混合，擠出、冷卻、切粒，其技術特征是：1）將聚乙烯材料倒入高速混合機中，低速攪拌，攪拌同時加入潤滑分散劑，低速攪拌1分鐘，高速攪拌1分鐘，再轉為低速攪拌；2）低速攪拌過程中加入光屏蔽劑、抗紫外線吸收劑、抗氧熱穩定劑、酸吸收劑等其他助劑，所有加料保證在1分鐘內完成；3）所有材料全部加入混合機后，再高速攪拌2分鐘；4）攪拌總時間控制在4-5分鐘內結束，最后將攪拌混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出，共混加工溫度為190~210℃，螺桿轉速為300~400r/min，產物經過水冷、切粒制得。
本發明生產的沙漠油管外套材料具有良好的耐熱氧老化性、高耐候性能和抗沖擊性能，并且生產工藝簡單。
實施方式
首先，將稱量好聚乙烯材料倒入高速混合機中，低速攪拌，攪拌同時加入潤滑分散劑，低速攪拌1分鐘，高速攪拌1分鐘，再轉為低速攪拌；2）低速攪拌過程中加入稱量好的光屏蔽劑、抗紫外線吸收劑、抗氧熱穩定劑、酸吸收劑等其他助劑。所有加料程序保證在1分鐘內完成；3）所有材料全部加入混合機后，再高速攪拌2分鐘；4）攪拌總時間控制在4-5分鐘內結束，最后將攪拌混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出。共混加工溫度為190-210℃，螺桿轉速為350r/min，產物經過擠出、水冷，切粒。將生產出的材料在80℃干燥2小時，然后在注塑機上制備標準力學性能測試樣條及老化色板。注塑壓力60-90Mpa，料筒溫度190-210℃，模具溫度80℃，注塑周期40s。具體實施例1-5的原料配比（質量百分數）見表一：
表一
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聚乙烯改性材料樣條的力學性能按照國家標準進行測試，老化性能按照國標并結合客戶要求測試，材料的各項性能見表二：
表二
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本發明所有的原材料，聚乙烯（PE）、光屏蔽劑A 、光屏蔽劑B、紫外線吸收劑、抗氧劑A 、抗氧劑B、酸吸收劑、潤滑分散劑等以合適的比例相互配合、協同作用，使得利用本發明制備的聚乙烯改性材料沙漠油管外套材料具有以下優良性能。
1、高耐候性能
由于本發明中存在酸性因素，故耐候體系特地選擇光屏蔽劑復配紫外線吸收劑；其中，光屏蔽劑A，0.11μm粒徑，足夠的添加量單獨都可以耐候8年以上；光屏蔽劑B，對重金屬離子的“固定效果”，通過紫外光或者高溫，與重金屬離子反應生成有色配合物，減少降低因重金屬離子催化產生的聚合物分解，另外亦有屏蔽光的作用；紫外線吸收劑是苯并三唑類光穩定劑，可有效吸收波長為270~380nm的紫外線，與抗氧劑并用有協同效應，其本身也有抗氧性；上述三種助劑的屏蔽、固定、吸收相互協同，促使材料耐候性達到10年以上。
2、良好的耐熱氧老化性
本發明的耐熱氧老化體系是通過主副抗氧復配外加對酸根、鹵離子及重金屬的處理來協同完成抗老化性能；其中，抗氧熱穩定劑A，空間受阻酚抗氧劑和膦酸鹽的增效混合物，非常有效的不褪色抗氧劑及熱穩定劑；抗氧劑B，一種低揮發性和高分子量含有機硫的抗氧劑，比起傳統的硫代醚類抗氧劑如DSTDP和DLTDP呈現卓越的穩定性；酸吸收劑，吸收材料中游離酸根離子、鹵離子等來提高材料耐熱性；另外，光屏蔽劑B，對重金屬離子的“固定效果”對材料的耐熱穩定性也有一定的作用；通過上述助劑的協同作用來有效的改善聚乙烯材料的耐熱氧老化性能，使材料在沙漠那樣苛刻的環境中耐80℃老化10年以上。
3、優異的沖擊性能
本發明使用的是80級聚乙烯材料作為基料，本身具有優異的沖擊韌性，老化可能會使材料變脆，為此我們精心設計了上述2套抗老化體系，并復配潤滑分散體系，使老化助劑與基料樹脂均勻、充分混合，保證了材料在紫外、熱氧雙重老化下，仍能保持優良的性能。
上述聚乙烯（PE）樹脂在材料組合物中為主要樹脂，含量不可以過低，否則影響材料的基本性能；光屏蔽劑A作為主要的填充物，主要用來屏蔽光線，增加耐候性同時提高材料的剛性；光屏蔽劑B作為輔助屏蔽劑，主要作用是用來降低因重金屬離子催化產生的聚合物分解；紫外線吸收劑主要是通過內部吸收來增加材料耐候性的；抗氧熱穩定劑A，抗熱氧老化主力，主要是通過吸收自由基離子來阻止熱氧老化惡化的；抗氧劑B，硫代醚類抗氧劑，輔助抗氧，低揮發性、高分子量使其呈現卓越的穩定性；酸吸收劑，通過吸收材料中的游離酸根、鹵離子來完成其對材料穩定性的貢獻。