低表面能、抗结垢氟硅改性聚烯烃树脂的开发及产业化
发布日期：2021-06-10 14:50
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| 成果名称 | 低表面能、抗结垢氟硅改性聚烯烃树脂的开发及产业化 | |||
| 成果登记号 | 知识产权 | |||
| 完成单位 | ||||
| 序号 | 单位名称 | 通讯地址 | ||
| 1 | 浙江伟星新型建材股份有限公司 | 浙江省临海经济开发区 | ||
| 2 | 浙江工业大学 | 杭州潮王路18号 | ||
| 3 | 临海伟星新型建材有限公司 | 浙江省临海市前江南路6号 | ||
| 完成人 | ||||
| 序号 | 姓名 | 工作单位 | 对成果的贡献 | |
| 1 | 冯金茂 | 临海伟星新型建材有限公司 | 负责人 | |
| 2 | 应淑妮 | 浙江伟星新型建材股份有限公司 | 项目参与人 | |
| 3 | 冯杰 | 浙江工业大学 | 项目参与人 | |
| 4 | 张伟娇 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 5 | 高莉 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 6 | 宋锵 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 7 | 林鑫鑫 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 8 | 张益炬 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 9 | 黄咸伟 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 10 | 陈营 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 11 | 毛星剑 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 12 | 程优婷 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 13 | 方升 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 14 | 孙新俊 | 临海伟星新型建材有限公司 | 项目参与人 | |
| 成果公报内容（成果简介、创新突破点、同行认可、引用情况、应用情况等） | ||||
| 管道的减阻、防结垢是当前国内外行业关注的焦点。在油田注水以及原油输送过程中，由于压力、温度等环境条件的变化以及流体介质与管材表面吸附作用，在管道内壁形成结蜡结垢层。结蜡结垢使管道流通面积减小、摩阻增大，降低了管道输送能力，严重时甚至会使管道堵塞，造成重大的经济损失。此外，地暖运行一段时间后就会在管道内壁结垢，会导致水阻增加并影响采暖效果，一般3-5年就需要清洗一次，费时费力费金钱，严重影响用户体验感。传统给水管长期输送过程中，同样会沉积泥沙、铁锈、微生物膜等垢污，影响用水卫生。 因此，如何解决管道内壁结垢问题，是目前管道应用中亟待解决的问题。管道内壁的结垢，主要是由材料的表面性能决定的。因此，对管材进行改性，使其本身就具有良好的疏水-疏油性能，可以从根本上解决管道结垢以及结蜡的问题。 传统的表面能改性包括物理共混或者表面改性两种：一种是将聚乙烯材料与改性剂物理；另一种是对现有的聚乙烯管材表面进行化学处理。物理共混操作简单，适合于工业生产，然而这一方法通常不能满足改性要求。其主要原因是聚乙烯与通常的疏水-疏油改性剂的相容性太差，简单的物理共混容易导致材料发生宏观相分离，表面改性剂容易脱落。直接对管材表面化学处理(即第二种方法)虽可以获得稳定的改性表面，但不适合大规模工业生产。 因此，本研究提出制备大分子量的疏水疏油改性材料。通过全新的技术制备含有高分子量的聚乙烯及表面改性剂组分的两亲性聚合物，并将该两亲聚合物作为改性剂，添加到聚烯烃材料中，一方面引入低表面能基团，可迁移到表面降低表面能，另一方面引入长分子链段可以与基体树脂分子链段缠结保证相容性。将该改性材料应用到管道制备，不需要改变现有聚乙烯管材的加工路线，同时又可以克服传统改性剂与聚乙烯表面粘结性能差的缺点，因此可以获得具有性能表面稳定的聚烯烃管材。 目前，我国大部分油田已进入二次、三次采油阶段，传统的钢管结垢、结蜡及腐蚀现象严重，而我们研发的氟\硅接枝聚烯烃改性复合管具有较低的表面能，具有明显防结垢、结蜡功能，其由于其本身具有塑料管材耐腐蚀、低导热系数等特点，可以解决二次、三次采油过程中的注水、采油等工艺过程中的结垢结蜡等问题，降低管堵、腐蚀等事故频发。从前期实验数据推算，使用氟/硅接枝改性管材可以实现维修周期延长2倍以上，大大减少维修成本，提高采油效率，大大减少项目运营成本。该管道同样可以应用到盐卤输送领域，可以实现维修周期延长1.5倍以上，同样实现项目运营成本大幅减少。 此外，氟/硅接枝改性复合管应用到地暖管，也可以大大减缓结垢问题。从油田使用情况推算，管道清洗周期将大大增大，可以较大程度提高用户使用产品体验感，减少系统维护成本。同样的，将氟/硅接枝聚烯烃材料应用到PPR管材中，由于其较低的表面能，在一定程度上可以一直表面微生物滋长，可以保证管道的卫生性能；此外，由于管道内壁具有低表面能，在相同的通径下，管道沿程水阻明显下降，同样的水压下，可以实现较高的出水量，同样可以提高用户使用舒适性。 | ||||
| 评价（鉴定、验收）委员会名单 | ||||
| 序号 | 姓名 | 单位 | 专业领域 | 职称 |
| 1 | 申屠宝卿 | 浙江大学 | 高分子材料 | 正高 |
| 2 | 韩 建 | 浙江理工大学 | 高分子材料 | 正高 |
| 3 | 杨晓明 | 浙江福莱新材料股份有限公司 | 高分子材料 | 正高 |
| 4 | 盛仲夷 | 浙江科技学院 | 高分子材料 | 副高 |
| 5 | 王胜鹏 | 传化智联股份有限公司 | 高分子材料 | 正高 |
| 6 | 熊春华 | 浙江工商大学 | 高分子化学 | 正高 |
| 7 | 陈 虹 | 浙江安信税务师事务所有限公司 | 审计 | 副高 |
| 组织评价单位:浙江省科技厅 | ||||
| 评价（鉴定、验收）意见 | ||||
| 项目采用等离子体表面接枝和反应挤出技术，对聚烯烃进行接枝改性，制备了氟/硅改性的聚乙烯材料，再将其与聚烯烃共混改性，经双层共挤技术制得了PPR减阻管、PE防结垢管道。项目实施期间申请发明专利5件，授权实用新型专利3件。 | ||||
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