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CN103172920A - 环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管 - Google Patents

环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管 Download PDF

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CN103172920A
CN103172920A CN2011104364893A CN201110436489A CN103172920A CN 103172920 A CN103172920 A CN 103172920A CN 2011104364893 A CN2011104364893 A CN 2011104364893A CN 201110436489 A CN201110436489 A CN 201110436489A CN 103172920 A CN103172920 A CN 103172920A
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陈鹊
许盛光
吴林江
陈建福
陈黎星
蒋江淮
吴亚平
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YATONG NEW MATERIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd FUJIAN PROV
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YATONG NEW MATERIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd FUJIAN PROV
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Abstract

环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管，由重量份的基本物料组成，高密度聚乙烯20～45份，聚乙烯抗静电母料40～30份，聚乙烯阻燃母料40～25份，其中聚乙烯抗静电母料采用两种不同比表面积的导电炭黑，用处理剂对导电炭黑进行处理，抗静电和阻燃协同效应好，加工和力学性能优良。聚乙烯阻燃母料使用红磷阻燃剂，与抗静电剂的协同作用好，易于加工成型，管材性能稳定。本发明的管材加工成型容易，具有优良的抗静电性、阻燃性及力学性能，满足煤炭部行业标准MT558.1的要求。

Description

环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管
技术领域
本发明涉及一种塑料管道，特别是一种环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管。
背景技术
近年来，由于聚乙烯管材具有价廉质轻、安装方便、环保等优点，加上国家政策的推动，广泛应用于各个领域。其中，矿用聚乙烯管除了应具备一般塑料管的物理机械性能以外，还用满足煤矿的特殊要求即必须具有抗静电性，自熄性并且燃烧产物也不得具有毒性，聚乙烯是一种有机高分子材料，它的体积电阻率非常高，摩擦易产生静电，并聚集在塑料表面，可能引起火灾和瓦斯爆炸，因此必须对生产矿用管的聚乙烯树脂进行抗静电改性。目前常用的改性方法包括向树脂中添加抗静电剂或者导电碳黑和金属粉末等物质。抗静电剂是一种表面活性物质，其抗静电的机理在于抗静电剂的亲水端吸收空气中的水份，在材料表面形成一种导电水膜，从而降低表面电阻率，使已产生的静电荷迅速谢落。可以说，使用抗静电剂的聚乙烯制品抗静电性能的好坏要极大的依赖周围环境的湿度，在干燥环境中的抗静电效果较差，此时常因静电而发生危险。并且，抗静电剂本身通常为一些在水中电离的物质，随时间的推移，抗静电剂必将因表面部分的溶解而逐渐向外层析出，在材料内部形成结构缺陷，影响材料的力学性能的同时，抗静电性能逐渐衰减。
在聚乙烯中加入导电炭黑，由于导电炭黑结构化具有较大的比表面积及较好的表面化学性质，所以能获得良好的抗静电效果。但是由于导电炭黑的比表面积极大，加入树脂中仍将严重影响复合材料的熔体粘度，在挤出过程中会出现扭矩过大，挤出不稳定等现象。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术的缺点，提出一种加工成型容易，具有优良的抗静电性、阻燃性及力学性能的环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的。该环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管是由重量份的基本物料组成，高密度聚乙烯20～45份，聚乙烯抗静电母料40～30份，聚乙烯阻燃母料40～25份，其中：
聚乙烯抗静电母料重量份的基本物料组成为：高密度聚乙烯树脂100份，线性低密度聚乙烯树脂5～10份，比表面积大于500 m2/g的特导电炭黑A 20～40份，比表面积小于500 m2/g的普通导电炭黑B 10～15份，炭黑处理剂2.0～4.0份，抗氧剂0.3～1.0份，聚乙烯蜡2.0～5.0份；
聚乙烯阻燃母料重量份的基本物料组成为：高密度聚乙烯树脂100份，线性低密度聚乙烯树脂5～10份，红磷阻燃剂100～150份，消烟剂25～40份，抗氧剂2.0～3.0份。
上述的聚乙烯抗静电母料中的炭黑处理剂选择钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂中的一种。
上述的聚乙烯阻燃母料中的消烟剂为三氧化二锑。
上述的聚乙烯抗静电母料和聚乙烯抗静电母料中的抗氧剂为磷酸酯类和受阻胺类抗氧剂的混合物。
环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管的制备方法包括如下步骤：
a.聚乙烯抗静电母料的制备方法：首先将导电炭黑与处理剂加入搅拌机中，常温下搅拌5～10分钟，然后再与各种助剂同高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯树脂共混搅拌5～10分钟，最后采用双螺杆挤出机组将共混料造粒，制得聚乙烯抗静电母料。
b. 聚乙烯阻燃母料的制备方法：首先将高密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂及各种助剂加入搅拌机中搅拌共混5～10分钟，然后采用双螺杆挤出机组将共混料造粒，制得聚乙烯阻燃母料。
c. 环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管生产料的制备方法：首先将高密度聚乙烯20～45份，聚乙烯抗静电母料40～30份，聚乙烯阻燃母料40～25份投入高速搅拌机中混合5～10分钟，然后采用双螺杆挤出机组将混合料造粒，制得环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管生产料。
d. 环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管的制备方法：采用管材挤出机组将以上制得的环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管生产料制备成环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管。
本发明采用两种不同比表面积的导电炭黑，用处理剂对导电炭黑进行处理，两种导电炭黑并用，抗静电和阻燃协同效应好，产品加工成型容易，具有优良的抗静电性、阻燃性及力学性能，满足煤炭部行业标准MT558.1的要求。
具体实施方式
环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管配方：
高密度聚乙烯40份，聚乙烯抗静电母料35份，聚乙烯阻燃母料25份。
其中：
聚乙烯抗静电母料的配方：
高密度聚乙烯100份，线性低密度聚乙烯10份，特导电炭黑（比表面积828m2/g）30份，普通导电炭黑（比表面积164m2/g）8份，抗氧剂0.6份，钛酸酯偶联剂3.5份，聚乙烯蜡4份。
聚乙烯阻燃母料配方：
高密度聚乙烯100份，线性低密度聚乙烯10份，红磷阻燃剂125份，三氧化二锑25份，抗氧剂4份。
用上述混合料制备的环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管抗静电和阻燃协同效应好，加工成型容易，具有优良的抗静电性、阻燃性及力学性能，满足煤炭部行业标准MT558.1的要求。

Claims (4)

1.一种环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管，其特征在于：按重量份计，包括以下物料：
高密度聚乙烯20～45份，聚乙烯抗静电母料40～30份，聚乙烯阻燃母料40～25份，其中：
聚乙烯抗静电母料重量份的基本物料组成为：高密度聚乙烯树脂100份，线性低密度聚乙烯树脂5～10份，比表面积大于500m2/g的特导电炭黑A 20～40份，比表面积小于500m2/g的普通导电炭黑B 10～15份，炭黑处理剂2.0～4.0份，抗氧剂0.3～1.0份，聚乙烯蜡2.0～5.0份；
聚乙烯阻燃母料重量份的基本物料组成为：高密度聚乙烯树脂100份，线性低密度聚乙烯树脂5～10份，红磷阻燃剂100～150份，消烟剂25～40份，抗氧剂2.0～3.0份。
2.根据权利要求1所述的环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管，其特征在于聚乙烯抗静电母料中的炭黑处理剂选择钛酸酯偶联剂，硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂中的一种。
3.根据权利要求1所述的环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管，其特征在所述的抗氧剂为磷酸酯类和受阻胺类抗氧剂的混合物。
4.根据权利要求1所述的环保型阻燃抗静电聚乙烯矿用管，其特征在所述的消烟剂为三氧化二锑。
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