一種阻燃抗靜電聚乙烯管材及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃抗靜電聚乙烯管材及其制作方法，其原料組分按重量百分比為：高密度聚乙烯（HDPE）40%-60%、硼酸鋅10%-20%、特種納米導(dǎo)電炭黑20%-40%、偶聯(lián)劑1%-5%、輔助劑1%-5%。本發(fā)明阻燃抗靜電聚乙烯管材抗靜電和阻燃協(xié)同效應(yīng)好，具有優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能，重量輕，質(zhì)地柔軟，韌性好，可盤繞，耐腐蝕，可耐各種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕，其內(nèi)壁光滑，阻力小，使用中不易結(jié)垢，耐磨性比橡膠管及純聚乙烯管好，且配料簡單、制備容易。本發(fā)明管材完全可以代替鋼管而廣泛用于排水、供水、壓風(fēng)、和瓦斯抽放，無毒衛(wèi)生，重量輕，施工方便。
【專利說明】一種阻燃抗靜電聚乙烯管材及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管材，具體地說是一種阻燃抗靜電聚乙烯管材及其制作方法。
技術(shù)背景
[0002]近年來，由于聚乙烯管材具有價廉質(zhì)輕、安裝方便、環(huán)保等優(yōu)點，加上國家政策的推動，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。塑料管材具有耐腐蝕性好、成本低、重量輕、壽命長、安裝方便的優(yōu)點，但塑料管同時有極易產(chǎn)生靜電、易燃、耐壓低和耐沖擊性差、制作配方復(fù)雜、操作不便等缺點，因此，對聚乙烯材料有待于進(jìn)一步調(diào)整，改善、完善其性能。
[0003]礦用聚乙烯管材除了應(yīng)具備一般塑料管材的物理機(jī)械性能以外，還應(yīng)滿足煤礦的特殊要求即必須具有抗靜電性，自熄性并且燃燒產(chǎn)物也不得具有毒性。聚乙烯是一種有機(jī)高分子材料，它的體積電阻率非常高，經(jīng)摩擦就會產(chǎn)生靜電，并聚集在塑料表面，可能引起火災(zāi)和瓦斯爆炸，因此必須對生產(chǎn)礦用管的聚乙烯樹脂進(jìn)行抗靜電改性。目前常用的改性方法包括向樹脂中添加抗靜電劑或者導(dǎo)電碳黑和金屬粉末等物質(zhì)?？轨o電劑是一種表面活性物質(zhì)，其抗靜電的機(jī)理在于抗靜電劑的親水端吸收空氣中的水份，在材料表面形成一種導(dǎo)電水膜，從而降低表面電阻率，使已產(chǎn)生的靜電荷迅速謝落。若表面的抗靜電劑因水洗或擦落后，內(nèi)部的抗靜電劑分子還可以移向表面，從而恢復(fù)其抗靜電性能。
[0004]在聚乙烯中加入導(dǎo)電炭黑，由于炭黑結(jié)構(gòu)化具有較大的比表面積及較好的表面化學(xué)性質(zhì)，所以能獲得良好的抗靜電效果。以前由于炭黑本身性能的問題，炭黑的用量達(dá)到20份以上，才能使聚乙烯具有良好的抗靜電性能，但這時材料的加工性能、力學(xué)性能變差，使其在管材中的應(yīng)用受到限制。ZL90106274公開了一種聚乙烯軟管的制造方法，其炭黑的加入量超過20份，該專利利用交聯(lián)技術(shù)彌補(bǔ)了加入大量炭黑造成的力學(xué)性能的損失。隨著炭黑技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來在復(fù)合材料中添加較少的份數(shù)的炭黑就能獲得良好的抗靜電效果，但是由于導(dǎo)電炭黑的比表面積極大，加入樹脂中仍將嚴(yán)重影響復(fù)合材料的熔體粘度，在擠出過程中會出現(xiàn)扭矩過大，擠出不穩(wěn)定等現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種抗靜電和阻燃協(xié)同效應(yīng)好、韌性好、質(zhì)地柔軟、強(qiáng)度高，且配料簡單、制備容易的阻燃抗靜電聚乙烯管材及其制作方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種阻燃抗靜電聚乙烯管材，其原料組分按重量百分比為:高密度聚乙烯(HDPE)40%-60%、硼酸鋅10%-20%、納米導(dǎo)電炭黑20%-40%、偶聯(lián)劑1%_5%、輔助劑1%_5%。
[0008]進(jìn)一步地，所述納米導(dǎo)電炭黑包括N330、N220、N550中的一種或多種。
[0009]進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。
[0010]進(jìn)一步地，所述輔助劑包括抗氧劑和填充料組成。
[0011]一種阻燃抗靜電聚乙烯管材的制作方法:
[0012]I)將各原料組分按重量百分比配比混合，然后經(jīng)高速捏合機(jī)充分?jǐn)嚢?-12分鐘，再經(jīng)單螺桿擠出機(jī)中共混造粒；
[0013]2)將步驟I)中制得的顆粒再通過管材機(jī)和管材擠出輔助機(jī)擠出、烘干、擠管、冷卻、定型、牽引、通過盤卷機(jī)盤卷，即得成品管材。
[0014]本發(fā)明中使用了高密度聚乙烯(HDPE)樹脂，是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹月旨。原態(tài)高密度聚乙烯的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。高密度聚乙烯具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。高密度聚乙烯具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在_40°C低溫度下均如此。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
[0016]本發(fā)明阻燃抗靜電聚乙烯管材抗靜電和阻燃協(xié)同效應(yīng)好，具有優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能,重量輕,質(zhì)地柔軟,韌性好,可盤繞,耐腐蝕,可耐各種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕,其內(nèi)壁光滑，阻力小，使用中不易結(jié)垢，耐磨性比橡膠管及純聚乙烯管好，且配料簡單、制備容易。本發(fā)明管材完全可以代替鋼管而廣泛用于排水、供水、壓風(fēng)、和瓦斯抽放，無毒衛(wèi)生，重量輕，施工方便。

【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述，但是本發(fā)明不僅限于實施例。
[0018]實施例1
[0019]I)稱取:高密度聚乙烯40kg,硼酸鋅1kg,納米導(dǎo)電炭黑40kg,招酸酯偶聯(lián)劑5kg,輔助劑5kg ；
[0020]其中，納米導(dǎo)電炭黑由5kgN330、15kgN220、20kgN550組成。
[0021]2)將步驟I)中所得的各原料組分混合，然后經(jīng)高速捏合機(jī)充分?jǐn)嚢?分鐘，再經(jīng)單螺桿擠出機(jī)中共混造粒；
[0022]3)將步驟I)中制得的顆粒再通過管材機(jī)和管材擠出輔助機(jī)擠出、烘干、擠管、冷卻、定型、牽引、通過盤卷機(jī)盤卷，即得成品管材。
[0023]實施例2
[0024]I)稱取:高密度聚乙烯(HDPE)50kg，硼酸鋅15kg，納米導(dǎo)電炭黑30kg，鋁酸酯偶聯(lián)劑2kg，輔助劑3kg;
[0025]其中，納米導(dǎo)電炭黑由30kgN330、10kgN550組成。
[0026]2)將步驟I)中所得的各原料組分混合，然后經(jīng)高速捏合機(jī)充分?jǐn)嚢?0分鐘，再經(jīng)單螺桿擠出機(jī)中共混造粒；
[0027]3)將步驟I)中制得的顆粒再通過管材機(jī)和管材擠出輔助機(jī)擠出、烘干、擠管、冷卻、定型、牽引、通過盤卷機(jī)盤卷，即得成品管材。
[0028]實施例3
[0029]I)稱取:高密度聚乙烯(HDPE)58kg，硼酸鋅20kg，納米導(dǎo)電炭黑20kg，鋁酸酯偶聯(lián)劑1kg，輔助劑Ikg ；
[0030]其中，納米導(dǎo)電炭黑為N550。
[0031]2)將步驟I)中所得的各原料組分混合，然后經(jīng)高速捏合機(jī)充分?jǐn)嚢?2分鐘，再經(jīng)單螺桿擠出機(jī)中共混造粒；
[0032]3)將步驟I)中制得的顆粒再通過管材機(jī)和管材擠出輔助機(jī)擠出、烘干、擠管、冷卻、定型、牽引、通過盤卷機(jī)盤卷，即得成品管材。
[0033]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種阻燃抗靜電聚乙烯管材，其特征在于:其原料組分按重量百分比為:高密度聚乙烯(HDPE)40%-60%、硼酸鋅10%-20%、納米導(dǎo)電炭黑20%_40%、偶聯(lián)劑1%_5%、輔助劑1%_5%。
2.按照權(quán)利要求1所述的阻燃抗靜電聚乙烯管材，其特征在于:所述納米導(dǎo)電炭黑包括N330、N220、N550中的一種或多種。
3.按照權(quán)利要求1所述的阻燃抗靜電聚乙烯管材，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。
4.按照權(quán)利要求1所述的阻燃抗靜電聚乙烯管材，其特征在于:所述輔助劑包括抗氧劑和填充料組成。
5.—種如權(quán)利要求1-4中任一所述阻燃抗靜電聚乙烯管材的制作方法，其特征在于: 1)將各原料組分按重量百分比配比混合，然后經(jīng)高速捏合機(jī)充分?jǐn)嚢?-12分鐘，再經(jīng)單螺桿擠出機(jī)中共混造粒； 2)將步驟I)中制得的顆粒再通過管材機(jī)和管材擠出輔助機(jī)擠出、烘干、擠管、冷卻、定型、牽引、通過盤卷機(jī)盤卷，即得成品管材。
【文檔編號】C08L23/06GK104277279SQ201310279501
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】辛運(yùn)龍, 劉建寧 申請人:東港市遠(yuǎn)東節(jié)水灌溉設(shè)備有限公司