高性能礦用管材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及管材【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種高性能礦用管材及其制備方法；該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂、復(fù)合穩(wěn)定劑、增韌劑、增強劑、加工助劑、內(nèi)外潤滑劑、填充劑、著色劑、阻燃劑和抗靜電劑；本發(fā)明高性能礦用管材和現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材相比，本發(fā)明高性能礦用管材除了具有現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的耐腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易結(jié)垢、重量輕、壽命長和施工方便的優(yōu)點外，本發(fā)明高性能礦用管材的抗沖擊強度更高、抗靜電和阻燃性能更好，適用于井下易燃、易爆的特定場所。
【專利說明】高性能礦用管材及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及管材【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種高性能礦用管材及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] PVC礦用管在煤礦井下的應(yīng)用從研發(fā)至今不到10年時間，因此高性能礦用管是 新型的煤礦井下瓦斯抽放、抽排水、壓風(fēng)用管道。在以往的煤礦井下瓦斯抽放、抽排水、壓風(fēng) 等領(lǐng)域普遍采用普通的礦用聚氯乙烯管材。但是，由于普通的礦用聚氯乙烯管材的抗沖擊 強度低，阻燃、抗靜電性能差，易造成煤礦井下的管網(wǎng)系統(tǒng)頻繁故障，影響正常的生產(chǎn)，造成 企業(yè)損失。在這樣惡劣的環(huán)境下，急需一種耐腐蝕、抗沖擊強度強、阻燃和抗靜電性能好的 高性能礦用管來取代普通的礦用管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種高性能礦用管材及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足， 其能有效解決現(xiàn)有普通的礦用聚氯乙烯管材的抗沖擊強度低、阻燃和抗靜電性能差，易造 成煤礦井下的管網(wǎng)系統(tǒng)頻繁故障，影響正常的生產(chǎn)的問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種高性能礦用管材，原料按 重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份至150份、復(fù)合穩(wěn)定劑3份至6份、增韌劑8份至 15份、增強劑2份至5份、加工助劑3份至8份、內(nèi)外潤滑劑1份至3份、填充劑3份至8份、 著色劑〇. 3份至0. 5份、阻燃劑3份至10份、抗靜電劑2份至10份。
[0005] 下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述高性能礦用管材按下述方法得到：第一步，將所需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和復(fù) 合穩(wěn)定劑在低轉(zhuǎn)速下加入高速混合機中，然后在高轉(zhuǎn)速下在高速混合機中進(jìn)行混合，使高 速混合機中的物料溫度為65°C至85°C ;第二步，在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合機中加入所需 量的加工助劑、增韌劑、內(nèi)外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料 溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量的增強劑、填充 料和著色劑進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為115°C至125°C，接著在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下 將高速混合機中的物料排入到低速混合機中進(jìn)行攪拌降溫，待低速混合機中物料的溫度降 到45°C至55°C后得到高性能礦用管材專用干混料；第四步，把高性能礦用管材專用干混料 熟化8小時至12小時，然后將熟化后的高性能礦用管材專用干混料加入平行或錐形雙螺桿 塑料擠出機中加熱熔融，經(jīng)模具擠出成型及真空箱定徑套冷卻定徑后制成高性能礦用管材 直管，再經(jīng)塑料管材切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機擴口后得到高性能礦用管材。
[0006] 上述高速混合機的低轉(zhuǎn)速為300r/min至400r/min;高速混合機的高轉(zhuǎn)速為500r/ min至600r/min;低速混合機的轉(zhuǎn)速為60r/min至70r/min。
[0007] 上述復(fù)合穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn)定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為 PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑為丙烯酸酯樹脂。
[0008] 上述內(nèi)外潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質(zhì) 碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以 上。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種高性能礦用管材的制備方 法，按下述步驟進(jìn)行：第一步，將所需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和復(fù)合穩(wěn)定劑在低轉(zhuǎn)速下 加入高速混合機中，然后在高轉(zhuǎn)速下在高速混合機中進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫 度為65°C至85°C ;第二步，在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量的加工助劑、增韌 齊U、內(nèi)外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為95°C至105°C; 第三步：在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量的增強劑、填充料和著色劑進(jìn)行混合， 使高速混合機中的物料溫度為115°C至125°C，接著在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下將高速混合機中的物料 排入到低速混合機中進(jìn)行攪拌降溫，待低速混合機中物料的溫度降到45°C至55°C后得到 高性能礦用管材專用干混料；第四步，把高性能礦用管材專用干混料熟化8小時至12小時， 然后將熟化后的高性能礦用管材專用干混料加入平行或錐形雙螺桿塑料擠出機中加熱熔 融，經(jīng)模具擠出成型及真空箱定徑套冷卻定徑后制成高性能礦用管材直管，再經(jīng)塑料管材 切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機擴口后得到高性能礦用管材。
[0010] 下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之二的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述高速混合機的低轉(zhuǎn)速為300r/min至400r/min;高速混合機的高轉(zhuǎn)速為500r/min 至600r/min;低速混合機的轉(zhuǎn)速為60r/min至70r/min。
[0011] 上述復(fù)合穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn)定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為 PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑為丙烯酸酯樹脂。
[0012] 上述內(nèi)外潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質(zhì) 碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以 上。
[0013] 本發(fā)明高性能礦用管材和現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材相比，本發(fā)明高性能礦用管材除 了具有現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的耐腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易結(jié)垢、重量 輕、壽命長和施工方便的優(yōu)點外，本發(fā)明高性能礦用管材的抗沖擊強度更高、抗靜電和阻燃 性能更好，適用于井下易燃、易爆的特定場所。

【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0015] 實施例1，該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份至 150份、復(fù)合穩(wěn)定劑3份至6份、增韌劑8份至15份、增強劑2份至5份、加工助劑3份至8 份、內(nèi)外潤滑劑1份至3份、填充劑3份至8份、著色劑0. 3份至0. 5份、阻燃劑3份至10 份、抗靜電劑2份至10份。
[0016] 實施例2,該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份或 150份、復(fù)合穩(wěn)定劑3份或6份、增韌劑8份或15份、增強劑2份或5份、加工助劑3份或8 份、內(nèi)外潤滑劑1份或3份、填充劑3份或8份、著色劑0. 3份或0. 5份、阻燃劑3份或10 份、抗靜電劑2份或10份。
[0017] 實施例3,該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份、復(fù) 合穩(wěn)定劑3份、增韌劑8份、增強劑2份、加工助劑3份、內(nèi)外潤滑劑1份、填充劑3份、著色 劑〇. 3份、阻燃劑3份、抗靜電劑2份。
[0018] 實施例4,該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂150份、復(fù) 合穩(wěn)定劑6份、增韌劑15份、增強劑5份、加工助劑8份、內(nèi)外潤滑劑3份、填充劑8份、著 色劑〇. 5份、阻燃劑10份、抗靜電劑10份。
[0019] 實施例5,該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂90份、復(fù) 合穩(wěn)定劑4份、增韌劑8份、增強劑2份、加工助劑4份、內(nèi)外潤滑劑1份、填充劑4份、著色 劑〇. 3份、阻燃劑3份、抗靜電劑3份。
[0020] 實施例6,該高性能礦用管材原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂120份、復(fù) 合穩(wěn)定劑4份、增韌劑12份、增強劑4份、加工助劑6份、內(nèi)外潤滑劑2份、填充劑5份、著 色劑〇. 4份、阻燃劑7份、抗靜電劑6份。
[0021] 實施例7,該高性能礦用管材按下述制備方法得到：第一步，將所需量的SG-5型聚 氯乙烯樹脂和復(fù)合穩(wěn)定劑在低轉(zhuǎn)速下加入高速混合機中，然后在高轉(zhuǎn)速下在高速混合機中 進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為65°C至85°C;第二步，在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合 機中加入所需量的加工助劑、增韌劑、內(nèi)外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進(jìn)行混合，使高速混 合機中的物料溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量 的增強劑、填充料和著色劑進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為115°C至125°C，接著 在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下將高速混合機中的物料排入到低速混合機中進(jìn)行攪拌降溫，待低速混合機 中物料的溫度降到45°C至55°C后得到高性能礦用管材專用干混料；第四步，把高性能礦用 管材專用干混料熟化8小時至12小時，然后將熟化后的高性能礦用管材專用干混料加入平 行或錐形雙螺桿塑料擠出機中加熱熔融，經(jīng)模具擠出成型及真空箱定徑套冷卻定徑后制成 高性能礦用管材直管，再經(jīng)塑料管材切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機擴口后得到高 性能礦用管材。這樣，因阻燃劑和抗靜電劑均勻分布在本發(fā)明高性能礦用管材中，因而抗靜 電、阻燃性能不會因使用時間而受到影響，因此其阻燃、抗靜電性能更好。
[0022] 實施例8,作為上述實施例的優(yōu)化，實施例8中高速混合機的低轉(zhuǎn)速為300r/min至 400r/min;高速混合機的高轉(zhuǎn)速為500r/min至600r/min;低速混合機的轉(zhuǎn)速為60r/min至 70r/min〇
[0023] 實施例9,作為上述實施例的優(yōu)化，實施例9中復(fù)合穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn)定劑；或/和， 增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑為丙烯酸酯樹 脂。
[0024] 實施例10,作為上述實施例的優(yōu)化，實施例10中內(nèi)外潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟和 硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種以上；或/和， 著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以上。
[0025] 本發(fā)明上述實施例得到的高性能礦用管材和現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的試驗數(shù)據(jù) 對比如下： 本發(fā)明上述實施例得到的高性能礦用管材經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)質(zhì)檢所檢測，滿足煤炭 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/558. 2-2005《煤礦井下用塑料管材第2部分：聚氯乙烯管材》的要求；本發(fā)明 上述實施例得到的高性能礦用管材和現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的性能指標(biāo)如表1所示。
[0026] 從表1可以看出，本發(fā)明上述實施例得到的高性能礦用管材的不圓度、扁平試驗、 拉伸強度、耐壓試驗、落錘沖擊試驗、表面電阻和酒精噴燈燃燒時間較現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管 材的不圓度、扁平試驗、拉伸強度、耐壓試驗、落錘沖擊試驗、表面電阻和酒精噴燈燃燒時間 都有很大程度的提高，說明本發(fā)明上述實施例得到的高性能礦用管材和現(xiàn)有技術(shù)普通礦用 管材相比，本發(fā)明上述實施例得到的高性能礦用管材除了具有現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的耐 腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易結(jié)垢、重量輕、壽命長和施工方便的優(yōu)點外，本 發(fā)明上述實施例得到的高性能礦用管材較現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的抗沖擊強度更高、抗靜 電和阻燃性能更好。
[0027] 綜上所述，本發(fā)明高性能礦用管材和現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材相比，本發(fā)明高性能 礦用管材除了具有現(xiàn)有技術(shù)普通礦用管材的耐腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易 結(jié)垢、重量輕、壽命長和施工方便的優(yōu)點外，本發(fā)明高性能礦用管材的抗沖擊強度更高、抗 靜電和阻燃性能更好，適用于井下易燃、易爆的特定場所。

【權(quán)利要求】
1. 一種高性能礦用管材，其特征在于原料按重量份數(shù)包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份 至150份、復(fù)合穩(wěn)定劑3份至6份、增韌劑8份至15份、增強劑2份至5份、加工助劑3份 至8份、內(nèi)外潤滑劑1份至3份、填充劑3份至8份、著色劑0. 3份至0. 5份、阻燃劑3份至 10份、抗靜電劑2份至10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能礦用管材，其特征在于按下述方法得到：第一步，將所 需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和復(fù)合穩(wěn)定劑在低轉(zhuǎn)速下加入高速混合機中，然后在高轉(zhuǎn)速 下在高速混合機中進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為65°C至85°C;第二步，在高轉(zhuǎn)速 下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量的加工助劑、增韌劑、內(nèi)外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進(jìn) 行混合，使高速混合機中的物料溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合 機中加入所需量的增強劑、填充料和著色劑進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為115°C 至125°C，接著在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下將高速混合機中的物料排入到低速混合機中進(jìn)行攪拌降溫， 待低速混合機中物料的溫度降到45°C至55°C后得到高性能礦用管材專用干混料；第四步， 把高性能礦用管材專用干混料熟化8小時至12小時，然后將熟化后的高性能礦用管材專用 干混料加入平行或錐形雙螺桿塑料擠出機中加熱熔融，經(jīng)模具擠出成型及真空箱定徑套冷 卻定徑后制成高性能礦用管材直管，再經(jīng)塑料管材切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機 擴口后得到高性能礦用管材。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能礦用管材，其特征在于高速混合機的低轉(zhuǎn)速為300r/ min至400r/min ;高速混合機的高轉(zhuǎn)速為500r/min至600r/min ;低速混合機的轉(zhuǎn)速為60r/ min 至 70r/min〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高性能礦用管材，其特征在于復(fù)合穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn) 定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑 為丙烯酸酯樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的高性能礦用管材，其特征在于內(nèi)外潤滑劑為石 蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種 以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以上。
6. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能礦用管材的制備方法，其特征在于按下述步驟 進(jìn)行：第一步，將所需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和復(fù)合穩(wěn)定劑在低轉(zhuǎn)速下加入高速混合機 中，然后在高轉(zhuǎn)速下在高速混合機中進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為65°C至85°C; 第二步，在高轉(zhuǎn)速下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量的加工助劑、增韌劑、內(nèi)外潤滑劑、阻 燃劑和抗靜電劑進(jìn)行混合，使高速混合機中的物料溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉(zhuǎn)速 下繼續(xù)向高速混合機中加入所需量的增強劑、填充料和著色劑進(jìn)行混合，使高速混合機中 的物料溫度為115°C至125°C，接著在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下將高速混合機中的物料排入到低速混 合機中進(jìn)行攪拌降溫，待低速混合機中物料的溫度降到45°C至55°C后得到高性能礦用管 材專用干混料；第四步，把高性能礦用管材專用干混料熟化8小時至12小時，然后將熟化 后的高性能礦用管材專用干混料加入平行或錐形雙螺桿塑料擠出機中加熱熔融，經(jīng)模具擠 出成型及真空箱定徑套冷卻定徑后制成高性能礦用管材直管，再經(jīng)塑料管材切割機定長切 害IJ、倒角、塑料管材擴口機擴口后得到高性能礦用管材。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高性能礦用管材的制備方法，其特征在于高速混合機的低轉(zhuǎn) 速為300r/min至400r/min ;高速混合機的高轉(zhuǎn)速為500r/min至600r/min ;低速混合機的 轉(zhuǎn)速為 60r/min 至 70r/min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的高性能礦用管材的制備方法，其特征在于復(fù)合穩(wěn)定劑為 鈣鋅穩(wěn)定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為PVC增強補韌劑；或/和，力口 工助劑為丙烯酸酯樹脂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的高性能礦用管材的制備方法，其特征在于內(nèi)外潤滑 劑為石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣中 的一種以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以上。
【文檔編號】C08K13/02GK104479244SQ201410685591
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】王星, 肖慶貴, 羅海, 林淑娟, 李紅梅 申請人:新疆西部節(jié)水科技股份有限公司