一種雙抗塑料管材生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：（1）制備含有樹脂和導(dǎo)電填料與阻燃劑的A層料和含有韌性樹脂的B層料，將兩種材料的熔體送入?yún)R流器Ⅲ中，匯合成AB雙層復(fù)合體；（2）將步驟（1）得到的AB雙層復(fù)合熔體從匯流器Ⅲ流入具有一分為二流道，并且使熔體對(duì)向旋轉(zhuǎn)的模頭IV，得到ABBA的四層復(fù)合熔體；（3）將步驟（2）得到的ABBA的四層復(fù)合熔體流入具有K個(gè)等分流道的層疊器Ⅴ中，制備成AB(BA)KBA層復(fù)合熔體，其中K為2-6的整數(shù)；（4）將步驟（3）得到的AB(BA)KBA層復(fù)合熔體送入管材成型模具Ⅵ中，截面為矩形的AB(BA)KBA層復(fù)合熔體以楔形匯合成型得到AB(BA)KBA結(jié)構(gòu)，內(nèi)外面都具抗靜電阻燃的雙抗管材，然后定徑冷卻定長(zhǎng)裁切。
【專利說明】一種雙抗塑料管材生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙抗(抗靜電、阻燃)塑料管材生產(chǎn)方法，特別是層疊雙抗(抗靜電、阻燃)塑料管材生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來，煤礦、金屬礦或非金屬礦一直采用鑄鐵管道進(jìn)行給排水、通風(fēng)、吸塵和輸送尾礦漿。由于鑄鐵管本身存在易腐蝕，搬運(yùn)安裝不方便，保養(yǎng)成本高等缺陷，因此迫切需要一種新型管材取代鑄鐵管，需要改善或用其它更理想的材料予以更替。以塑代鋼是降低采礦行業(yè)鋼材消耗，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的良好途徑。工程塑料質(zhì)輕、耐磨、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)，對(duì)電、熱具有良好的絕緣性，易于加工成型，所以在煤礦中的應(yīng)用較為廣泛。但其良好的絕緣性會(huì)使塑料表面積聚大量靜電，很容易產(chǎn)生電火花，在礦井下高濃度的瓦斯氣體氛圍中遇到明火將會(huì)引起爆炸。為了保證安全生產(chǎn)，這些領(lǐng)域使用的管材要求具有很好的抗靜電和阻燃性能，以防止事故的發(fā)生。
[0003]聚乙烯(PE)管材具有較好的韌性，但往往需要添加大量的阻燃劑和抗靜電劑，導(dǎo)致成本增加并且添加成分的增加降低了 PE管材的物理性能。聚氯乙烯(PVC)材料具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，PVC-U管材已在礦井大量使用。隨著PVC管道的發(fā)展，PVC-U的缺點(diǎn)也暴露出來，主要表現(xiàn)在=PVC-U是一種脆性材料，容易發(fā)生快速開裂。PVC-U管材具有高模量、高強(qiáng)度和較低的價(jià)格優(yōu)點(diǎn)，掩蓋了 PVC-U低韌性的缺點(diǎn)。韌性不足即脆性大，沖擊性能和抗開裂性能差，在受到外界大力沖擊時(shí)容易發(fā)生脆性破壞。在實(shí)際應(yīng)用過程中，特別是在地質(zhì)條件復(fù)雜的礦區(qū)，墜落的石塊、礦中的亂石容易破壞PVC-U管材。因此，保持PVC-U原有的高強(qiáng)度、高模量的優(yōu)良性能，改善其韌性不足的缺點(diǎn)，提高其抗沖性和抗開裂性是急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明采用層疊多層結(jié)構(gòu)制備管材，可使塑料管材功能化。通過將PVC與韌性材料的層疊共擠出制備管材可增加PVC管材的韌性和抗沖擊性，保持PVC原有的高強(qiáng)度、高模量的優(yōu)良性能，改善其韌性不足的缺點(diǎn)，提高其抗沖性和抗開裂性，突破PVC-U使用局限性，也是PVC-U管材制造領(lǐng)域的重大技術(shù)突破。
[0005]對(duì)于PE層疊共擠出塑料管材，可大幅降低抗靜電劑、阻燃劑的用量，降低成本并且能顯著提高PE層疊復(fù)合管材的性能。
[0006]使用層疊器既能使導(dǎo)電材料和阻燃劑進(jìn)行均勻分散又能減少使用量，同時(shí)可以提高分子鏈取向，提高管材的力學(xué)性能。使用層疊器可以減少擠出機(jī)的數(shù)量，使用層疊器還可以使復(fù)合管層數(shù)增多，提高雙抗(抗靜電、阻燃)性能。
[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種抗靜電、阻燃效果好、力學(xué)強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低的層疊雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟:
(I)將樹脂原料和導(dǎo)電填料與阻燃劑在混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合，然后在擠出機(jī)I中塑化熔融，制備A層料；將韌性樹脂在擠出機(jī)II中塑化熔融，制備B層料，將兩種熔體送入?yún)R流器III中，匯合成AB雙層復(fù)合體；
(2)將步驟(I)得到的AB雙層復(fù)合熔體從匯流器III流入具有一分為二流道，并且使熔體對(duì)向旋轉(zhuǎn)的模頭IV，得到ABBA的四層復(fù)合熔體；
(3)將步驟(2)得到的ABBA的四層復(fù)合熔體流入具有K個(gè)等分流道的層疊器V中，制備成AB (BA)kBA層復(fù)合熔體，其中K為2-6的整數(shù)；
(4)將步驟(3)得到的AB(BA)kBA層復(fù)合熔體送入管材成型模具VI中，截面為矩形的AB (BA)kBA層復(fù)合熔體以楔形匯合成型得到AB (BA)kBA結(jié)構(gòu)，內(nèi)外面都具抗靜電阻燃的雙抗管材，然后定徑冷卻定長(zhǎng)裁切。
[0008]進(jìn)一步，所述管材的A層始終處于復(fù)合管材的暴露面。
[0009]進(jìn)一步，所述樹脂原料和導(dǎo)電炭黑與阻燃劑的質(zhì)量為90:10:2。
[0010]進(jìn)一步,所述導(dǎo)電填料選自由石墨、炭黑、碳纖維、碳納米管、石墨烯；金屬粉末、金屬碎屑、金屬纖維；鍍金玻璃纖維，和涂鍍鎳、銀、銅、鉻的云母組成的組中的一種或多種的混合物。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述阻燃劑選自無機(jī)阻燃劑或有機(jī)阻燃劑。
[0012]進(jìn)一步，所述阻燃劑是無鹵磷系阻燃劑。
[0013]進(jìn)一步，所述B層料的韌性樹脂或與A層料中使用的樹脂相同，或是A層料中使用的樹脂經(jīng)過改性后的樹脂，或是與A層料中使用的樹脂具有相近熔融指數(shù)的樹脂。
[0014]進(jìn)一步，所述A、B層中的樹脂選自PVC，PE，PP，CPE。
[0015]進(jìn)一步，所述A、B層中的樹脂是PVC或PE。
[0016]進(jìn)一步，所述管材中A、B層的總層數(shù)為8-70。
[0017]本發(fā)明具有的積極效果:⑴本發(fā)明的雙抗(抗靜電、阻燃)塑料管材的內(nèi)、外層均為抗靜電阻燃層，其余層是由抗靜電、阻燃層和B層交替而成，這種結(jié)構(gòu)的抗靜電阻燃管材具有較小的體積電阻率。⑵本發(fā)明的層疊雙抗塑料管材只需在A層中加入少量的導(dǎo)電填料和阻燃劑即可，在達(dá)到良好的導(dǎo)電效果的同時(shí)，導(dǎo)電填料、阻燃劑的添加量只是普通雙抗管材的一半甚至更少，這樣大大降低了導(dǎo)電填料的添加量，既節(jié)約了原料成本又對(duì)塑料管材的力學(xué)性能影響降低很少。⑶本發(fā)明的層疊雙抗塑料管材中，可以使用韌性材料作為B層，制備的復(fù)合管材具有良好的強(qiáng)度和韌性，使本發(fā)明的抗靜電管材與傳統(tǒng)的抗靜電管材相比，抗靜電性能優(yōu)異同時(shí)具有較好的韌性，降低了管材開裂缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明雙抗管材制備流程示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明雙抗管材結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明
本發(fā)明的層疊雙抗PVC-U管材為ABABBABA八層結(jié)構(gòu)?？轨o電阻燃層A由PVC與導(dǎo)電炭黑和少量的阻燃劑混煉而成。功能層B是由CPE改性的PVC，本實(shí)施例的雙抗PVC-U管材的體積電阻率小于IO6 Ω.m。
[0021]本發(fā)明的層疊雙抗PVC-U管材成型方法如下: (I)將PVC與導(dǎo)電炭黑和阻燃劑按照90:10:2的比例混合后加入到擠出機(jī)I中進(jìn)行熔融塑化，同時(shí)將CPE改性的PVC加入到擠出機(jī)II中進(jìn)行熔融塑化,將塑化好后的熔體分別輸送到匯流器III中，匯合成AB復(fù)合熔體。擠出機(jī)I和擠出機(jī)II各段溫度均設(shè)定為:一區(qū)1400C ;二區(qū)150°C ;三區(qū)165°C ;四區(qū)170°C ;五區(qū)175°C。擠出機(jī)I和擠出機(jī)II的螺桿轉(zhuǎn)速比為1:1。
[0022](2)將上述AB復(fù)合熔體從匯流器III的出口輸送到具有一分為二流道，并且熔體對(duì)向旋轉(zhuǎn)的模頭IV，從而得到ABBA的四層復(fù)合熔體，模頭IV的溫度為180°C。
[0023](3)將上述得到的ABBA四層熔體輸送到具有一分為四的層疊器V中，從而得到ABBAABBAABBAABBA的十六層復(fù)合熔體，層疊器V的溫度為180°C。
[0024](4)將上述得到的十六層復(fù)合熔體輸送至管材成型模具VI中，定徑冷卻成型得到十六層的層疊雙抗PVC-U管材。
【權(quán)利要求】
1.一種雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟: (1)將樹脂原料和導(dǎo)電填料與阻燃劑在混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合，然后在擠出機(jī)I中塑化熔融，制備A層料；將韌性樹脂在擠出機(jī)II中塑化熔融，制備B層料，將兩種熔體送入?yún)R流器III中，匯合成AB雙層復(fù)合體； (2)將步驟(I)得到的AB雙層復(fù)合熔體從匯流器III流入具有一分為二流道，并且使熔體對(duì)向旋轉(zhuǎn)的模頭IV，得到ABBA的四層復(fù)合熔體； (3)將步驟(2)得到的ABBA的四層復(fù)合熔體流入具有K個(gè)等分流道的層疊器V中，制備成AB (BA)kBA層復(fù)合熔體，其中K為2-6的整數(shù)； (4)將步驟(3)得到的AB(BA)kBA層復(fù)合熔體送入管材成型模具VI中，截面為矩形的AB (BA)kBA層復(fù)合熔體以楔形匯合成型得到AB (BA)kBA結(jié)構(gòu)，內(nèi)外面都具抗靜電阻燃的雙抗管材，然后定徑冷卻定長(zhǎng)裁切。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述管材的A層始終處于復(fù)合管材的暴露面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述樹脂原料和導(dǎo)電炭黑與阻燃劑的質(zhì)量為90:10:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述導(dǎo)電填料選自由石墨、炭黑、碳纖維、碳納米管、石墨烯；金屬粉末、金屬碎屑、金屬纖維；鍍金玻璃纖維，和涂鍍鎳、銀、銅、鉻的云母組成的組中的一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述阻燃劑選自無機(jī)阻燃劑或有機(jī)阻燃劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述阻燃劑是無鹵磷系阻燃劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述B層料的韌性樹脂或與A層料中使用的樹脂相同，或是A層料中使用的樹脂經(jīng)過改性后的樹脂，或是與A層料中使用的樹脂具有相近熔融指數(shù)的樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述A、B層中的樹脂選自 PVC, PE, PP, CPE0
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述A、B層中的樹脂是PVC或PE。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙抗塑料管材的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述管材中A、B層的總層數(shù)為8-70。
【文檔編號(hào)】B29C47/06GK103817897SQ201410059373
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】談述戰(zhàn), 車忠良, 高坤光, 于水, 郭金明, 王德禧 申請(qǐng)人:青島中科昊泰新材料科技有限公司