CN102506240A

CN102506240A - 一种高强度阻燃抗静电管道

Info

Publication number: CN102506240A
Application number: CN2011103414467A
Authority: CN
Inventors: 王笑
Original assignee: Zhejiang Normal University CJNU
Current assignee: Zhejiang Normal University CJNU
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明提供一种高强度阻燃抗静电管道，由内层、结合层和外层组成，其中内层包含以下比例的组分：600～800重量份的高密度聚乙烯，5～15重量份的玻璃纤维，1～2重量份的硅灰石，1～6重量份的三元乙丙胶，4～9重量份的丁腈胶，3～6重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物共聚物，9～13重量份的纳米碳管，10～30重量份的聚丙烯接枝马来酸酐，15～25重量份的阻燃剂，13～19重量份的导电炭黑；外层包含以下的比例的组分：300～500重量份的中密度聚乙烯，12～21重量份的阻燃剂，9～13重量份的导电炭黑；结合层的主要组分为热熔胶。本发明的管道具有良好的隔热阻燃性能并同时具有较高的韧性，且耐腐蚀、耐高压、刚度性能高。

Description

一种高强度阻燃抗静电管道

技术领域

本发明涉及一种高强度阻燃抗静电管道，尤其涉及一种阻燃抗静电钢丝网骨架聚乙烯复合管。

背景技术

现有技术中，煤矿井下常用钢管和塑料管。钢管易生锈、不耐腐蚀、寿命短，安装困难，焊接时质量也难以保证，逐渐被耐腐蚀塑料管取代。特别是当塑料聚乙烯管制品用于煤矿、金属矿或非金属矿井下时。上个世纪90年代以来，塑料管材每年销售量以23％左右的幅度增长。但是，目前塑料制品中的绝大多数是可燃的，而且不易扑灭，因塑料制品燃烧引起的事故已成为一个严重的社会问题，国内外媒体上对因塑料着火而引发的伤亡事故时有报道。因此，赋予工程塑料管材阻燃性，对防止火灾蔓延和扩大，具有非常重要的意义。矿用塑料管材除了应具备一般塑料管材的物理机械性能外，还应满足煤矿的特殊要求，即必须具有抗静电性、自熄性以及燃烧产物不得具有毒性。空气中悬浮的煤粉或其他粉尘与塑料管材相互摩擦碰撞，正负电荷分别积聚在塑料管材和粉尘上，当静电荷积聚到一定程度时，就会放出火花，有可能引起火灾或瓦斯爆炸。现在许多部门从事故教训中已经懂得在使用易燃的塑料制品时，既要求采取抗静电手段，降低高分子材料制品的电阻率，防止过多的静电积累，又要求塑料制品具有难燃性。另外，现有技术中的塑料管强度低、易变形、易脆化、抗静电性能差等缺陷，受到外力撞击或受震动时容易损坏，长时间使用，存在安全隐患。而且，频繁的维护也影响正常的生产。

发明内容

本发明提供一种具有良好的隔热阻燃性能并同时具有较高的韧性，且耐腐蚀、耐高压、刚度性能高、的高强度阻燃抗静电管道。

本发明技术方案是：一种高强度阻燃抗静电管道，由内层、结合层和外层组成，其中内层包含以下比例的组分：600～800重量份的高密度聚乙烯，5～15重量份的玻璃纤维，1～2重量份的硅灰石，1～6重量份的三元乙丙胶，4～9重量份的丁腈胶，3～6重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物共聚物，9～13重量份的纳米碳管，10～30重量份的聚丙烯接枝马来酸酐，15～25重量份的阻燃剂，13～19重量份的导电炭黑；外层包含以下的比例的组分：300～500重量份的中密度聚乙烯，12～21重量份的阻燃剂，9～13重量份的导电炭黑；结合层的主要组分为热熔胶。

进一步地，阻燃剂选用添加型低毒高效的卤系阻燃剂。

进一步地，阻燃剂优选为溴系阻燃剂。

进一步地，阻燃剂选择十溴二苯乙烷。

通过以上方案制造的管材，具有有益效果是：内层、结合层、外层的结构，以内层为主要功能层，外层为保护层，结合层以将将外层和内层结合成一个整体；特别地，内层以高密度聚乙烯为主要原料，添加多种小尺寸、高强高模的微细粉体无机物的复合物为主增强剂，通过对增强剂进行适当的表面处理，并利用橡胶类弹性体和热塑性弹性体对无机物进行适当包裹处理，改善其在高分子基体中的分散性，并与基体形成适当的界面作用，解决目前无机改性剂增强高分子通常所面临的强度提高幅度大而其它性能如冲击、外观、加工性能提高幅度不大甚至大幅降低等共性问题，在一定程度上实现无机改性剂大幅增强的同时不致劣化其它性能。而同时采用少量纳米材料，使得聚乙烯的结晶实现异相成核的效果，可以大大提高聚乙烯的结晶度。由于纳米级材料与聚乙烯聚合物的界面粘接程度高，可以很好地改善聚乙烯复合材料的抗冲击强度和聚合物的力学性能。并且加入交联剂使得上述成分更容易交联相容，另外，通过添加阻燃剂和具有一定导电性能的填料，使其具有阻燃特性、降低其电阻率到可快速泄漏静电荷，以达到防火防静电等应用要求。由于使用了阻燃、抗静电材料来复合改性，使得管材具有阻燃、抗静电、耐腐蚀、耐磨损等性能；使得所制得的管材具有强度高、刚性好、柔韧性、环刚度好、承压性能好、抗冲击性好、导热系数低、抗快速开裂性能好、慢速裂纹扩展性能好、轴向抗拉性能好、对地层沉降适应性强、防震防断裂等优点。而且，性能可靠、卫生环保、使用寿命长、运输安装方便。

附图说明

图1为本发明的高强度阻燃抗静电管道的结构示意图。

附图标记说明：1、内层塑料2、结合层3、外层塑料。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1，本发明的高强度阻燃抗静电管分成三层，外层塑料3、结合层2和内层塑料1。结合层2位于外层塑料3和内层塑料1之间。

其中内层包含以下比例的组分：600重量份的高密度聚乙烯，5重量份的玻璃纤维，1重量份的硅灰石，1重量份的三元乙丙胶，4重量份的丁腈胶，3重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物共聚物，9重量份的纳米碳管，10重量份的聚丙烯接枝马来酸酐，15重量份的十溴二苯乙烷，13重量份的导电炭黑；外层包含以下的比例的组分：300重量份的中密度聚乙烯，12重量份的十溴二苯乙烷，9重量份的导电炭黑；结合层的主要组分为热熔胶。

增强剂的选择，使用玻璃纤维、硅灰石的混合物。

橡胶和热塑性弹性体，可以使用三元乙丙胶、丁腈胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。

纳米材料，使用纳米碳管。

交联剂，使用聚丙烯接枝马来酸酐。

阻燃剂选用十溴二苯乙烷，使管材氧指数不小于27，以达到阻燃的要求。

抗静电改性填料采用以导电碳黑为主的无机导电粉体和有机抗静电剂，使聚乙烯的表面电阻率降至10⁵～10⁸O，使材料表面静电荷可以快速泄漏到大地。

实施例2

参见图1，本发明的高强度阻燃抗静电管分成三层，外层塑料3、结合层和内层塑料1。结合层2位于外层塑料3和内层塑料1之间。

其中内层包含以下比例的组分：800重量份的高密度聚乙烯，15重量份的玻璃纤维，2重量份的硅灰石，6重量份的三元乙丙胶，9重量份的丁腈胶，6重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物共聚物，13重量份的纳米碳管，30重量份的聚丙烯接枝马来酸酐，25重量份的十溴二苯乙烷，19重量份的导电炭黑；外层包含以下的比例的组分：500重量份的中密度聚乙烯，21重量份的十溴二苯乙烷，13重量份的导电炭黑；结合层的主要组分为热熔胶。

实施例3

其中内层包含以下比例的组分：650重量份的高密度聚乙烯，12重量份的玻璃纤维，2重量份的硅灰石，4重量份的三元乙丙胶，7重量份的丁腈胶，5重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物共聚物，10重量份的纳米碳管，19重量份的聚丙烯接枝马来酸酐，19重量份的十溴二苯乙烷，16重量份的导电炭黑；外层包含以下的比例的组分：430重量份的中密度聚乙烯，17重量份的十溴二苯乙烷，11重量份的导电炭黑；结合层的主要组分为热熔胶。

根据上述说明书及具体实施例的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些常规修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种高强度阻燃抗静电管道，由内层、结合层和外层组成，其中内层包含以下比例的组分：600～800重量份的高密度聚乙烯，5～15重量份的玻璃纤维，1～2重量份的硅灰石，1～6重量份的三元乙丙胶，4～9重量份的丁腈胶，3～6重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物共聚物，9～13重量份的纳米碳管，10～30重量份的聚丙烯接枝马来酸酐，15～25重量份的阻燃剂，13～19重量份的导电炭黑；外层包含以下的比例的组分：300～500重量份的中密度聚乙烯，12～21重量份的阻燃剂，9～13重量份的导电炭黑；结合层的主要组分为热熔胶。

2.根据权利要求1的高强度阻燃抗静电管道，其中阻燃剂选用添加型低毒高效的卤系阻燃剂。

3.根据权利要求1-2的高强度阻燃抗静电管道，其中阻燃剂优选为溴系阻燃剂。

4.根据权利要求1-3的高强度阻燃抗静电管道，其中阻燃剂选择十溴二苯乙烷。