CN103524851A - 一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管及其制备方法 - Google Patents

一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管及其制备方法，属于管道技术领域。其由以下重量份的原料制得：高密度聚乙烯100份、分子量380万的超高分子量聚乙烯25～30份、分子量200万的超高分子量聚乙烯45～50份、超导电炭黑25～30份、玻璃微珠4～5份、氯化聚乙烯1～3份、硬脂酸钙1～3份、抗氧剂0.5～1份、磷酸甲苯二苯酯18～22份、三氧化二锑5～7份。本发明通过各原料的合理配比以及工艺参数的合理设置得到一种兼具优异阻燃性、抗静电性、耐磨性和易加工性能的煤矿井下输浆管，克服了现有产品的缺点，并且得到的产品性能满足行业标准MT558.1-2005中性能指标要求，具有十分重要的意义。

Description

一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管及其制备方法
技术领域
本发明属于管道技术领域，具体涉及一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管及其制备方法。
背景技术
煤矿井下输浆管路指将注浆材料（黄土、页岩、矸石、粉煤灰、尾矿）细粒化后制成浆，用水力输送到煤矿井下的管道系统，主要用于将矿浆注入须防灭火区域，封堵通风管道，包裹煤岩阻止氧化，冷却煤岩温度而预防或扑灭矿井火灾。由于输送介质和工况环境决定了该管路主要性能指标为耐磨性能、阻燃性能和静电耗散性能。
目前，煤矿井下输浆管路主流产品依然是钢管，但是钢管与浆液之间的磨损系数很高，导致管道使用不超过两年就出现磨损穿孔，必须频繁停产更换管道。目前国内外已有阻燃、抗静电聚合物材料（聚乙烯、超高分子量聚乙烯）用作煤矿井下输浆管路的介绍见诸报道，大大改善了现有管路不耐磨损的现象，但分别存在一些问题。阻燃抗静电聚乙烯耐磨性能虽然较钢管有所提升，但是依然不能满足工况对耐磨性的要求；阻燃抗静电超高分子量聚乙烯的耐磨性能最佳，但其表面导电率低、有焰燃烧时间过长，并且加工很困难。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管及其制备方法的技术方案。
所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管，其特征在于由以下重量份的原料制得：
高密度聚乙烯100份、分子量380万的超高分子量聚乙烯25～30份、分子量200万的超高分子量聚乙烯45～50份、超导电炭黑25～30份、玻璃微珠4～5份、氯化聚乙烯1～3份、硬脂酸钙1～3份、抗氧剂0.5～1份、磷酸甲苯二苯酯18～22份、三氧化二锑5～7份。
所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管，其特征在于由以下重量份的原料制得：
高密度聚乙烯100份、分子量380万的超高分子量聚乙烯28～29份、分子量200万的超高分子量聚乙烯47～48份、超导电炭黑27～29份、玻璃微珠4.5～5份、氯化聚乙烯1.5～2.5份、硬脂酸钙1.5～2.5份、抗氧剂0.6～0.8份、磷酸甲苯二苯酯19～21份、三氧化二锑5.5～6.5份。
所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）将所述重量份的高密度聚乙烯、超导电炭黑、氯化聚乙烯、硬脂酸钙、抗氧剂、磷酸甲苯二苯酯、三氧化二锑通过双螺杆挤出机共混造粒，得到造粒料；
2）将造粒料与所述重量份的分子量380万的超高分子量聚乙烯、分子量200万的超高分子量聚乙烯和玻璃微珠共混，通过单螺杆挤出机挤出得到具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管。
所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管的制备方法，其特征在于所述的步骤1）双螺杆挤出机中一区温度193℃、二区温度193℃、三区温度193℃、四区温度198℃、五区温度198℃、六区温度205℃、七区温度185℃、八区温度200℃、九区温度195℃、机头温度196℃；所述的步骤2）单螺杆挤出机中机筒第一段温度140℃、第二段温度155℃、第三段温度175℃、第四段温度185℃、第五段温度190℃、第六段温度190℃，模头第一段温度195℃、第二段温度195℃、第三段温度195℃。
本发明中的原料均为现有产品，在市场上均能购得，其中抗氧剂为该领域常用抗氧剂，如抗氧剂1010等。
本发明通过各原料的合理配比以及工艺参数的合理设置得到一种兼具优异阻燃性、抗静电性、耐磨性和易加工性能的煤矿井下输浆管，克服了现有产品的缺点，并且得到的产品性能满足行业标准MT558.1-2005中性能指标要求，具有十分重要的意义。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1
将100份高密度聚乙烯在80℃的烘桶中加热干燥2h后，和超导电炭黑30份、氯化聚乙烯2份、硬脂酸钙2份、抗氧剂0.5份、磷酸甲苯二苯酯20份、三氧化二锑6份加入高速搅拌混合机中充分混合后通过真空吸料机吸入双螺杆挤出机中挤出造粒。造粒工艺参数见表1。
表1
Figure 960914DEST_PATH_IMAGE001
将造粒料（计160.5份）与分子量380万的超高分子量聚乙烯25份、分子量200万的超高分子量聚乙烯45份、玻璃微珠5份通过自动拌料机搅拌均匀后加入单螺杆挤出机中挤出得到管材。挤出工艺参数见表2。
表2
Figure 845693DEST_PATH_IMAGE002
本发明得到的具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管综合性能见表3。
表3
Figure 112727DEST_PATH_IMAGE003
实施例2
将100份高密度聚乙烯在80℃的烘桶中加热干燥2h后，和超导电炭黑25份、氯化聚乙烯3份、硬脂酸钙3份、抗氧剂0.8份、磷酸甲苯二苯酯18份、三氧化二锑5份加入高速搅拌混合机中充分混合后通过真空吸料机吸入双螺杆挤出机中挤出造粒。造粒工艺参数见表4。
表4
Figure 311627DEST_PATH_IMAGE001
将造粒料与分子量380万的超高分子量聚乙烯30份、分子量200万的超高分子量聚乙烯50份、玻璃微珠4份通过自动拌料机搅拌均匀后加入单螺杆挤出机中挤出得到管材。挤出工艺参数见表5。
表5
最后得到的具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆也能达到与实施例1相同的技术效果。
实施例3
将100份高密度聚乙烯在80℃的烘桶中加热干燥2h后，和超导电炭黑27份、氯化聚乙烯2.5份、硬脂酸钙2.7份、抗氧剂0.6份、磷酸甲苯二苯酯22份、三氧化二锑7份加入高速搅拌混合机中充分混合后通过真空吸料机吸入双螺杆挤出机中挤出造粒。造粒工艺参数见表6。
表6
Figure 786919DEST_PATH_IMAGE001
将造粒料与分子量380万的超高分子量聚乙烯28份、分子量200万的超高分子量聚乙烯47份、玻璃微珠4.5份通过自动拌料机搅拌均匀后加入单螺杆挤出机中挤出得到管材。挤出工艺参数见表7。
表7
Figure 603565DEST_PATH_IMAGE002
最后得到的具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆也能达到与实施例1相同的技术效果。

Claims (4)

1.一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管，其特征在于由以下重量份的原料制得：
高密度聚乙烯100份、分子量380万的超高分子量聚乙烯25～30份、分子量200万的超高分子量聚乙烯45～50份、超导电炭黑25～30份、玻璃微珠4～5份、氯化聚乙烯1～3份、硬脂酸钙1～3份、抗氧剂0.5～1份、磷酸甲苯二苯酯18～22份、三氧化二锑5～7份。
2.如权利要求1所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管，其特征在于由以下重量份的原料制得：
高密度聚乙烯100份、分子量380万的超高分子量聚乙烯28～29份、分子量200万的超高分子量聚乙烯47～48份、超导电炭黑27～29份、玻璃微珠4.5～5份、氯化聚乙烯1.5～2.5份、硬脂酸钙1.5～2.5份、抗氧剂0.6～0.8份、磷酸甲苯二苯酯19～21份、三氧化二锑5.5～6.5份。
3.如权利要求1或2所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）将所述重量份的高密度聚乙烯、超导电炭黑、氯化聚乙烯、硬脂酸钙、抗氧剂、磷酸甲苯二苯酯、三氧化二锑通过双螺杆挤出机共混造粒，得到造粒料；
2）将造粒料与所述重量份的分子量380万的超高分子量聚乙烯、分子量200万的超高分子量聚乙烯和玻璃微珠共混，通过单螺杆挤出机挤出得到具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管。
4.如权利要求3所述的一种具有阻燃抗静电的煤矿井下输浆管的制备方法，其特征在于所述的步骤1）双螺杆挤出机中一区温度193℃、二区温度193℃、三区温度193℃、四区温度198℃、五区温度198℃、六区温度205℃、七区温度185℃、八区温度200℃、九区温度195℃、机头温度196℃；所述的步骤2）单螺杆挤出机中机筒第一段温度140℃、第二段温度155℃、第三段温度175℃、第四段温度185℃、第五段温度190℃、第六段温度190℃，模头第一段温度195℃、第二段温度195℃、第三段温度195℃。
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