CN103881182A - 用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒及其制备方法。本发明的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其组分按质量百分数配比为：基体树脂10%～40%、阻燃剂40%～70%、纳米碳酸钙10%～20%、抗静电剂3%～8%、分散剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、其他添加剂0～1%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的阻燃抗静电母粒应用于聚乙烯管加工时，具有分散性好、使用方便、无粉尘污染和性能稳定等优点，而且所制得聚乙烯管的外观表面良好，机械性能高，低烟无卤阻燃效果好，可达到UL94-0阻燃级标准，抗静电性能优良，表面电阻在107～109Ω·m。

Description

用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒及其制备方法。
背景技术
聚乙烯塑料管具有耐酸、耐碱、耐油、耐腐蚀、重量轻、成本低、服务年限长等优点，被广泛应用于煤炭行业代替金属钢管在煤矿井下使用。但聚乙烯管极易产生静电，静电的积累可能导致静电火花放电，从而可能成为井下煤尘或瓦斯爆炸的点火源，聚乙烯管还有易燃、耐压和耐冲击性较低的缺点。为使煤矿井下用聚乙烯管安全、可靠地替代钢管，必须进行阻燃、抗静电和机械性能方面的改性。目前，对聚乙烯管进行阻燃抗静电改性，通常是在加工过程直接添加阻燃剂、抗静电剂等助剂，但这些助剂多数为粉状，对环境污染大，加工性差，不利于规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃效果好、抗静电性能高、使用方便、性能稳定和有利于大规模化生产的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其组分按质量百分数配比为：基体树脂10%～40%、阻燃剂40%～70%、纳米碳酸钙10%～20%、抗静电剂3%～8%、分散剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、其他添加剂0～1%。
所述的基体树脂为聚乙烯。
所述的阻燃剂为聚磷酸氨阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、膦酸酯阻燃剂、聚硅氧烷阻燃剂中的一种。
所述的纳米碳酸钙的平均粒径在0.1nm～20nm之间。
所述的抗静电剂为导电炭黑、硬脂酸单甘酯、聚氧化乙烯、烷基酰胺抗静电剂、丙三醇抗静电剂中的一种。
所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。
所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。
所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。
所述的其他添加剂为光稳定剂及色料。
上述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的基体树脂、阻燃剂、抗静电剂、分散剂、抗氧剂和其他添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；
（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，经干燥、包装即得本发明的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的阻燃抗静电母粒应用于聚乙烯管加工时，具有分散性好、使用方便、无粉尘污染和性能稳定等优点，而且所制得聚乙烯管的外观表面良好，机械性能高，低烟无卤阻燃效果好，可达到UL94-0阻燃级标准，抗静电性能优良，表面电阻在107～109Ω·m。本发明通过添加纳米碳酸钙，可以在保持良好的冲击韧性的同时，还能明显提高拉伸强度，并且对抗静电性能有促进作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯30%、聚磷酸氨阻燃剂45%、纳米碳酸钙12%、导电炭黑5%、聚乙烯蜡1.5%、硅烷偶联剂0.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、其他添加剂0.5%。其中，所述的纳米碳酸钙的平均粒径在0.1nm～20nm之间，所述的其他添加剂为光稳定剂及色料。
制备方法：（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、聚磷酸氨阻燃剂、导电炭黑、聚乙烯蜡、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和其他添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，经干燥、包装即得本发明的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒。
实施例2：
一种用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯29%、磷酸酯阻燃剂40%、纳米碳酸钙20%、硬脂酸单甘酯8%、OP蜡1.5%、钛酸酯偶联剂0.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、其他添加剂0.5%。其中，所述的纳米碳酸钙的平均粒径在0.1nm～20nm之间，所述的其他添加剂为光稳定剂及色料。
制备方法：（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和钛酸酯偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、磷酸酯阻燃剂、硬脂酸单甘酯、OP蜡、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和其他添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，经干燥、包装即得本发明的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒。
实施例3：
一种用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯20%、聚硅氧烷阻燃剂63%、纳米碳酸钙10%、烷基酰胺抗静电剂5%、乙撑双硬酯酰胺（EBS）1.5%、铝钛复合偶联剂0.2%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.3%。其中，所述的纳米碳酸钙的平均粒径在0.1nm～20nm之间。
制备方法：（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和铝钛复合偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、聚硅氧烷阻燃剂、烷基酰胺抗静电剂、乙撑双硬酯酰胺（EBS）和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，经干燥、包装即得本发明的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒。

Claims (10)

1.一种用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：基体树脂10%～40%、阻燃剂40%～70%、纳米碳酸钙10%～20%、抗静电剂3%～8%、分散剂0.5%～2%、偶联剂0.1%～1%、抗氧剂0.1%～1%、其他添加剂0～1%。
2.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的基体树脂为聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的阻燃剂为聚磷酸氨阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、膦酸酯阻燃剂、聚硅氧烷阻燃剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的纳米碳酸钙的平均粒径在0.1nm～20nm之间。
5.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的抗静电剂为导电炭黑、硬脂酸单甘酯、聚氧化乙烯、烷基酰胺抗静电剂、丙三醇抗静电剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。
7.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。
8.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。
9.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒，其特征在于，所述的其他添加剂为光稳定剂及色料。
10.根据权利要求1所述的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量配比称取纳米碳酸钙和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为100℃～120℃，混合时间为10～30分钟，得到表面处理好的纳米碳酸钙，然后加入按重量配比称取的基体树脂、阻燃剂、抗静电剂、分散剂、抗氧剂和其他添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合15～20分钟；
（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒，经干燥、包装即得本发明的用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒。
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