CN104530523A - 一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道及其制备工艺，该聚乙烯管道由下列重量份的原料配制而成：高密度聚乙烯60-65、中密度聚乙烯28-30、十一烯酸锌1-2、聚苯乙烯3-4、硬脂酸钙1-2、聚氧化乙烯2-3、聚磷酸氨2-3、烃基磷酸7-9、聚硅氧烷1-2、聚乙烯蜡5-7、硅烷偶联剂6-8、乙烯-醋酸乙烯共聚物4-5、抗氧剂DNP 2-3、纳米级硫化锌1-2、助剂母粒10-12。本发明的阻燃抗静电聚乙烯管道具有良好的韧性和抗冲击性，降解产物对环境污染小，抗静电性稳定持久，阻燃防火性好，制造工艺简单等优点。

Description

一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道及其制备工艺
技术领域
 本发明涉及一种聚乙烯管道，具体地说是涉及一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道及其制备工艺。
背景技术
聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，是产量最大的通用塑料之一，是一种质轻、无毒、具有较好的机械强度、优良的电绝缘性和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料。并且成型加工方便，广泛应用于电线电缆、化工、食品、包装、机械、电子通讯、家庭装饰及土木建筑等行业，其需求量正逐年上升。聚乙烯管道是最常见的管道之一，其具有耐酸、耐碱、耐油、耐腐蚀、重量轻、成本低、服务年限长等优点，在给水、排水、供热、供燃气、农业灌溉、水利工程及各种工业装置中都得到广泛应用。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。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道及其制备工艺。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道，由下列重量份的原料配制而成：高密度聚乙烯60-65、中密度聚乙烯28-30、十一烯酸锌1-2、聚苯乙烯3-4、硬脂酸钙1-2、聚氧化乙烯2-3、聚磷酸氨2-3、烃基磷酸7-9、聚硅氧烷1-2、聚乙烯蜡5-7、硅烷偶联剂6-8、乙烯-醋酸乙烯共聚物4-5、抗氧剂DNP 2-3、纳米级硫化锌1-2、助剂母粒10-12；
所述助剂母粒由下列重量份的原料制成：纳米碳酸钙10-12、季戊四醇硬脂酸胺1-2、氟化石墨5-6、玉石粉4-5、3-氨丙基三甲氧基硅烷2-3、过氧化氢二异丙苯1-2、乙撑双硬酯酰胺3-4、硬脂酸锌1-2、硝酸镁7-9、双十二碳醇酯2-3、抗氧剂CA 1-2；
所述助剂母粒的制备方法如下：将纳米碳酸钙、氟化石墨、玉石粉、硝酸镁混合后研磨30-40分钟，再加入其它剩余成分，混合研磨50-60分钟后输入双螺杆挤出造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道的制备工艺，包括以下步骤：
    （1）按照组分配比称取高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚乙烯蜡，加入高速混合机中混合，混合时间8-10分钟，然后在135℃～145℃于密炼机中密炼25-30分钟，取出破碎得到混合料A；
    （2）称取十一烯酸锌、硬脂酸钙、聚氧化乙烯、聚磷酸氨、烃基磷酸、聚硅氧烷、硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗氧剂DNP、纳米级硫化锌，投入捏合机内进行捏合，待物料摩擦生热至80-85℃，将物料排入冷混机中降温，当温度降到40℃以下时出料，得到混合料B；
    （3）将步骤（1）得到的混合料A和步骤（2）得到的混合料B以及助剂母料混合均匀送至双螺杆挤出机中在150℃～160℃条件下挤出造粒；
    （4）将造粒后的物料经干燥处理后，再经过聚乙烯管材生产线上的成型机定径、牵引、冷却定型制成管材。
本发明的有益效果：
本发明的聚乙烯管道，在其中加入了氟化石墨提高其抗静电效果，同时加入聚硅氧烷改善聚乙烯的阻燃性能，纳米级碳酸钙能够有效提高材料的力学性能和阻燃性能，添加的其他成分有助于改善管道的力学性能，本发明的阻燃抗静电聚乙烯管道具有良好的韧性和抗冲击性，降解产物对环境污染小，抗静电性稳定持久，阻燃防火性好，制造工艺简单等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道，由下列重量份（kg）的原料配制而成：高密度聚乙烯60、中密度聚乙烯28、十一烯酸锌1、聚苯乙烯3、硬脂酸钙1、聚氧化乙烯2、聚磷酸氨2、烃基磷酸7、聚硅氧烷1、聚乙烯蜡5、硅烷偶联剂6、乙烯-醋酸乙烯共聚物4、抗氧剂DNP 2、纳米级硫化锌1、助剂母粒10；
所述助剂母粒由下列重量份（kg）的原料制成：纳米碳酸钙10、季戊四醇硬脂酸胺1、氟化石墨5、玉石粉4、3-氨丙基三甲氧基硅烷2、过氧化氢二异丙苯1、乙撑双硬酯酰胺3、硬脂酸锌1、硝酸镁7、双十二碳醇酯2、抗氧剂CA 1；
所述助剂母粒的制备方法如下：将纳米碳酸钙、氟化石墨、玉石粉、硝酸镁混合后研磨30-40分钟，再加入其它剩余成分，混合研磨50-60分钟后输入双螺杆挤出造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道的制备工艺，包括以下步骤：
    （1）按照组分配比称取高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚乙烯蜡，加入高速混合机中混合，混合时间8-10分钟，然后在135℃～145℃于密炼机中密炼25-30分钟，取出破碎得到混合料A；
   （2）称取十一烯酸锌、硬脂酸钙、聚氧化乙烯、聚磷酸氨、烃基磷酸、聚硅氧烷、硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗氧剂DNP、纳米级硫化锌，投入捏合机内进行捏合，待物料摩擦生热至80-85℃，将物料排入冷混机中降温，当温度降到40℃以下时出料，得到混合料B；
    （3）将步骤（1）得到的混合料A和步骤（2）得到的混合料B以及助剂母料混合均匀送至双螺杆挤出机中在150℃～160℃条件下挤出造粒；
    （4）将造粒后的物料经干燥处理后，再经过聚乙烯管材生产线上的成型机定径、牵引、冷却定型制成管材。
实施例2：
一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道，由下列重量份（kg）的原料配制而成：高密度聚乙烯62.5、中密度聚乙烯29、十一烯酸锌1.5、聚苯乙烯3.5、硬脂酸钙1.5、聚氧化乙烯2.5、聚磷酸氨2.5、烃基磷酸8、聚硅氧烷1.5、聚乙烯蜡6、硅烷偶联剂7、乙烯-醋酸乙烯共聚物4.5、抗氧剂DNP 2.5、纳米级硫化锌1.5、助剂母粒11；所述助剂母粒由下列重量份（kg）的原料制成：纳米碳酸钙11、季戊四醇硬脂酸胺1.5、氟化石墨5.5、玉石粉4.5、3-氨丙基三甲氧基硅烷2.5、过氧化氢二异丙苯1.5、乙撑双硬酯酰胺3.5、硬脂酸锌1.5、硝酸镁8、双十二碳醇酯2.5、抗氧剂CA 1.5；制备方法是：将纳米碳酸钙、氟化石墨、玉石粉、硝酸镁混合后研磨30-40分钟，再加入其它剩余成分，混合研磨50-60分钟后输入双螺杆挤出造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
制备工艺同实施例1。
实施例3：
一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道，由下列重量份（kg）的原料配制而成：高密度聚乙烯65、中密度聚乙烯30、十一烯酸锌2、聚苯乙烯4、硬脂酸钙2、聚氧化乙烯3、聚磷酸氨3、烃基磷酸9、聚硅氧烷2、聚乙烯蜡7、硅烷偶联剂8、乙烯-醋酸乙烯共聚物5、抗氧剂DNP3、纳米级硫化锌2、助剂母粒12；所述助剂母粒由下列重量份（kg）的原料制成：纳米碳酸钙12、季戊四醇硬脂酸胺2、氟化石墨6、玉石粉5、3-氨丙基三甲氧基硅烷3、过氧化氢二异丙苯2、乙撑双硬酯酰胺4、硬脂酸锌2、硝酸镁9、双十二碳醇酯3、抗氧剂CA 2；制备方法是：将纳米碳酸钙、氟化石墨、玉石粉、硝酸镁混合后研磨30-40分钟，再加入其它剩余成分，混合研磨50-60分钟后输入双螺杆挤出造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
制备工艺同实施例1。
上述实施例1-3制得的聚乙烯管道的性能检测结果见表1。
表1 实施例1-3制得的聚乙烯管道的性能检测结果
  实施例1 实施例2 实施例3
阻燃性能 FV-0 FV-0 FV-0
拉伸强度，Mpa 23.8 22.45 26.3
断裂伸长率，% 488 463 512
缺口冲击强度，KJ/㎡ 20.8 19.5 22.4
表面电阻，Ω 8.6×105 6.7×105 4.7×104

Claims (2)

1.一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成：高密度聚乙烯60-65、中密度聚乙烯28-30、十一烯酸锌1-2、聚苯乙烯3-4、硬脂酸钙1-2、聚氧化乙烯2-3、聚磷酸氨2-3、烃基磷酸7-9、聚硅氧烷1-2、聚乙烯蜡5-7、硅烷偶联剂6-8、乙烯-醋酸乙烯共聚物4-5、抗氧剂DNP 2-3、纳米级硫化锌1-2、助剂母粒10-12；
所述助剂母粒由下列重量份的原料制成：纳米碳酸钙10-12、季戊四醇硬脂酸胺1-2、氟化石墨5-6、玉石粉4-5、3-氨丙基三甲氧基硅烷2-3、过氧化氢二异丙苯1-2、乙撑双硬酯酰胺3-4、硬脂酸锌1-2、硝酸镁7-9、双十二碳醇酯2-3、抗氧剂CA 1-2；
所述助剂母粒的制备方法如下：将纳米碳酸钙、氟化石墨、玉石粉、硝酸镁混合后研磨30-40分钟，再加入其它剩余成分，混合研磨50-60分钟后输入双螺杆挤出造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
2. 根据权利要求1所述的一种环保阻燃抗静电聚乙烯管道的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
    （1）按照组分配比称取高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚乙烯蜡，加入高速混合机中混合，混合时间8-10分钟，然后在135℃～145℃于密炼机中密炼25-30分钟，取出破碎得到混合料A；
    （2）称取十一烯酸锌、硬脂酸钙、聚氧化乙烯、聚磷酸氨、烃基磷酸、聚硅氧烷、硅烷偶联剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、抗氧剂DNP、纳米级硫化锌，投入捏合机内进行捏合，待物料摩擦生热至80-85℃，将物料排入冷混机中降温，当温度降到40℃以下时出料，得到混合料B；
    （3）将步骤（1）得到的混合料A和步骤（2）得到的混合料B以及助剂母料混合均匀送至双螺杆挤出机中在150℃～160℃条件下挤出造粒；
    （4）将造粒后的物料经干燥处理后，再经过聚乙烯管材生产线上的成型机定径、牵引、冷却定型制成管材。
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