CN107011564A - 一种阻燃抗静电聚乙烯管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种阻燃抗静电聚乙烯管材及其制备方法，属于塑料管道加工技术领域，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯90～110份，EVA树脂8～12份，导电炭黑8～12份，阻燃剂25～35份，滑石粉3～7份，三元乙丙胶8～12份，中空玻璃微珠20～25份，偶联剂0.5～1.5份，抗氧剂2～5份。本发明中导电炭黑先用偶联剂、阻燃剂和滑石粉分散开来，有效地解决了导电炭黑易团聚的问题，使本发明中阻燃抗静电聚乙烯管材具备优良的抗静电性能。并且，降低了昂贵导电碳黑的使用量，在导电碳黑的用量达到3.8％时就能达到MT 181‑88《煤矿井下用塑料管安全性能检测规范》的抗静电性能的要求。

Description

一种阻燃抗静电聚乙烯管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料管道加工技术领域，特别涉及一种阻燃抗静电聚乙烯管材及其制备方法。
背景技术
聚乙烯管因质轻、耐腐蚀、耐老化、易安装等特点在矿井中使用越来越广泛，在矿井中主要应用于压风、排水、通风、抽浆、排放瓦斯等。塑料管材上聚集的静电对矿井危害较大，以抽放瓦斯管为例，在抽放过程中，管道中流动的物质主要是瓦斯主体，但夹杂一定数量的粉尘，这些带有固体粉尘的气流，在塑料管道中以一定的速度流动时，气体和固体粉尘将与管壁发生频繁的摩擦和碰撞，从而产生强烈的静电，伴有火花放电现象，其放电火花的能量足以点燃瓦斯，容易引起火灾或瓦斯爆炸，造成矿井事故，但通用聚乙烯(PE)管材抗静电和阻燃性能达不到行业要求，因此需要特殊的矿井用阻燃抗静电聚乙烯专用管道。
聚乙烯(PE)管材的阻燃改性一般有向塑料中添加阻燃剂、向塑料中共混入具有高阻燃性的树脂以及在塑料制品表面层化阻燃材料等几种方法。另一方面，为了改进聚乙烯(PE)管材的抗静电性，通常采用添加抗静电剂的办法即可达到要求，但若要赋予其导电性，则需要加入炭黑类材料或金属类材料等导电物质。本研究采用抗静电剂与炭黑共同添加的方法来改进PE的抗静电性，同时添加阻燃剂来改进其阻燃性能。
但是，由于导电炭黑的高结构性，当它添加入聚合物中时，炭黑粒子间极易团聚，很难分散开来，从而影响聚合物基体中导电网络的形成，达不到良好的抗静电效果。
发明内容
本发明提供了一种阻燃抗静电聚乙烯管材及其制备方法，解决现有的阻燃抗静电聚乙烯管材添加抗静电剂后达不到良好的抗静电效果的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种阻燃抗静电聚乙烯管材，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯90～110份，EVA树脂8～12份，导电炭黑8～12份，阻燃剂25～35份，滑石粉3～7份，三元乙丙胶8～12份，中空玻璃微珠20～25份，偶联剂0.5～1.5份，抗氧剂2～5份。
其中，优选地，所述阻燃剂为重量比为3～4:1的十溴联苯醚和三溴化锑。
其中，优选地，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
其中，优选地，所述抗氧剂为抗氧剂CA。
一种阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉、偶联剂加入高速混合机中，加热至80～90℃，搅拌15～20min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
其中，优选地，所述步骤(3)挤出成型的温度为160～200℃。
本发明有益效果：
本发明中导电炭黑先用偶联剂、阻燃剂和滑石粉分散开来，有效地解决了导电炭黑易团聚的问题，使本发明中阻燃抗静电聚乙烯管材具备优良的抗静电性能。并且，降低了昂贵导电碳黑的使用量，在导电碳黑的用量达到3.8％时就能达到MT 181-88《煤矿井下用塑料管安全性能检测规范》的抗静电性能的要求。
并且，本发明在乙烯管材添加有中空玻璃微珠、滑石粉和三元乙丙胶均有效地改进阻燃抗静电聚乙烯管材的性能。具体参数如下：熔融指数：0.7～0.9g/10min、缺口冲击强度：40～60KJ/m2、拉伸强度：25～35MPa、断裂伸长率：450～550％、弯曲强度：12～18MPa。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种阻燃抗静电聚乙烯管材，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯100份，EVA树脂10份，导电炭黑10份，阻燃剂30份，滑石粉5份，三元乙丙胶10份，中空玻璃微珠22份，硅烷类偶联剂1.0份，抗氧剂CA4份。
上述阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉、偶联剂加入高速混合机中，加热至85℃，搅拌18min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
本实施例制得的阻燃抗静电聚乙烯管材具体参数如下：表面电阻为6.5×105、熔融指数：0.8g/10min、缺口冲击强度：50KJ/m2、拉伸强度：30MPa、断裂伸长率：500％、弯曲强度：15MPa。
实施例2
本实施例提供一种阻燃抗静电聚乙烯管材，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯90份，EVA树脂12份，导电炭黑8份，阻燃剂35份，滑石粉3份，三元乙丙胶12份，中空玻璃微珠20份，硅烷类偶联剂1.5份，抗氧剂CA2份。
上述阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉、偶联剂加入高速混合机中，加热至80℃，搅拌20min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
本实施例制得的阻燃抗静电聚乙烯管材具体参数如下：表面电阻为6.0×105、熔融指数：0.7g/10min、缺口冲击强度：45KJ/m2、拉伸强度：32MPa、断裂伸长率：520％、弯曲强度：13MPa。
实施例3
本实施例提供一种阻燃抗静电聚乙烯管材，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯110份，EVA树脂8份，导电炭黑12份，阻燃剂25份，滑石粉7份，三元乙丙胶8份，中空玻璃微珠25份，硅烷类偶联剂0.5份，抗氧剂CA5份。
上述阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉、偶联剂加入高速混合机中，加热至90℃，搅拌15min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
本实施例制得的阻燃抗静电聚乙烯管材具体参数如下：表面电阻为6.3×105、熔融指数：0.7g/10min、缺口冲击强度：54KJ/m2、拉伸强度：29MPa、断裂伸长率：470％、弯曲强度：17MPa。
实施例4
本实施例提供一种阻燃抗静电聚乙烯管材，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯110份，EVA树脂12份，导电炭黑8份，阻燃剂35份，滑石粉7份，三元乙丙胶12份，中空玻璃微珠25份，偶联剂1.5份，抗氧剂5份。
上述阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉、偶联剂加入高速混合机中，加热至86℃，搅拌19min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
本实施例制得的阻燃抗静电聚乙烯管材具体参数如下：表面电阻为6.1×105、熔融指数：0.7g/10min、缺口冲击强度：40KJ/m2、拉伸强度：25MPa、断裂伸长率：450％、弯曲强度：12MPa。
实施例5
本实施例提供一种阻燃抗静电聚乙烯管材，是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯105份，EVA树脂11份，导电炭黑9份，阻燃剂32份，滑石粉5份，三元乙丙胶9份，中空玻璃微珠21份，硅烷类偶联剂0.6份，抗氧剂CA3份。
上述阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉、偶联剂加入高速混合机中，加热至89℃，搅拌16min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
本实施例制得的阻燃抗静电聚乙烯管材具体参数如下：表面电阻为6.4×105、熔融指数：0.9g/10min、缺口冲击强度：60KJ/m2、拉伸强度：35MPa、断裂伸长率：550％、弯曲强度：18MPa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种阻燃抗静电聚乙烯管材，其特征在于是由下述重量份的原料制备而成：聚乙烯90～110份，EVA树脂8～12份，导电炭黑8～12份，阻燃剂25～35份，滑石粉3～7份，三元乙丙胶8～12份，中空玻璃微珠20～25份，偶联剂0.5～1.5份，抗氧剂2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗静电聚乙烯管材，其特征在于：所述阻燃剂为重量比为3～4:1的十溴联苯醚和三溴化锑。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗静电聚乙烯管材，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃抗静电聚乙烯管材，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂CA。
5.一种权利要求1～4任一项所述的阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将导电炭黑、阻燃剂、滑石粉和偶联剂加入高速混合机中，加热至80～90℃，搅拌15～20min，得混合物料；
(2)将聚乙烯、EVA树脂、三元乙丙胶、中空玻璃微珠和抗氧剂加入混合机中，混合均匀，然后加入步骤(1)所得的混合物料，混匀后出料；
(3)挤出成型得到阻燃抗静电聚乙烯管材。
6.根据权利要求5所述的一种阻燃抗静电聚乙烯管材的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)挤出成型的温度为160～200℃。
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