CN110172196A

CN110172196A - 一种抗静电阻燃pe管及其制备方法

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Publication number: CN110172196A
Application number: CN201910418830.9A
Authority: CN
Inventors: 许琳; 仲张林; 蔡绪福; 唐盛伟
Original assignee: Jiangsu Lvdao Pipe Valve Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Lvdao Pipe Valve Co Ltd
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2019-08-27

Abstract

本发明公开了提供一种抗静电阻燃PE管及制备方法，包括内层、中间层和外层，中间层设置在内层和外层之间，增强抗压能力，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%‑4%，防静电剂2%‑5%，聚乙烯基料92%‑96%，抗菌剂0.02%‑0.1%重量份。防静电剂采用导电碳黑，表面电阻率参照GB/T1410‑2006标准≤10⁹Ω，阻燃可以达到UL94标准中的V0级，短时燃烧后无滴落物，能有效的控制燃烧蔓延，同时设有支撑层即中间层，中间层采用金属丝编织构成，可以防止老鼠咬食，达到阻燃抗静电的同时，抗菌效果好，抗压力较强。

Description

一种抗静电阻燃PE管及其制备方法

技术领域

本发明属于医用及环保类管道技术领域，尤其涉及一种抗静电阻燃PE管及制备方法。

背景技术

目前，大多数制药工厂以及化工企业内生产车间的通风管道主要采用普通的塑料管道，普通的塑料管道极易产生静电，时间久了容易导致静电火花放电，从而发生爆炸，普通的塑料管道燃烧后极易蔓延，存在很大的安全隐患，另外，制药企业由于需要接触很多化学药剂等，因此时间久了，管件容易滋生细菌或被腐蚀；另外，在管道使用过程中，进场存在被老鼠咬食损坏的情况。近年来，随着国家对易燃易爆行业安全生产要求越来越高，在这种情况下，有必要对普通的塑料管道的性能进行改进和提高，制备一种既能阻燃、抗静电，同时抗压能力又强的管件。

发明内容

为了克服以上现有技术中存在的问题，本发明提供一种抗静电阻燃PE管及制备方法，防静电剂采用导电碳黑，表面电阻率参照GB/T1410-2006标准≤10⁹Ω，阻燃可以达到UL94标准中的V0级，短时燃烧后无滴落物，能有效的控制燃烧蔓延，同时设有支撑层即中间层，达到阻燃抗静电的同时，抗菌效果好，抗压力较强。

一种抗静电阻燃PE管，包括内层、中间层和外层，中间层设置在内层和外层之间，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%-4%，防静电剂2%-5%，聚乙烯基料92%-96%，抗菌剂0.02%-0.1%重量份。

优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2.5%-3.5%，防静电剂3%-4%，聚乙烯基料93%-95%，抗菌剂0.04%-0.08%重量份。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂3%，聚乙烯基料94.98%，抗菌剂0.02%重量份。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂3%，防静电剂2%，聚乙烯基料94.95%，抗菌剂0.05%重量份。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂4%，防静电剂2%，聚乙烯基料93.90%，抗菌剂0.1%重量份。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层原料还包括增强剂0.02%-0.1%重量份。所述增强剂为纳米氮化硼，可以使塑料变得更加致密，提高弹性体的压缩变性。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂3%，聚乙烯基料94.96%，抗菌剂0.02%重量份，增强剂0.02%。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂3%，防静电剂2%，聚乙烯基料94.93%，抗菌剂0.05%重量份，增强剂0.02%。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂4%，防静电剂2%，聚乙烯基料93.88%，抗菌剂0.1%重量份，增强剂0.02%。

上述任一方案中优选的是，所述阻燃剂为十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)、八溴醚、溴代三嗪中的至少一种。

上述任一方案中优选的是，所述防静电剂为导电碳黑。

上述任一方案中优选的是，中间层为支撑网。

上述任一方案中优选的是，所述支撑网采用丝状物编织构成，支撑网的层数为一层以上，一层以上支撑网上下交叠设置。

上述任一方案中优选的是，所述支撑网为网状结构。

上述任一方案中优选的是，支撑网内设有网孔，单个网孔的面积为0.2cm²-0.6cm²。

上述任一方案中优选的是，所述丝状物为金属丝，丝状物外包裹有阻燃层和/或绝缘层。

上述任一方案中优选的是，所述丝状物为金属丝，丝状物外包裹有阻燃层和绝缘层。

上述任一方案中优选的是，金属丝纵横交错构成支撑网。

上述任一方案中优选的是，所述抗菌剂为奥替尼啶或绿原酸中的至少一种。

本发明还提供一种上述PE管的制备方法，包括以下步骤：

（1）、按照重量比称内层和外层原料，原料包括阻燃剂、防静电剂、聚乙烯基料、抗菌剂；

（2）、将称取的原料按照重量份放入高混机中混合，出料备用；

（3）、将步骤（2）混合好后的原料加入双螺杆挤出机挤出造粒；

（4）、将步骤（3）所得的产物，于180-190℃真空注塑到模具中，并在真空条件下，保持该温度2～8小时，冷却固化得到内层和/或外层，内层、中间层和外层压合后既得抗静电阻燃PE管。

上述任一方案中优选的是，步骤（1）中的原料包括阻燃剂2%-4%，防静电剂2%-5%，聚乙烯基料92%-96%，抗菌剂0.02%-0.1%重量份。

上述任一方案中优选的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2.5%-3.5%，防静电剂3%-4%，聚乙烯基料93%-95%，抗菌剂0.04%-0.08%重量份。

上述任一方案中优选的是，所述防静电剂为导电碳黑。

上述任一方案中优选的是，中间层为支撑网。

上述任一方案中优选的是，所述支撑网为网状结构。

上述任一方案中优选的是，所述抗菌剂为奥替尼啶或绿原酸中的至少一种。绿原酸天然无毒，适于长期运输、保存。

有益效果

本发明提供一种抗静电阻燃PE管及制备方法，包括内层、中间层和外层，中间层设置在内层和外层之间，增强抗压能力，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%-4%，防静电剂2%-5%，聚乙烯基料92%-96%，抗菌剂0.02%-0.1%重量份。防静电剂采用导电碳黑，表面电阻率参照GB/T1410-2006标准≤10⁹Ω，阻燃可以达到UL94标准中的V0级，短时燃烧后无滴落物，能有效的控制燃烧蔓延，同时设有支撑层即中间层，中间层采用金属丝编织构成，可以防止老鼠咬食，达到阻燃抗静电的同时，抗菌效果好，抗压力较强。实验结果表明，本发明提供的抗静电阻燃PE管，其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能达到90％以上。

附图说明

图1为本发明的抗静电阻燃PE管一优选实施例的整体结构剖视图；

图2为丝状物结构剖视图；

图3为图1的中间层内部结构剖视图；

图4为支撑网结构俯视图。

具体实施方式

为了更好理解本发明的技术方案和优点，以下通过具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例1.1

一种抗静电阻燃PE管，PE管为中空管状体，可以为圆形管、方形管、三角形管、多边形管或任意不规则形状。如图1所示，包括内层1、中间层2和外层3，中间层2设置在内层1和外层3之间，内层1、中间层2和外层3的厚度比为2：3：3，从而实现较大的抗压性能。内层1和外层3由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂3%，聚乙烯基料94.98%，抗菌剂0.02%重量份。

本实施例中的，阻燃剂为十溴二苯醚(DBDPO)和/或四溴双酚A(TBBPA)。

防静电剂为导电碳黑。

本发明进一步优化的技术方案为，中间层2为支撑网。支撑网为网状结构。支撑网内设有网孔21，单个网孔21的面积为0.2cm²-0.6cm²。

支撑网2采用丝状物22编织构成，支撑网2的层数为两层，两层以上支撑网2上下交叠设置，如图3所示。

具体的，本发明进一步优化的技术方案为，如图2所示，丝状物22为金属丝，丝状物22外包裹有阻燃层23和绝缘层24。金属丝用于增强整体管件的抗压能力，同时也间接起到阻燃作用。

本发明进一步优化的技术方案为，丝状物22为金属丝，金属丝纵横交错构成支撑网。单个丝状物22外包裹有阻燃层23和绝缘层24，阻燃层23和绝缘层24从外到内依次包裹，如图4所示。阻燃层23和绝缘层24的厚度比为2:1。阻燃层23采用阻燃材料制作而成，绝缘层24采用绝缘材料制作而成。

本发明进一步优化的技术方案为，抗菌剂为奥替尼啶和绿原酸的混合物，奥替尼啶和绿原酸的用量比为1:1。绿原酸天然无毒，适于长期运输、保存。

上述PE管的制备方法，包括以下步骤：

（4）、将步骤（3）所得的产物，于180--190℃真空注塑到模具中，并在真空条件下，保持该温度2～8小时，冷却固化得到内层和/或外层，内层、中间层和外层压合后既得抗静电阻燃PE管。

实施例1.2

一种抗静电阻燃PE管，和实施例1.1相同，不同的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂3%，防静电剂2%，聚乙烯基料94.95%，抗菌剂0.05%重量份。

实施例1.3

一种抗静电阻燃PE管，和实施例1.1相同，不同的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂4%，防静电剂2%，聚乙烯基料93.90%，抗菌剂0.1%重量份。

实施例1.4

一种抗静电阻燃PE管，和实施例1.1相同，不同的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂4%，防静电剂3%，聚乙烯基料92.90%，抗菌剂0.1%重量份

实施例2.1

和实施例1.1不同的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂3%，聚乙烯基料94.96%，抗菌剂0.02%重量份，增强剂0.02%。

实施例2.2

和实施例1.1不同的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂3%，防静电剂2%，聚乙烯基料94.93%，抗菌剂0.05%重量份，增强剂0.02%。

实施例2.3

和实施例1.1不同的是，所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂4%，防静电剂2%，聚乙烯基料93.88%，抗菌剂0.1%重量份，增强剂0.02%。

实施例3.1

和实施例1.1相同，不同的是，本实施例中的，阻燃剂为八溴醚。

实施例3.2

和实施例1.1相同，不同的是，本实施例中的，阻燃剂为溴代三嗪。

对比例1.1

和实施例1.1相同，不同的是，本实施例中不设有中间层。

对比例1.2

和实施例1.1相同，不同的是，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂1%，防静电剂3%，聚乙烯基料95.98%，抗菌剂0.02%重量份。

对比例1.3

和实施例1.1相同，不同的是，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂1%，聚乙烯基料96.98%，抗菌剂0.02%重量份。

对比例1.4

和实施例1.1相同，不同的是，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂3%，聚乙烯基料95%。

垂直燃烧测试

按照UL94-2009标准进行测试，根据样品燃烧时间，是否熔滴以及熔滴是否会引燃样品正下方脱脂棉综合评价样品阻燃效果，将样品固定在0.6cm厚的脱脂棉上方30.5cm的地方。从样品下方由火源连续作用10秒，根据移开火源后到样品自熄灭的时间，将测试结果分为FV-0、FV-1、FV-2三个阻燃级别。FV-0：燃烧时间不超过10秒，不引燃脱脂棉；FV-1，燃烧时间不超过30秒，不引燃脱脂棉；FV-2，燃烧时间不超过30秒，引燃脱脂棉。

拉伸性能测试

按照GB/T 1040-2006进行拉伸试验，测定拉伸强度，单位MP。

冲击性能测试

按照已知国家标准，测定样品的冲击强度，单位kJ/m²。

测试结果列于表4中。

将制得的管材参照本领域常用检测方法与标准进行检测，结果显示，本发明的PE管综合抗菌率（即对大肠杆菌的抗菌率和对金黄色葡萄球菌的抗菌率平均值）在91%以上，对大肠杆菌的抗菌率为90%以上，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为92%。力学性能和抗菌性能详细结果如表1所示：

表1力学性能和抗菌性能

上述实验结果进一步证实，本发明提供一种抗静电阻燃PE管，阻燃可以达到UL94标准中的V0级，短时燃烧后无滴落物，能有效的控制燃烧蔓延，各方面力学性能较好，同时具有抗菌作用，在不添加抗菌剂的对比例中，抗菌效果微乎其微。实施例1.1-3.2，抗静电阻燃PE管表面电阻率参照GB/T1410-2006标准≤10⁹Ω，另外，本申请由于设置了中间层，还可以避免被老鼠等动物的咬食造成的破坏，使用寿命较长，安全性高。

需要说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：包括内层、中间层和外层，中间层设置在内层和外层之间，内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%-4%，防静电剂2%-5%，聚乙烯基料92%-96%，抗菌剂0.02%-0.1%重量份。

2.如权利要求1所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2.5%-3.5%，防静电剂3%-4%，聚乙烯基料93%-95%，抗菌剂0.04%-0.08%重量份。

3.如权利要求1所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述内层和外层由以下重量份的原料制成：阻燃剂2%，防静电剂3%，聚乙烯基料94.98%，抗菌剂0.02%重量份。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)、八溴醚、溴代三嗪中的至少一种。

5.如权利要求1-3中任一项所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述防静电剂为导电碳黑。

6.如权利要求1-3中任一项所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：中间层为支撑网。

7.如权利要求6所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述支撑网采用丝状物编织构成，支撑网的层数为一层以上，一层以上金属网上下交叠设置。

8.如权利要求7所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述丝状物为金属丝，丝状物外包裹有阻燃层和/或绝缘层。

9.如权利要求1-3中任一项所述的一种抗静电阻燃PE管，其特征在于：所述抗菌剂为奥替尼啶或绿原酸中的至少一种。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的抗静电阻燃PE管的制备方法，包括以下步骤：