[發(fā)明專利]抗靜電母料及煤礦用高強度聚氯乙烯管材的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710011766.X
• 申請日: 2007-06-18
• 公開（公告）號: CN101096587A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 李曉明
• 申請（專利權）人: 大連工業(yè)大學
• 主分類號: C09K3/16
• 分類號: C09K3/16;C08L23/04;C08L23/12;C08L23/22;C08L25/12;C08K7/06;B29B9/02;B29B7/00;B29C47/06;B29C47/20;B29C47/02;C08K3/06;C08K3/04;C08K5/09
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 安寶貴

技術領域

本發(fā)明涉及塑料成型材料的制備及其方法，尤其涉及抗靜電母料及用此類母料制備芯-皮多層復合煤礦用高強度管材的方法。

背景技術

不含增塑劑的硬聚氯乙烯具有難燃、較高的抗拉強度、耐腐蝕等優(yōu)異的性能，被作為塑料建材的主要品種。然而由于其高的電絕緣能力，表面會積累靜電，誘發(fā)在含有易燃氣體與粉塵的空氣的燃燒或爆炸。為了將聚氯乙烯管材用于煤礦井下，需要使用抗靜電技術。

英國專利GB?2007696，用特導電炭黑和抗沖擊改性劑與聚氯乙烯樹脂摻混，直接擠出獲得的管材滿足了抗靜電要求，但是管材的抗沖擊能力不足。

《高抗沖、高抗靜電、阻燃PVC改性材料的研制》(中國塑料，1997，11(2)，22-27)，選擇了更有效的抗沖擊改性劑、更嚴格的加工條件，使管材的抗沖擊強度有所提高，但仍難于滿足煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境對強度的高要求。

中國專利CN02125730.2和CN200410006290.7提出，在抗沖擊、增強的芯層內外擠出或涂復抗靜電涂層的方法，可望獲得高強度的煤礦用管。但是，需要大量的導電填料與聚氯乙烯摻混后再擠出的皮層才能滿足抗靜電要求，而涂敷法的皮層厚度不易保證也難于連續(xù)化大批量生產(chǎn)。

由于上述這些制造方法，都要預先用大量的炭黑與PVC樹脂及助劑干混，再輸送、擠出、成型，從而會嚴重污染空氣、環(huán)境與配料、輸送與成型等機械加工系統(tǒng)，因而難于實施。

CN1033063A提出的抗靜電母料，成功地減少了抗靜電劑的用量，僅限用于聚丙烯纖維等對表面電阻要求不高的領域。CN1699465A在導電填料外面預聚合適當?shù)膯误w，經(jīng)粉碎后再與載體樹脂混合、塑煉來制備抗靜電母料的技術，可望能提高相應抗靜電聚合物的機械強度；但是對導電填料進行預聚合單體處理的成本較高、污染較嚴重，且沒有證據(jù)表明可以明顯減少導電填料的用量。

發(fā)明內容

本發(fā)明的提出，旨在提供一種用于擠出制造煤礦用聚氯乙烯芯-皮復合管之皮層、使其性能滿足要求的抗靜電母料，以及該種母料的制備方法，和使用此種母料制備高強度煤礦用管的工藝。

本發(fā)明的技術解決方案是這樣實現(xiàn)的：

一種抗靜電母料，其特征在于：由助容劑、載體樹脂、導電填料、加工助劑組成，助容劑占10-40％，載體樹脂占10-60％，導電填料占2-40％，加工助劑占2-10％。

所述助容劑為：氯醋樹脂、丁腈橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

所述載體樹脂為：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物、聚丁烯-1，聚苯乙烯和/或苯乙烯-丙烯腈共聚物。

所述導電填料為：導電炭黑、超導電炭黑、特導電炭黑、金屬粉、短切碳纖維和/或鱗片石墨。

所述抗靜電母料中加工助劑由熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、增塑劑組成，三者的比例為1-10∶0-10∶0-30。

所述熱穩(wěn)定劑為：三鹽基性硫酸鉛、二鹽基性硬脂酸鉛、有機錫、有機銻、復合鉛、復合鋇-鎘-鋅和/或復合鈣-鋅。

所述潤滑劑為：硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鉛、高熔點石蠟和/或聚乙烯蠟。

所述增塑劑為：鄰苯二甲酸酯、有機磷酸酯、氯烴-50和/或氯化石蠟。

本發(fā)明所述的抗靜電母料按以下方法制備：將定量的助容劑、加工助劑、載體樹脂、導電填料，依次加入預熱的塑料捏煉機或密煉機中，經(jīng)適當剪切強度與時間的混合與塑煉，排料到擠出切粒機中制備；或者排料到雙輥-三輥壓延組合機，再用片材切粒機制備適當形狀的顆粒。所得母料顆粒經(jīng)冷卻后打包，送至管材配料、加工成型工序。

使用本發(fā)明的母料制備煤礦用高強度聚氯乙烯多層復合管皮層的工藝過程如下：

(1)，將聚氯乙烯樹脂、抗靜電母料、加工用助劑、阻燃劑、耐磨填料，按比例100∶10-40∶1-10∶0-20∶10-40，經(jīng)準確稱量，用通用高速干混機組混合。

(2)將步驟(1)所述干混料經(jīng)異向雙螺桿擠出為皮層，與另一臺雙螺桿擠出的、添加了增韌劑的聚氯乙烯芯層物料在專用管材機頭中復合，制造內外皮層均抗靜電的耐燃高強度管材，特別適用于煤礦井下送風、抽取瓦斯或噴漿。

(3)將步驟(1)所述干混料經(jīng)異向雙螺桿擠出為皮層，通過專用機頭包覆于預制的經(jīng)纖維纏繞增強的聚氯乙烯管材的外面，所制造的管材特別適用于煤礦井下的給、排水。