[發明專利]礦用聚乙烯管材及其制備方法

無效

• 申請號: 201210580078.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103012934A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 楊洋
• 申請（專利權）人: 山東金德新型管業有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K3/02;C08K5/06;C08K3/22;C08J3/22;F16L9/12
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技術領域

本發明涉及一種聚乙烯管材，具體涉及一種礦用聚乙烯管材及其制備方法。

背景技術

現有技術中，傳統的煤礦用管材有兩大類。其中第一大類是鋼管，其存在如下一些公認的缺點：比重較大，是PE管材的7倍，井下作業難度大；耐腐蝕性差，撞擊易產生火花而存在安全隱患；造價高、安裝和維護不方便。第二大類是玻璃鋼管，其耐腐蝕性雖好于鋼管，但接口要求高，易滲漏；同時安裝使用過程中也存在諸多困難；造價高。

近年來，國家大力推廣應用塑料管，塑料管以其優異性能和節能特征正不斷替代金屬和其他傳統材料管，發展十分迅速。于是出現了第三大類煤礦用管材——塑料管。其具有如下優異特點：抗靜電、阻燃；無毒、耐腐蝕、抗高壓；質量輕、易安裝，是“以塑代鋼”、實現資源優化的理想管材。

煤礦用塑料管材應用于煤礦等高危險環境中，煤礦用塑料管除了應具備一般塑料管的物理機械性能外，還必須具有抗靜電性、自熄性，燃燒產物不得具有劇毒性。

發明內容

本發明提供了一種礦用聚乙烯管材及其制備方法，本發明的聚乙烯管材具有無毒、耐腐蝕、質量輕、易安裝、抗高壓的優點，適用于煤礦等高危險環境。

本發明的礦用聚乙烯管材主要由添加防靜電劑及阻燃劑的聚乙烯原料構成，解決其技術問題所采用的技術方案是管材各成分所占重量百分比為：

聚乙烯66.5％～96.96％；

阻燃劑3％～30％；

抗靜電母粒0.04％～3.5％。

上述的阻燃劑可由微膠囊化紅磷單獨組成；也可由十溴聯苯醚與三氧化三銻兩種材料組成，兩者的重量比為：十溴聯苯醚30％～60％，三氧化三銻40％～70％；或者由十溴聯苯醚、三氧化三銻和紅磷三種材料組成，三者的重量比為：十溴聯苯醚1％～47％，三氧化三銻1％～47％，紅磷6％～98％。

上述的抗靜電母粒由聚乙烯樹脂與防靜電劑構成，其中聚乙烯樹脂重量百分含量95％～99％；防靜電劑重量百分含量1％～5％。

上述防靜電劑為陽離子型防靜電劑、陰離子型防靜電劑、非離子型防靜電劑或兩性離子型防靜電劑。

上述礦用聚乙烯管材的管徑為φ10～φ200mm，層厚為1mm～30mm。

本發明還提供了上述礦用聚乙烯管材的制備方法，具體步驟為將66.5％～96.96％重量含量的聚乙烯，3％～30％重量含量的阻燃劑，0.04％～3.5％重量含量的抗靜電母粒在混合機中混合90～150秒，然后，加入雙螺桿擠出機熔融共混擠出，加工溫度為190～240℃，轉速為120～180轉/分鐘，擠出速度在6～12米/分，經冷卻、卷取、包裝后成為成品。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

管材中添加了阻燃劑，生產的管材具有很強的阻燃性能；管材中添加了防靜電劑，能夠通過防靜電劑降低表面電阻率；本發明所述管材無毒、耐腐蝕、質量輕、易安裝、抗高壓，適用于煤礦等高危險環境中，同時，本發明所述管材制造工藝簡單，生產成本低，無需添加特殊設備，經濟效益和社會效益顯著，適用于煤礦井下供水、排水、壓風、噴漿和抽放瓦斯。

具體實施方式

例1

抗靜電母粒的制備：

將防靜電劑抗靜電劑ASH-1(北京市化學工業研究院)按樹脂重量的5％加入到聚乙烯樹脂2344E(美國陶氏化學)中，在混合機中混合120秒，然后加入雙螺桿擠出機熔融共混擠出，加工溫度為190～240℃之間，轉速為120～180轉/分鐘，擠出切粒制成防靜電含量為5％的抗靜電母粒。

制備礦用聚乙烯管材，該管材由添加防靜電及阻燃劑的聚乙烯構成，該管材所用材質成分及各成分所占重量百分比為：

聚乙烯塑料80％(MDPE陶氏化學公司2344E，市售產品)

阻燃劑19％(微膠囊化紅磷AMGARD?CRP市售產品)

抗靜電母粒1％(自制，屬于本領域公知技術)

將上述將三種原料充分混合后加入擠出機組中主擠出機的料斗內，經干燥后擠出，加工溫度為200～240℃之間，生產管徑為φ20mm，擠出速度在9～12米/分，再經過定徑、冷卻、卷取、包裝后得到成品。

按照國標MT?558.1-1996測試方法，對制備礦用管材進行表面電阻率試驗，結果列于下表中：