[發(fā)明專利]一種環(huán)保阻燃抗靜電聚乙烯管道的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310040617.1
• 申請日: 2013-02-03
• 公開（公告）號: CN103073775A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉芝英
• 申請（專利權(quán)）人: 劉芝英
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L85/02;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/26;C08K3/04;C08K5/20;B29C47/92;F16L9/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)保阻燃抗靜電聚乙烯管道的制備方法，尤其涉及一種用于輸送煤氣等易燃?xì)怏w的環(huán)保阻燃抗靜電聚乙烯管道的制備方法。

背景技術(shù)

聚乙烯管道是最常見的管道之一，其具有低溫抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，在給水、排水、供熱、供燃?xì)狻⑥r(nóng)業(yè)灌溉、水利工程及各種工業(yè)裝置中都得到廣泛應(yīng)用。聚乙烯(Polyethylene，簡稱PE)是指由乙烯單體自由基聚合而成的聚合物，是產(chǎn)量最大的通用塑料之一，是一種質(zhì)輕、無毒、具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的電絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性能的熱塑性塑料。并且成型加工方便，廣泛應(yīng)用于電線電纜、化工、食品、包裝、機(jī)械、電子通訊、家庭裝飾及土木建筑等行業(yè)，其需求量正逐年上升。聚乙烯主要分解產(chǎn)物有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烯、戊烯、1-丁烯、己烷等，其形成的降解產(chǎn)物同分子間鏈轉(zhuǎn)移的路線有關(guān)。降解過程在受到氧的影響下，降解產(chǎn)物主要有丙醛、戊烯、正戊烷、丁醛、戊醛等。燃燒過程發(fā)現(xiàn)的熱降解產(chǎn)物主要有戊烯、丁醛、1-己烯、正己烷、苯、戊醛等。聚乙烯為易燃聚合物，氧指數(shù)為17~18%，燃燒熱值在聚合物材料中屬于較高者，為45.9?MJ/kg，用錐形量熱儀測定的熱釋放速率也比較高，聚乙烯是乙烯單體通過加成聚合反應(yīng)合成的聚合物，在分子結(jié)構(gòu)中只有碳、氫兩種元素。聚乙烯大約在335講50℃之間分解。在無氧條件下，熱穩(wěn)定性比較高。在惰性氣氛中，聚乙烯在202℃下發(fā)生交聯(lián)，在292℃時(shí)分子量開始下降，出現(xiàn)降解，但在372℃之前不會發(fā)生顯著的分解。聚乙烯的熱降解反應(yīng)是無規(guī)斷鏈及分子內(nèi)和分子間轉(zhuǎn)移反應(yīng)，高溫受熱降解成低分子量物質(zhì)，極易傳播火焰，引發(fā)火災(zāi)。我國僅由于電線電纜引起的火災(zāi)損失，每年達(dá)50多億元人民幣，這就使聚烯烴在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。

隨著現(xiàn)代阻燃技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，越來越多的阻燃劑出現(xiàn)在阻燃領(lǐng)域中，為社會的安全與發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。現(xiàn)在人們在聚烯烴中常用的阻燃劑有兩種：一種是反應(yīng)型阻燃劑；另一種是添加型阻燃劑。

反應(yīng)型阻燃劑是通過將一些含有阻燃元素的單體參與聚合反應(yīng)，使聚合物的主鏈或側(cè)鏈中帶有阻燃元素，起到阻燃的效果。反應(yīng)型阻燃劑主要有鹵代酚類、鹵代酸酐類、鹵代醇類、鹵代酯，鹵代醚類。添加型阻燃劑是指以物理分散狀態(tài)同高分子材料進(jìn)行共混發(fā)揮阻燃作用的阻燃劑。鹵系阻燃劑以其添加量少，阻燃效果顯著而最為常用，在20世紀(jì)70-80年代呈經(jīng)歷了發(fā)展的黃金時(shí)代。雖然其用量呈逐漸下降的趨勢，但目前其產(chǎn)量和用量仍是世界上較大的阻燃劑品種。鹵系阻燃劑主要有氯系阻燃劑和溴系阻燃劑兩大類。氯系阻燃劑常用的品種有氯化石蠟、氯化聚乙烯、四氯鄰苯二甲酸配、四氯雙酚A、六氯環(huán)戊二烯及其衍生物等。氯系阻燃劑的阻燃效果不及溴系阻燃劑，這同C-Cl鍵的鍵能比C-Br鍵的鍵能大，不易產(chǎn)生氯游離基有關(guān)。因而，在鹵系阻燃劑中，溴系阻燃劑是絕對主流。溴系阻燃劑從分子結(jié)構(gòu)分可以分為芳香族、脂肪族、脂環(huán)族及混合型四種。從化合物結(jié)構(gòu)上可將其分為溴代二苯醚類、四溴雙酚A類、溴代多元醇類、溴代鄰苯二甲酸酐類，以及其它各種新型的溟系阻燃劑，常用的溴系阻燃劑主要有十溴聯(lián)苯醚(DBDPO)、雙(四溴鄰苯二甲酰)乙烷等。然而，雖然鹵系阻燃劑具有較好的阻燃效果，但是燃燒時(shí)放出大量的有毒氣體，產(chǎn)生大量的有毒煙霧，對人體有較大的危害，自1986年出現(xiàn)的Dioxin問題以來，鹵系阻燃劑尤其是溴系阻燃劑面臨著巨大的環(huán)保壓力。

反應(yīng)型阻燃劑由于其通過聚合反應(yīng)使具有阻燃功能的結(jié)構(gòu)單元通過化學(xué)鍵連接到高分子上，因此其阻燃效果持久，而且對材料的物理力學(xué)性能影響較小，但是因?yàn)榧夹g(shù)和價(jià)格的問題，使其推廣和應(yīng)用受到了很大限制。與反應(yīng)型阻燃劑相比，添加型阻然劑使用方便、價(jià)格低廉，因而是目前實(shí)現(xiàn)聚乙烯阻燃的常用方法，常用于聚乙烯阻燃改性的添加型阻燃劑有鹵系阻燃劑、無鹵阻燃劑和復(fù)合阻燃體系等。

無鹵阻燃劑主要包括以下幾類:

（1）水合氫氧化物

目前獲得主要應(yīng)用的是Mg(OH)₂和Al(OH)₃兩種。水合氫氧化物因其不產(chǎn)生二次污染、熱穩(wěn)定性好、同其它阻燃劑協(xié)同效應(yīng)好、無毒、無腐蝕、不揮發(fā)、不產(chǎn)生有毒氣體、價(jià)格低、來源廣泛，被譽(yù)為無公害阻燃劑，是集阻燃、抑煙、填充三大功能為一體的阻燃劑。然而，無機(jī)阻燃劑添加量大影響物理機(jī)械性能，氫氧化鎂添加量往往需要達(dá)到50％以上才能達(dá)到良好的阻燃效果，而大量添加Mg(OH)₂和AI(OH)₃會使聚乙烯力學(xué)性能和加工性能明顯下降。

（2）磷系阻燃劑