專利名稱：一種礦用聚乙烯管材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型聚乙烯管材，特別提供了一種礦用聚乙烯管材及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)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(yè)難度大；耐腐蝕性差，撞擊易產(chǎn)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(yīng)用塑料管，塑料管以其優(yōu)異性能和節(jié)能特征正不斷替代金屬和其他傳統(tǒng)材料管，發(fā)展十分迅速。于是出現(xiàn)了第三大類煤礦用管材——塑料管。其具有如下優(yōu)異特點抗靜電、阻燃；無毒、耐腐蝕、抗高壓；質(zhì)量輕、易安裝，是“以塑代鋼”、實現(xiàn)資源優(yōu)化的理想管材。
煤礦用塑料管材管用于煤礦等高危險環(huán)境中，煤礦用塑料管除了應(yīng)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(chǎn)物不得具有劇毒性。
發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明提供了一種新型的礦用聚乙烯管材，其特征在于該管材由添加抗靜電及阻燃劑的聚乙烯原料構(gòu)成，該管材所用材質(zhì)成分及各成分所占重量百分比為阻燃劑 3％～30％；抗靜電母粒 0.04％～3.5％；聚乙烯 余量。
本發(fā)明一種礦用聚乙烯管材，其特征在于阻燃劑可以有以下三種構(gòu)成方案1、由微膠囊化紅磷單獨組成；2、由阻燃劑由十溴聯(lián)苯醚與三氧化三銻兩種材料組成，兩者的重量比為十溴聯(lián)苯醚 30％～60％；三氧化三銻 40％～70％。
3、阻燃劑由三種材料組成，三種材料與其重量比為十溴聯(lián)苯醚 1％～47％；三氧化三銻 1％～47％；紅磷余量。
本發(fā)明一種礦用聚乙烯管材，其特征在于所用的抗靜電母粒由聚乙烯原料與抗靜電劑構(gòu)成；兩者的重量比為聚乙烯樹脂 95％～99％；抗靜電劑1％～5％。
本發(fā)明一種礦用聚乙烯管材，其特征在于抗靜電劑為陽離子型抗靜電劑、陰離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電劑、兩性離子型抗靜電劑。
本發(fā)明一種礦用聚乙烯管材，其特征在于所述管材外徑為10～200mm，管壁厚為1～30mm。
本發(fā)明所述礦用聚乙烯管材，適用于煤礦井下供水、排水、壓風(fēng)、噴漿和抽放瓦斯。
本發(fā)明礦用聚乙烯管材的制備方法為將滿足按照權(quán)利要求1所述重量百分比的聚乙烯、阻燃劑和抗靜電劑在混合機中混合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(zhuǎn)速為120～180轉(zhuǎn)/分鐘，擠出速度在4～12米/分，經(jīng)冷卻、卷取、包裝后成為成品。
本發(fā)明的優(yōu)點是管材中添加了阻燃劑，生產(chǎn)的管材具有很強的阻燃性能；管材中添加了抗靜電劑，能夠通過抗靜電劑降低表面電阻率；本發(fā)明所述管材無毒、耐腐蝕、質(zhì)量輕、易安裝、抗高壓，適用于煤礦等高危險環(huán)境中，同時，本發(fā)明所述管材制造工藝簡單，生產(chǎn)成本低，無需添加特殊設(shè)備，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
具體實施例方式實施例1抗靜電母粒的制備將抗靜電劑ASH-1(北京市化學(xué)工業(yè)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(xué))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℃，轉(zhuǎn)速為120～180轉(zhuǎn)/分鐘，擠出切粒制成防靜電含量為5％的防靜電母粒。
實施例2一種礦用聚乙烯管材，其特征在于該管材由添加抗靜電及阻燃劑的聚乙烯構(gòu)成，該管材所用材質(zhì)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(xué)公司2344E，市售產(chǎn)品)；阻燃劑——微膠囊化紅磷19％(AMGARD CRP 市售產(chǎn)品)；抗靜電母粒1％(自制，如實施例1所述，以下幾個例子皆同。)。
將上述三種原料在混合機中混合90秒后加入擠出機組中的主擠出機料斗內(nèi)，經(jīng)干燥后擠出，加工溫度為200～240℃之間，成品管外徑為20mm，管壁厚2mm，擠出速度為9～12米/分鐘，再經(jīng)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，對實施例2的防靜電阻燃礦用管材進行表面電阻率試驗，結(jié)果列于下表中

按照國標GB/T 2406-1993測試方法，對實施例4的防靜電阻燃礦用管材進行氧指數(shù)法試驗，結(jié)果列于下表中

實施例3
一種礦用聚乙烯管材，其特征在于該管材由添加抗靜電及阻燃劑的聚乙烯構(gòu)成，該管材所用材質(zhì)成分及各成分所占重量百分比為聚乙烯塑料78％(MDPE陶氏化學(xué)公司2344E)；阻燃劑——十溴聯(lián)苯醚10％(美國大湖公司DE83R)；阻燃劑——三氧化二銻10％(美國Laurel公司LSFR)；抗靜電母粒2％(自制)。
將上述四種原料在混合機中混合120秒后加入擠出機組中的主擠出機料斗內(nèi)，經(jīng)干燥后擠出，加工溫度在200～240℃之間。成品管外徑為110mm，管壁厚為16mm，擠出速度6～10米/分鐘，再經(jīng)過定徑、冷卻、卷取、包裝后為成品。
按照國標MT 558.1-1996測試方法，對實施例3的防靜電阻燃礦用管材進行表面電阻率試驗，結(jié)果列于下表中

按照國標GB/T 2408-1996測試方法，對實施例4的防靜電阻燃礦用管材進行氧指數(shù)法試驗，結(jié)果列于下表中

實施例4
一種礦用聚乙烯管材，其特征在于該管材由添加抗靜電及阻燃劑的聚乙烯構(gòu)成，該管材所用材質(zhì)成分及各成分所占重量百分比為聚乙烯塑料75％(HDPE齊魯石化6100)；阻燃劑——十溴聯(lián)苯醚8％(日本Tosoh公司110R)；阻燃劑——三氧化二銻8％(日本Tosoh公司610R)；阻燃劑——紅磷4％(日本Tosoh公司RINKA FP)；抗靜電母粒5％(自制)。
將上述五種原料在混合機中混合150秒后加入擠出機組中的主擠出機料斗內(nèi)，經(jīng)干燥后擠出，加工溫度為200～240℃之間。成品管外徑為190mm，管壁厚28mm，擠出速度4～8米/分鐘，再經(jīng)過定徑、冷卻、卷取、包裝后為成品。
按照國標MT 558.1-1996測試方法，對實施例4的防靜電阻燃礦用管材進行表面電阻率試驗，結(jié)果列于下表中

按照國標GB/T 2406-1993測試方法，對實施例4的防靜電阻燃礦用管材進行氧指數(shù)法試驗，結(jié)果列于下表中

權(quán)利要求
1.一種礦用聚乙烯管材，其特征在于該管材由添加抗靜電及阻燃劑的聚乙烯構(gòu)成，該管材所用材質(zhì)成分及各成分所占重量百分比為阻燃劑 3％～30％；抗靜電母粒 0.04％～3.5％；聚乙烯 余量。
2.按照權(quán)利要求1所述一種礦用聚乙烯管材，其特征在于阻燃劑是微膠囊化紅磷。
3.按照權(quán)利要求1所述一種礦用聚乙烯管材，其特征在于阻燃劑由十溴聯(lián)苯醚與三氧化三銻兩種材料組成，兩者的重量比為十溴聯(lián)苯醚 30％～60％；三氧化三銻 40％～70％。
4.按照權(quán)利要求1所述一種礦用聚乙烯管材，其特征在于阻燃劑由三種材料組成，三種材料名稱與其重量比分別為十溴聯(lián)苯醚 1％～47％；三氧化三銻 1％～47％；紅磷余量。
5.按照權(quán)利要求1所述一種礦用聚乙烯管材，其特征在于所用的抗靜電母粒由聚乙烯原料與抗靜電劑構(gòu)成；兩者的重量比為聚乙烯樹脂 95％～99％；抗靜電劑1％～5％。
6.按照權(quán)利要求5所述一種礦用聚乙烯管材，其特征在于抗靜電劑為陽離子型抗靜電劑、陰離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電劑、兩性離子型抗靜電劑。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述一種礦用聚乙烯管材，其特征在于所述管材外徑為10～200mm，管壁厚為1～30mm。
8.一種如權(quán)利要求1至6其中之一所述礦用聚乙烯管材的制備方法，其特征在于將滿足所述重量百分比要求的聚乙烯、阻燃劑和抗靜電劑在混合機中混合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(zhuǎn)速為120～180轉(zhuǎn)/分鐘，擠出速度在4～12米/分，經(jīng)冷卻、卷取、包裝后得到成品。
9.一種如權(quán)利要求1所述礦用聚乙烯管材，適用于煤礦井下供水、排水、壓風(fēng)、噴漿和抽放瓦斯。
全文摘要
一種礦用聚乙烯管材，由添加防靜電及阻燃劑的聚乙烯構(gòu)成，所用材質(zhì)成分及其重量百分比為阻燃劑3％～30％；抗靜電母粒0.04％～3.5％；聚乙烯66.5％～96.96％。本發(fā)明礦用聚乙烯管材的制備方法將滿足重量百分比要求的聚乙烯、阻燃劑和抗靜電劑在混合機中混合90～150秒，然后加入雙螺桿擠出機熔融共混擠出，溫度190～240℃；轉(zhuǎn)速120～180r/min，擠出速度4～12m/min，經(jīng)冷卻、卷取、包裝后成為成品。本發(fā)明所述管材適用于煤礦井下等危險場合，管材具有很強的阻燃性能和較低的表面電阻率，無毒、耐腐蝕、質(zhì)量輕、易安裝、抗高壓；制造工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
文檔編號C08K5/00GK1778837SQ200410087639
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者王仁強, 魯文耕, 陳敏, 孫麗娜, 曹云龍 申請人:金德管業(yè)集團有限公司