專(zhuān)利名稱(chēng)：一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒及其制備方法方法。
背景技術(shù)：
煤礦井下用聚乙烯塑料管道起源于上世紀(jì)90年代初期，至今已有20年的發(fā)展、應(yīng)用歷程。由于傳統(tǒng)鋼管不耐腐蝕(在潮濕而富含S02，N02, H2S的腐蝕性環(huán)境下工作)；碰撞易產(chǎn)生火花，引起井下 火災(zāi)或者瓦斯爆炸；比重大，在井下相對(duì)封閉環(huán)境中安裝效率低；在管路有三通、彎頭等接口處需要混凝土加固墩進(jìn)行加固費(fèi)用高。為提高鋼管的耐腐蝕性，現(xiàn)在出現(xiàn)了涂覆塑料鋼管。如果鋼塑粘結(jié)強(qiáng)度不夠，仍然存在塑料脫落而腐蝕鋼管的潛在質(zhì)量問(wèn)題。玻璃鋼管脆性大，易脫層。聚氯乙烯(PVC — U)塑料抗沖擊性能差；發(fā)生火災(zāi)時(shí)，發(fā)煙量大，而且氣體為劇毒的HC1，嚴(yán)重威脅人的生命安全。煤礦井下聚乙烯塑料管具有良好的柔韌性，不易斷裂，對(duì)井下地質(zhì)條件變化適應(yīng)性強(qiáng)；比重不足鋼鐵的七分之一，安裝非常方便；耐腐蝕性能非常好，聚乙烯屬于惰性材料，不受輸送介質(zhì)和工作的化學(xué)環(huán)境影響；絕對(duì)粗糙度為鋼管的2/5，提高流體輸送效率；聚乙烯管道可以改性為抗靜電管道。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和比較，聚乙烯塑料管以其綜合性能優(yōu)良和高性?xún)r(jià)比而得到大量使用。目前聚乙烯塑料管已經(jīng)是煤礦井下用管道的主力軍。國(guó)家對(duì)塑膠管道防暴安全要求的表體電阻率在IO9以下，但是作為煤礦井下用聚乙烯瓦斯抽放管，表面電阻率要求更高，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)MT558.1的要求，瓦斯抽放管的表面電阻率要求小于106?，F(xiàn)在常采用導(dǎo)電填料分散復(fù)合法來(lái)得到改性聚乙烯粒料。但導(dǎo)電填料在制品中的分布往往不均勻，使制成品各處的電導(dǎo)率不一致；隨著導(dǎo)電填料添加量的提高，在一定范圍內(nèi)材料電性能提高而力學(xué)性能急速下降。本發(fā)明提供的專(zhuān)用于高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，可以有效改善導(dǎo)電聚乙烯的力學(xué)性能，從而也保證了其電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是，提供一種高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是，提供上述高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒的制備方法。為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，包括以下組分，各組分按質(zhì)量百分比計(jì)如下:
乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體85.00°/。-90.00% 極性溶劑1.00%-2.50% 第一單體3.00%- 4.00% 第二單體3.00%-4.00%
弓 I 發(fā)劑0.08%-0.15%
穩(wěn)定劑0.02%- 0.05%潤(rùn)滑助劑1.00%-2.50%
抗氧化助剤0.10% - 0.12%；所述極性溶劑為丙酮，所述第一單體選自馬來(lái)酸酐或馬來(lái)酸丁二酯中的一種，所述第二單體選自苯乙烯，甲基丙烯酸縮水甘油酯或者苯乙烯衍生物中的一種，所述引發(fā)劑選自過(guò)氧化二異丙苯，過(guò)氧化二苯甲酰或者己內(nèi)酰胺中的一種，所述穩(wěn)定劑選自亞磷酸三壬基酯或亞磷酸酯中的一種，所述潤(rùn)滑助劑選自聚乙烯蠟或礦物油中的一種，所述抗氧化助劑選自抗氧劑1010或抗氧劑1076中的一種。作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述第一單體為馬來(lái)酸酐，所述第二單體為苯乙烯，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯，所述穩(wěn)定劑為亞磷酸三壬基酯，所述潤(rùn)滑助劑為聚乙烯蠟，所述抗氧化助劑為抗氧劑1010。作為又一個(gè)優(yōu)選方案，各組分按質(zhì)量百分比計(jì)如下:
乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體88.70% 丙酮2.50%
馬來(lái)酸酐4.00%
苯乙烯3.00%
過(guò)氧化二異丙苯0.15%亞磷酸三壬基酯0.03%
聚乙烯蠟1.50%
抗鉍劑 10100.12%。作為又一個(gè)優(yōu)選方案，各組分按質(zhì)量百分比計(jì)如下:乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體88.00% 丙_2.50% 馬來(lái)酸丁二酯4.00% 苯乙烯3.30% 過(guò)氧化二苯甲酰0.08% 亞磷酸酯0.02% 礦物油2.00% 抗氧劑 10760.10%。所述的礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒的制備方法，所述方法包括如下步驟:( I)對(duì)乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體做預(yù)處理:干燥處理:排氣式恒溫烘箱，工藝溫度:60-80°C，時(shí)間:4-8小時(shí)；其目的在于除去樹(shù)脂載體中的水分，從而減小水分對(duì)引發(fā)劑的影響；(2)對(duì)助劑做預(yù)處理:溶解處理:攪拌器，200轉(zhuǎn)/分，工藝溫度:40-50°C，時(shí)間:20-30分鐘；所述助劑指穩(wěn)定劑、引發(fā)劑和抗氧化助劑，其目的在于使得所述助劑充分溶解于極性溶劑丙酮中；(3)所述的各組分以低速方式攪拌均勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速:300轉(zhuǎn)/分；對(duì)混料做預(yù)處理:
工藝溫度:70-80°C，時(shí)間:40分鐘；其目的在于將多余的極性溶劑丙酮揮發(fā)掉，以防止混煉擠出過(guò)程中極性溶劑丙酮蒸汽對(duì)產(chǎn)品造成影響；(4)以上經(jīng)過(guò)攪拌均勻后的物料投入擠出機(jī)料罐，進(jìn)行混煉:混煉工藝:雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速:300-330轉(zhuǎn)/分，總料溫:165_185°C，電流:28A，熔體壓力:5.5-6.8 kg /cm2，造粒，篩選后包裝，其篩選的工藝標(biāo)準(zhǔn)是:CD 3 X 3mm/粒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，針對(duì)高性能礦用抗靜電管材的力學(xué)性能和制品加工質(zhì)量等的具體要求，復(fù)合體系的增韌至關(guān)重要，篩選和優(yōu)化一個(gè)相對(duì)適當(dāng)?shù)呐浞奖壤浅晒﹃P(guān)鍵。本發(fā)明提供的專(zhuān)用于高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，填補(bǔ)了高性能礦用抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒的空白，可以有效改善導(dǎo)電聚乙烯的力學(xué)性能，從而也保證了其電性能。


圖1為不添加任何增韌介質(zhì)的高性能抗靜電管材料力學(xué)性能測(cè)試。圖2為添加17%的普通增韌材料的高性能抗靜電管材料力學(xué)性能測(cè)試。圖3為添加17%的本發(fā)明增韌母粒的高性能抗靜電管材料力學(xué)性能測(cè)試。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1.高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒制備方法配方:
乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體85.00%-90.00%
丙酮1.00%-2.50%
馬來(lái)酸酐3.00%- 4.00%
苯乙烯3.00%- 4.00%
過(guò)氧化二異丙苯0.08%- 0.15%
亞磷酸三壬基酯0.02%- 0.05%
聚乙烯蠟1.00%-2.50%
抗氧劑 10100.10% - 0.12%?；蛘邇?yōu)選:
乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體88.70%
丙酮2.50%
馬來(lái)酸酐4.00%
苯乙烯3.00%
過(guò)氧化二異丙苯0.15%
亞磷酸三壬基酯0.03%
聚乙烯蠟1.50%
抗氧劑 10100.12% o 或者優(yōu)選:乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體88.00% 丙酮2.50% 馬來(lái)酸丁二酯4.00%
苯乙烯3.30%
過(guò)氧化二苯甲酰0.08%
亞磷酸酯0.02% 礦物油2.00% 抗氧劑 10760.10%。制備方法:( I)對(duì)乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體做預(yù)處理:干燥處理:排氣式恒溫烘箱，工藝溫度:60-80°C，時(shí)間:4-8小時(shí)；其目的在于除去樹(shù)脂載體中的水分，從而減小水分對(duì)引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯的影
響；(2)對(duì)助劑做預(yù)處理:溶解處理:攪拌器，200轉(zhuǎn)/分，工藝溫度:40-50°C，時(shí)間:20-30分鐘；所述助劑指穩(wěn)定劑亞磷酸三壬基酯、引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯、抗氧化助劑抗氧劑
1010，其目的在于使得所·述助劑充分溶解于極性溶劑丙酮中；(3)各組分以低速方式攪拌均勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速:300轉(zhuǎn)/分；對(duì)混料做預(yù)處理:工藝溫度:70-80°C，時(shí)間:40分鐘；其目的在于將多余的丙酮揮發(fā)掉，以防止混煉擠出過(guò)程中丙酮蒸汽對(duì)產(chǎn)品造成影
響；(4)以上經(jīng)過(guò)攪拌均勻后的物料投入擠出機(jī)料罐，進(jìn)行混煉:混煉工藝:雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速:300-330轉(zhuǎn)/分，總料溫:165_185°C，電流:28A，
熔體壓力:5.5-6.8 kg /cm2，造粒，篩選后包裝，其篩選的工藝標(biāo)準(zhǔn)是:CD 3 X 3mm/粒。實(shí)施例2.高性能礦用抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒產(chǎn)品的力學(xué)性能測(cè)試不添加任何增韌介質(zhì)的高性能抗靜電管材料作為I號(hào)料；添加17%的普通增韌材
料的高性能抗靜電管材料作為2號(hào)料；添加17%的本發(fā)明增韌母粒的高性能抗靜電管材料
作為3號(hào)料，在其表面電阻基本保持不變動(dòng)的前提下，測(cè)試其力學(xué)性能。圖1為不添加任何增韌介質(zhì)的高性能抗靜電管材料力學(xué)性能測(cè)試。圖2為添加17%的普通增韌材料的高性能抗靜電管材料力學(xué)性能測(cè)試。圖3為添加17%的本發(fā)明增韌母粒的高性能抗靜電管材料力學(xué)性能測(cè)試。結(jié)論如下所示:
權(quán)利要求
1.一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，其特征在于，包括以下組分，各組分按質(zhì)量百分比計(jì)如下乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體85.00%-90.00%極性溶劑1.00%-2.50%第一單體3.00%- 4.00%第二單體3.00%-4.00%引發(fā)劑0.08%-0.15%穩(wěn)定劑0.02%- 0.05%潤(rùn)滑助劑1.00%- 2.50%抗氧化助劑0.10% - 0.12%； 所述極性溶劑為丙酮，所述第一單體選自馬來(lái)酸酐或馬來(lái)酸丁二酯中的一種，所述第二單體選自苯乙烯，甲基丙烯酸縮水甘油酯或者苯乙烯衍生物中的一種，所述引發(fā)劑選自過(guò)氧化二異丙苯，過(guò)氧化二苯甲?；蛘呒簝?nèi)酰胺中的一種，所述穩(wěn)定劑選自亞磷酸三壬基酯或亞磷酸酯中的一種，所述潤(rùn)滑助劑選自聚乙烯蠟或礦物油中的一種，所述抗氧化助劑選自抗氧劑1010或抗氧劑1076中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，其特征在于，所述第一單體為馬來(lái)酸酐，所述第二單體為苯乙烯，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯，所述穩(wěn)定劑為亞磷酸三壬基酯，所述潤(rùn)滑助劑為聚乙烯蠟，所述抗氧化助劑為抗氧劑1010。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，其特征在于，各組分按質(zhì)量百分比計(jì)如下乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體88.70%丙酮2.50%馬來(lái)酸酐4.00%苯乙烯3.00%過(guò)氧化二異丙苯0.15%亞磷酸三壬基酯0.03%聚乙烯蠟1.50%抗氧劑 10100.12%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，其特征在于，各組分按質(zhì)量百分比計(jì)如下乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體88.00% 丙醒2.50%馬來(lái)酸丁二酯4.00%苯乙燁3.30%過(guò)氧化二苯甲酰0.08% 亞磷酸酯0.02% 礦物油2.00% 抗氧劑 10760.10% o
5.權(quán)利要求I一4任一所述的礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1)對(duì)乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體做預(yù)處理 干燥處理排氣式恒溫烘箱，工藝溫度60-80°C，時(shí)間4-8小時(shí)； 其目的在于除去樹(shù)脂基體中的水分，從而減小水分對(duì)引發(fā)劑的影響； (2)對(duì)助劑做預(yù)處理 溶解處理攪拌器，200轉(zhuǎn)/分，工藝溫度40-50°C，時(shí)間20-30分鐘； 所述助劑指穩(wěn)定劑、引發(fā)劑和抗氧化助劑，其目的在于使得所述助劑充分溶解于極性溶劑丙酮中； (3)權(quán)利要求I一4任一的所述的各組分以低速方式攪拌均勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分；對(duì)混料做預(yù)處理 工藝溫度:70-80°C，時(shí)間40分鐘； 其目的在于將多余的極性溶劑丙酮揮發(fā)掉，以防止混煉擠出過(guò)程中極性溶劑丙酮蒸汽對(duì)產(chǎn)品造成影響； (4)以上經(jīng)過(guò)攪拌均勻后的物料投入擠出機(jī)料罐，進(jìn)行混煉 混煉工藝雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速300-330轉(zhuǎn)/分，總料溫165-185°C，電流28A，熔體壓力5. 5-6. 8 kg /cm2，造粒，篩選后包裝，其篩選的工藝標(biāo)準(zhǔn)是O 3 X 3mm/粒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒及其制備方法，由乙烯-辛烯共聚物樹(shù)脂基體、極性溶劑、第一單體、第二單體、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑助劑和抗氧化助劑組成，針對(duì)高性能礦用抗靜電管材的力學(xué)性能和制品加工質(zhì)量等的具體要求，復(fù)合體系的增韌至關(guān)重要，篩選和優(yōu)化一個(gè)相對(duì)適當(dāng)?shù)呐浞奖壤浅晒﹃P(guān)鍵。本發(fā)明提供的專(zhuān)用于高性能礦用聚乙烯抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒，填補(bǔ)了高性能礦用抗靜電管材專(zhuān)用增韌母粒的空白，可以有效改善導(dǎo)電聚乙烯的力學(xué)性能，從而在保證其電性能的基礎(chǔ)上保證材料的力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08L51/06GK103254542SQ20131021377
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者劉鑫, 熊小勇 申請(qǐng)人:上海三承高分子材料科技有限公司