一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料的制备方法。所述的抗静电挤出HDPE管材原料组成为重量比：宽分子量分布HDPE为100份，聚乙烯蜡为10～30份，导电炭黑为3～10份。先将导电炭黑与聚乙烯蜡在密炼机中熔融混合，温度为80～100℃，制备成为导电炭黑母粒。再将导电炭黑母粒与宽分布聚乙烯在转速为800-1500转/分钟的高速混合机中共混均匀待用，控制温度在常温。然后共混造粒，温度控制在180-200℃之间；再利用双螺杆管材挤出机进行HDPE管材挤出。本发明专利技术制备的抗静电HDPE管材具有导电炭黑含量低，抗拉强度优良的特点。解决了优良抗静电聚乙烯材料必须添加高含量导电填料的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料及其制备方法，主要是涉及HDPE原料、母粒载体树脂、导电炭黑及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯是一种性能优良，价格便宜，用途广泛的结晶性聚合物，是用量最大的通用塑料。但是其用在煤矿井下必须具有良好的抗静电性能。因为高分子材料的表面电阻率很高，容易积聚电荷，从而发生安全事故。为了具有优良的导电或抗静电性能，通常煤矿井下用的高分子材料都是通过添加导电炭黑来降低其体积电阻率或表面电阻率。为了能达到煤矿井下的抗静电要求，导电炭黑在高分子材料中添加量通常≥12％～15％，才能满足煤矿井下对高分子材料的抗静电要求。这么高的炭黑含量必然导致基体材料HDPE的性能变化，比如韧性和塑性下降。所以，如何制备低炭黑含量高抗静电性能HDPE材料，一直是煤矿井下用高分子材料制品的研究和开发热点。本专利技术主要是针对HDPE挤出管材用的HDPE抗静电原料的制备。对于其他成型方法或制品不具有适用性。本专利技术技术原理主要是利用管材挤出过程中聚合物流体会发生分子量的分级效应和炭黑的优先表面吸附效应。利用分子量的分级效应和炭黑的优先吸附效应，采用合适的配方和制备方法，来制备出低炭黑含量高抗静电性能的HDPE管材原料。
技术实现思路
：本专利技术的基本思想、目的和方法是利用管材挤出流动过程中的分子量的分级效应和炭黑的优先表面吸附效应来制备低炭黑含量的抗静电HDPE管材。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料，由下列原材料按比例混合而成，所述比例为重量比：宽分子量分布HDPE为100份，聚乙烯蜡为10～30份，导电炭黑为3～10份。最佳技术方案，由下列比例混合制成：宽分子量分布HDPE为100份，聚乙烯蜡为15份，导电炭黑为10份；技术方案中所述的HDPE原料为宽分子量分布聚乙烯，其MW为5.0×104～2×105，多分散系数》50。。技术方案中所述的聚乙烯蜡的分子量1000～5000。技术方案中所述的导电炭黑的粒径为30～75nm。制备方法包括以下步骤：(1)先将导电炭黑与聚乙烯蜡在密炼机中熔融混合，熔融混合温度为80～100℃。制备成为导电炭黑母粒。(2)再将导电炭黑母粒与宽分布聚乙烯在转速为800-1500转/分钟的高速混合机中共混均匀待用，控制温度在常温。(3)然后将混合好的共混物用双螺杆挤出机熔融共混造粒，造粒的温度控制在180-200℃之间；(4)把所得到的挤出颗粒烘干后再利用双螺杆管材挤出机进行HDPE管材挤出。从上述技术方案实施中采用的技术与现有技术相比具有下列优点：(1)采用的是一种新的思路和技术，利用管材挤出过程中聚合物分子会自动发生分子量的分级效应，利用不同分子量其粘度不同，对炭黑的亲和性和吸附能力不同从而实现对炭黑的可控分散和分布。从而实现对HDPE管材的表层和中间层炭黑的不均匀分布，实现和制备出低炭黑含量高抗静电性能的HDPE管材。(2)相比采用其它管材挤出或其它成型加工方法，由于其炭黑的可控分散和分布，不仅聚乙烯管材的抗静电性能良好，且其基体聚乙烯材料优异的冲击韧性和塑性保持也很好，没有受到添加炭黑的显著影响。尤其其冲击韧性还略有增加。对比例1将15％导电炭黑加入到HDPE原料中，在高速搅拌机中混合均匀，加入到双螺杆挤出机中挤出成为粒料。再将粒料烘干，加入到双螺杆管材挤出机中，制备出HDPE管材。测试其性能，结果如下：表面电阻率为5×109Ω.m,冲击强度为12.5kJ/m2，抗拉强度为35.6Mpa。对比例2将导电炭黑与聚乙烯蜡在密炼机中熔融混合，熔融混合温度为80～100℃，制备成为导电炭黑母粒。再将导电炭黑母粒与宽分布聚乙烯在转速为800-1500转/分钟的高速混合机中共混均匀待用，控制温度在常温。然后将混合好的共混物用双螺杆挤出机熔融共混造粒，造粒的温度控制在180-200℃之间；把所得到的挤出颗粒烘干后再利用双螺杆管材挤出机进行HDPE管材挤出，制备成为总导电炭黑含量为10％的抗静电HDPE管材。测试其性能，结果如下：表面电阻率为3×105Ω.m,冲击强度为30.9kJ/m2，抗拉强度为33.1Mpa。具体实施方式实施例1将导电炭黑与聚乙烯蜡在密炼机中熔融混合，熔融混合温度为80～100℃，制备成为导电炭黑母粒。再将导电炭黑母粒与宽分布聚乙烯在转速为800-1500转/分钟的高速混合机中共混均匀待用，控制温度在常温。然后将混合好的共混物用双螺杆挤出机熔融共混造粒，造粒的温度控制在180-200℃之间；把所得到的挤出颗粒烘干后再利用双螺杆管材挤出机进行HDPE管材挤出，制备成为总导电炭黑含量为5％的抗静电HDPE管材。测试其性能，结果如下：表面电阻率为3×1010Ω.m,冲击强度为35.9kJ/m2，抗拉强度为29.6Mpa。实施例2将导电炭黑与聚乙烯蜡在密炼机中熔融混合，熔融混合温度为80～100℃，制备成为导电炭黑母粒。再将导电炭黑母粒与宽分布聚乙烯在转速为800-1500转/分钟的高速混合机中共混均匀待用，控制温度在常温。然后将混合好的共混物用双螺杆挤出机熔融共混造粒，造粒的温度控制在180-200℃之间；把所得到的挤出颗粒烘干后再利用双螺杆管材挤出机进行HDPE管材挤出，制备成为总导电炭黑含量为10％的抗静电HDPE管材。测试其性能，结果如下：表面电阻率为3×105Ω.m,冲击强度为30.9kJ/m2，抗拉强度为33.1Mpa。。实施例3将导电炭黑与聚乙烯蜡在密炼机中熔融混合，熔融混合温度为80～100℃，制备成为导电炭黑母粒。再将导电炭黑母粒与宽分布聚乙烯在转速为800-1500转/分钟的高速混合机中共混均匀待用，控制温度在常温。然后将混合好的共混物用双螺杆挤出机熔融共混造粒，造粒的温度控制在180-200℃之间；把所得到的挤出颗粒烘干后再利用双螺杆管材挤出机进行HDPE管材挤出，制备成为总导电炭黑含量为7％的抗静电HDPE管材。测试其性能，结果如下：表面电阻率为3×108Ω.m,冲击强度为31.5kJ/m2，抗拉强度为31.6Mpa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料及其制备方法，其主要特征在于其配方和制备方法，本专利技术是通过低分子量的聚乙烯蜡与导电炭黑先熔融混合制备成聚乙烯蜡导电炭黑母粒，再将聚乙烯蜡导电母粒与宽分布的HDPE熔融共混造粒，再将共混造粒得到的粒料用双螺杆管材挤出机挤出管材，具体所述所述的抗静电挤出HDPE管材原料由下列原材料按比例混合而成，所述比例为重量比：宽分子量分布HDPE为100份，聚乙烯蜡为10～30份，导电炭黑为3～10份。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料及其制备方法，其主要特征在于其配方和制备方法，本发明是通过低分子量的聚乙烯蜡与导电炭黑先熔融混合制备成聚乙烯蜡导电炭黑母粒，再将聚乙烯蜡导电母粒与宽分布的HDPE熔融共混造粒，再将共混造粒得到的粒料用双螺杆管材挤出机挤出管材，具体所述所述的抗静电挤出HDPE管材原料由下列原材料按比例混合而成，所述比例为重量比：宽分子量分布HDPE为100份，聚乙烯蜡为10～30份，导电炭黑为3～10份。2.如权利要求1所述的一种煤矿用抗静电挤出HDPE管材原料，其HDPE原料为宽分子量分布聚乙烯，其MW为5.0×104～2×105，多分散系数》50。3.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：李博琪，
类型：发明
国别省市：江苏;32