專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改性的聚乙烯原材料及該原材料的制備方法。
背景技術(shù)：
鋼骨架塑料復(fù)合管是一種新型復(fù)合壓力管材。它可廣泛應(yīng)用于石油、化工、市政、建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)的氣體、液體的輸送，是普通鋼管和鍍鋅鋼管的理想替代品，產(chǎn)品以其特有的防腐、耐磨、耐壓、抗蠕變、安裝方便以及較高的性?xún)r(jià)比等被廣泛應(yīng)用于石油、化工、燃?xì)?、供水、排污、采礦、海水輸送等行業(yè)。鋼骨架塑料復(fù)合管作為一種廣泛用途的新型非金屬管材，成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但在油品等輸送的過(guò)程中會(huì)積累靜電荷。在石油產(chǎn)品在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，靜電的產(chǎn)生、積累對(duì)安全生產(chǎn)有著極大的危害，因此抗靜電管材是油品運(yùn)輸、油氣礦作業(yè)、煤礦作業(yè)等場(chǎng)所的管道設(shè)備必須要求的性能參數(shù)，抗靜電復(fù)合管原材料就是基于此提出的新課題。早期的導(dǎo)靜電體采用金屬或石墨為導(dǎo)電功能體，但金屬易被氧化，容易失去導(dǎo)靜電的功能，現(xiàn)已不使用。而石墨導(dǎo)電功能體的加入量必須在20％-30％以上，雖然具有了導(dǎo)靜電的功能，但抗靜電的同時(shí)其它物理化學(xué)性能受到了嚴(yán)重影響，也嚴(yán)重的影響了其制品的力學(xué)性能。而且由于石墨的加入量多，石墨成分易于分離出來(lái)并且懸浮于油品中不易分離，這將嚴(yán)重影響油品的質(zhì)量。因此，以石墨為導(dǎo)電功能體已被石油化工行業(yè)建議不作為抗靜電基材使用。另一種方法是在基材中加入普通導(dǎo)電碳黑，此種辦法的普通導(dǎo)電碳黑的加入量雖然有所下降，但是在加入碳黑的同時(shí)，原材料的力學(xué)性能(斷裂伸長(zhǎng)率、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能等)明顯下降，對(duì)管材來(lái)說(shuō)，這兩項(xiàng)指標(biāo)十分重要。超導(dǎo)電碳黑是黑色抗靜電制品的較為理想導(dǎo)靜電添加劑，但是要達(dá)到較好的抗靜電性能，通常的加入量在15％左右，這樣的劑量一是對(duì)制品的力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生大幅度下降，尤其是抗開(kāi)裂性能將嚴(yán)重降低，而該性能是管材的關(guān)鍵性能參數(shù)；二是原料的成本將大幅度上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決塑料復(fù)合管原材料不具備抗靜電和降低了管材的物理性能的問(wèn)題，提供了一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料及其制備方法，技術(shù)方案如下本發(fā)明按重量百分比由聚乙烯60～88％、納米超導(dǎo)電炭黑5～10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5～15％、EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯1～20％、AT抗靜電劑0.2～2％組成。
抗靜電塑料復(fù)合管原材料的制備方法，其步驟如下A、按重量百分比由納米超導(dǎo)電炭黑5～10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5～15％和AT抗靜電劑0.2～2％放入高混機(jī)中經(jīng)5～10分鐘的冷混后，獲得分散均勻的粉末；B、按重量百分比將HDPE聚乙烯60～88％、EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯1～20％在高混機(jī)中攪拌，攪拌的同時(shí)將聚乙烯加熱到100～120℃，按重量百分比將步驟A經(jīng)高混機(jī)冷混后獲得分散均勻的粉末加入高混機(jī)中，在高混機(jī)中高速預(yù)混5-10分鐘后獲得粒狀混合物；C、將步驟B獲得的粒狀混合物料送到雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)料口溫度為130～150℃，溶體溫度為190～210℃，口模溫度為190～200℃的溫度范圍擠出顆粒狀的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料。
本發(fā)明的原材料制備的抗靜電鋼骨架塑料復(fù)合管具有優(yōu)良、耐久的導(dǎo)電性能，管材的抗開(kāi)裂性能、耐壓性、穩(wěn)定性都有所改善、耐腐蝕性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，該原料可廣泛用于抗靜電的塑料制品當(dāng)中。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯60～88％、納米超導(dǎo)電炭黑5～10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5～15％、EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯1～20％、AT抗靜電劑0.2～2％組成。
抗靜電塑料復(fù)合管的原材料配方中各組分采用的產(chǎn)品及性能參數(shù)聚乙烯選用韓國(guó)大林產(chǎn)PE80級(jí)聚乙烯，牌號(hào)為4100或TR480，其主要性能為密度0.948，熔體流動(dòng)指數(shù)0.35(5克)，拉伸強(qiáng)度＞25.5Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率＞600％，環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂＞3000小時(shí)，沖擊強(qiáng)度(23℃)＞30Mpa；納米超導(dǎo)電炭黑電阻率Ω.cm0.2～0.6；粒子形狀球狀；平均粒度100～500nm；表觀密度0.10～0.20g/cm3；納米導(dǎo)電碳酸鈣由KH550改性研制，以氧化鈣或納米碳酸鈣為基體材料，利用SnO2/SbO2的導(dǎo)電性能，采用共沉淀法或表面修飾負(fù)載法制備納米碳酸鈣導(dǎo)電顆粒，其顆粒直徑在40～400nm。該導(dǎo)電體的加入秉承了納米碳酸鈣在塑料中的增強(qiáng)增韌功能，而且還能對(duì)超導(dǎo)電碳黑的導(dǎo)電性能有協(xié)同效應(yīng)，而其本身具有導(dǎo)電性能；EVA樹(shù)脂對(duì)塑料的耐環(huán)境應(yīng)力性能有較大改善，由于無(wú)機(jī)碳黑粒子的加入對(duì)塑料性能影響的要求，選用乙烯含量為15～18％、熔體流動(dòng)指數(shù)為2～3的乙烯-醋酸乙烯EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯，線(xiàn)型超低分子量聚乙烯采用日本三井公司生產(chǎn)的牌號(hào)為S600；AT抗靜電劑有機(jī)AT抗靜電劑主要是與無(wú)機(jī)導(dǎo)靜電材料復(fù)配起協(xié)同效應(yīng)，選用適合于聚烯烴的特種表面活性劑導(dǎo)電劑。
具體實(shí)施例方式
二本實(shí)施方式的抗靜電塑料復(fù)合管原材料的制備方法的步驟如下A、按重量百分比取納米超導(dǎo)電炭黑5～10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5～15％和AT抗靜電劑0.2～2％放入高混機(jī)中經(jīng)5～10分鐘的充分冷混，獲得分散均勻的粉末；B、按重量百分比將聚乙烯60～88％、EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯1～20％放入高混機(jī)中攪拌，將聚乙烯加熱到100～120℃，按重量百分比將A步驟經(jīng)過(guò)高混機(jī)充分冷混后獲得分散均勻的粉末加入高混機(jī)中，高速預(yù)混5-10分鐘后獲得粒狀混合物；C、將步驟B獲得的粒狀混合物料送到雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)長(zhǎng)徑比≥30，進(jìn)料口溫度130～150℃，溶體溫度為190～210℃，口模溫度為190～200℃的溫度范圍擠出顆粒狀的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料。
具體實(shí)施例方式
三本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(4100)84％、納米超導(dǎo)電炭黑5％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、EVA樹(shù)脂(乙烯含18％)5％、AT抗靜電劑1％組成。
具體實(shí)施例方式
四本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(4100)76.5％、納米超導(dǎo)電炭黑7％、納米導(dǎo)電碳酸鈣8％、EVA樹(shù)脂(乙烯含量18％)8％、AT抗靜電劑0.5％組成。
具體實(shí)施例方式
五本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(4100)69％、納米超導(dǎo)電炭黑10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、EVA樹(shù)脂(乙烯含量18％)15％、AT抗靜電劑1％組成。
具體實(shí)施例方式
六本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(TR480)69.5％、納米超導(dǎo)電炭黑10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、線(xiàn)型超低分子量聚乙烯15％、AT抗靜電劑0.5％組成。
具體實(shí)施例方式
七本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(TR480)72.5％、納米超導(dǎo)電炭黑5％、納米導(dǎo)電碳酸鈣12％、線(xiàn)型超低分子量聚乙烯10％、AT抗靜電劑0.5％組成。
具體實(shí)施例方式
八本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(TR480)74.5％、納米超導(dǎo)電炭黑10％，納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、線(xiàn)型超低分子量聚乙烯10％、AT抗靜電劑0.5％組成。
具體實(shí)施例方式
九本實(shí)施方式的一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料按重量百分比由聚乙烯(4100)69.5％、納米超導(dǎo)電炭黑10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、線(xiàn)型超低分子量聚乙烯15％、AT抗靜電劑0.5％組成。
具體實(shí)施例方式
三至九采用具體實(shí)施方式
二的制備方法得到的抗靜電塑料復(fù)合管原材料生產(chǎn)的外徑為20mm、壁厚為3mm的抗靜電鋼骨架塑料復(fù)合管。對(duì)上述管材采用下列測(cè)試方法檢測(cè)；拉伸性能按GB/T1040-92規(guī)定的方法測(cè)定，拉伸速度為50mm/min；表面電阻率按GB1410-89規(guī)定用超高阻計(jì)測(cè)定；SCG性能(切口管實(shí)驗(yàn))按GB/T18476-2001標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測(cè)得的各項(xiàng)性能參數(shù)見(jiàn)表一表一

權(quán)利要求
1.抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于它按重量百分比由聚乙稀60～88％、納米超導(dǎo)電炭黑5～10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5～15％、EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯1～20％、AT抗靜電劑0.2～2％組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于聚乙烯采用HDPE，納米導(dǎo)電碳酸鈣由KH550改性研制，線(xiàn)型超低分子量聚乙烯選用日本三井公司的牌號(hào)為S600，EVA樹(shù)脂為乙烯含量在15％～18％，熔體流動(dòng)指數(shù)為1～4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于納米導(dǎo)電碳酸鈣的顆粒直徑為40～400nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于它按重量百分比由聚乙烯84％、納米超導(dǎo)電炭黑5％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、EVA樹(shù)脂5％、AT抗靜電劑1％組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于它按重量百分比由聚乙烯76.5％、納米超導(dǎo)電炭黑7％、納米導(dǎo)電碳酸鈣8％、EVA樹(shù)脂8％、AT抗靜電劑0.5％組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于它按重量百分比由聚乙烯69％、納米超導(dǎo)電炭黑10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、EVA樹(shù)脂15％、AT抗靜電劑1％組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于它按重量百分比由聚乙烯69.5％、納米超導(dǎo)電炭黑10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5％、線(xiàn)型超低分子量聚乙烯15％、AT抗靜電劑0.5％組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，的其特征在于它按重量百分比由聚乙烯72.5％、納米超導(dǎo)電炭黑5％、納米導(dǎo)電碳酸鈣12％、線(xiàn)型超低分子量聚乙烯10％、AT抗靜電劑0.5％組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料，其特征在于納米導(dǎo)電碳酸鈣以氧化鈣或納米碳酸鈣為基體材料，利用SnO2/SbO2的導(dǎo)電性能，采用共沉淀法或表面修飾負(fù)載法制備成顆粒。
10.抗靜電塑料復(fù)合管原材料的制備方法，其特征在于該制備方法采用如下步驟A、按重量百分比取納米超導(dǎo)電炭黑5～10％、納米導(dǎo)電碳酸鈣5～15％和AT抗靜電劑0.2～2％放入高混機(jī)中經(jīng)5～10分鐘的冷混后，獲得分散均勻的粉末；B、按重量百分比將聚乙烯60～88％、EVA樹(shù)脂或線(xiàn)型超低分子量聚乙烯1～20％在高混機(jī)中攪拌，攪拌的同時(shí)將聚乙烯加熱到100～120℃，按重量百分比將步驟A經(jīng)高混機(jī)冷混后獲得分散均勻的粉末加入高混機(jī)中，在高混機(jī)中高速預(yù)混5～10分鐘后獲得粒狀混合物；C、將步驟B混合好的粒狀混合物料送到雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)料口溫度為130～150℃，溶體溫度為190～210℃，口模溫度為190～200℃的溫度范圍擠出顆粒狀的抗靜電塑料復(fù)合管的原材料。
全文摘要
一種抗靜電塑料復(fù)合管的原材料及其制備方法，本發(fā)明涉及改性的聚乙烯原材料及該原料的制備方法，解決了塑料復(fù)合管原料不具備抗靜電和降低管材的物理性能的問(wèn)題。按重量百分比由聚乙烯60～88％、導(dǎo)電炭黑5～10％、導(dǎo)電碳酸鈣5～15％、樹(shù)脂1～20％、抗靜電劑0.2～2％組成。制備方法A.導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電碳酸鈣和抗靜電劑放入高混機(jī)中冷混；B.將聚乙烯、樹(shù)脂放入高混機(jī)中攪拌、加熱，將A獲得的粉末加入高混機(jī)中預(yù)混后獲得粒狀混合物；C.將B的粒狀混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)中擠出顆粒狀的原材料。本發(fā)明的原材料生產(chǎn)的復(fù)合管具有優(yōu)良、耐久的導(dǎo)電性能及管材的抗開(kāi)裂性能，其耐壓性、穩(wěn)定性都有所改善，它還具有耐腐蝕性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L23/06GK1712442SQ200510010158
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者徐用軍, 張威震, 王福平, 張密林, 張克軍, 林寶清 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)