永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料的制作方法
【專利摘要】一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，按重量份計，將100份PE-RT樹脂，20-35份導電母粒，2-8份熱塑性彈性體，1-5份分散劑，0-0.5份抗氧劑，0-0.5份脫模劑，0-0.5份液體潤滑劑在高速攪拌機中混合均勻，然后經(jīng)雙螺桿擠出水冷造粒，加工溫度在180-195℃。管材專用料經(jīng)干燥之后擠出管材，冷卻，牽引，成品。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有抗靜電性能好，達到永久抗靜電的效果，拉伸強度，彎曲強度，沖擊強度與純PE-RT相當，且彎曲模量更低，保持了PE管材可彎曲的優(yōu)點，方便運輸和施工安裝，且耐環(huán)境能力好，成本低，該永久抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料的體積電阻率可以穩(wěn)定在106Ω·cm。
【專利說明】永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料
[0001]

【技術領域】 本發(fā)明涉及一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，屬于復合材料【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 在"以塑代鋼"號召下，塑料的應用越來越廣泛，然而塑料具有極高的電阻，在使用 過程中，遇到接觸、摩擦、碰撞等情況會在塑料制品的表面積累靜電荷，且產(chǎn)生的靜電荷難 以轉移，當積累到一定程度，就會帶來安全隱患。
[0003] PE-RT即耐熱聚乙烯，它采用乙烯和辛烯共聚的方法，通過控制側鏈的數(shù)量和分布 得到獨特的分子結構，來提高PE的耐熱性和韌性。PE-RT管材穩(wěn)定性好，耐老化，使用壽命 長，抗蠕變性能優(yōu)異，且管材易于彎曲，施工方便，但PE-RT管材具有極高的電阻，限制了其 在煤礦輸送等領域的應用。
[0004] 采用一般工藝制備的高分子基導電炭黑復合材料，需要添加較高填充量的導電炭 黑，導致復合材料的力學性能下降明顯，而且失去了 PE-RT可彎曲的特點。添加抗靜電劑達 到的抗靜電效果，在制品的使用過程中遇到水洗、摩擦等情況，往往失去抗靜電能力，耐環(huán) 境能力較差。
[0005] 炭黑粉塵具有導電性，而且密度小，容易飄散在空中，可能會給機器和操作人員帶 來一定的安全隱患，而且由于炭黑和PE-RT顆粒粒徑過分懸殊，無論在高速攪拌機中還是 在雙螺桿喂料裝置中，都難以達到理想的混合效果。
[0006] PE-RT管道易于彎曲，方便施工，耐低溫性能好，可在低溫環(huán)境下運輸、施工；抵御 外力撞擊的能力大大高于其他管材。然而添加導電炭黑后，復合材料往往變脆，難以彎曲， 在施工過程中容易被破壞。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，解決現(xiàn)有一般 工藝制備的聚合物基導電炭黑復合體系，其導電性隨著溫度的升高急劇下降，在70°C以上 失去抗靜電能力的問題，通過發(fā)明在保持PE-RT管材優(yōu)異的力學性能的同時，即拉伸強度 為14. OMPa，彎曲強度為12. 3MPa，彎曲模量325. 5MPa，懸臂梁沖擊強度為不斷，復合材料擁 有更低的彎曲模量，管材在一定半徑內可彎曲成卷，還具有永久性抗靜電性能，具有良好的 環(huán)境適應能力，耐酸堿腐蝕，具有良好的抗熱蠕變性能，可以在室溫至125°C范圍內保持抗 靜電性能。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的，一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材 專用料，其特征是，以中密度聚乙烯PE-RT為基料，添加炭黑母粒、熱塑性彈性體、分散劑、 抗氧劑、脫模劑和液體潤滑劑；各組分所占的重量份分別為中密度聚乙烯PE-RT基料100 份，炭黑母粒20-35份，熱塑性彈性體2-8份，分散劑1-5份，抗氧劑0-0. 5份，脫模劑0-0. 5 份，液體潤滑劑〇-〇. 5份。
[0009] 所述的中密度聚乙烯PE-RT基料采用熔融指數(shù)MFR=O. 6-0. 8g/10min，測試壓力負 荷2. 16千克，溫度195°C。
[0010] 所述的炭黑母粒，炭黑含量在50%，其中載體采用LLDPE、EVA、PP中的一種。
[0011] 所述的熱塑性彈性體采用POE、POE-g-MAH的一種，其中POE和POE-g-MAH的熔融 指數(shù)MFR=O. 5-5g/10min，測試壓力負荷2. 16千克，試驗溫度195°C。
[0012] 所述的分散劑采用聚乙烯蠟、EBS、鈦酸丁酯類的一種。
[0013] 所述的抗氧劑采用抗氧劑1010、抗氧劑168、硫代二丙酸雙月桂酯的一種或一種 以上的混合物。
[0014] 所述的脫模劑采用硬脂酸鋅、聚乙烯蠟的一種。
[0015] 所述的液體潤滑劑采用液體石蠟和甲基硅油的一種或一種以上的混合物。
[0016] 一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料制備方法，其特征是，所述方法包括 以下步驟： 1) 將中密度聚乙烯PE-RT基料、炭黑母粒，熱塑性彈性體分別烘干； 2) 將烘干后的炭黑母粒按組分置于高速攪拌機中，加入相應組分液體潤滑劑，低速攪 拌1-2分鐘后加入相應組分分散劑高速攪拌2-3分鐘； 3) 然后向步驟2)的高速攪拌機中置入相應組分的中密度聚乙烯PE-RT基料和熱塑性 彈性體,加入相應組分的液體潤滑劑,高速攪拌2-3分鐘； 4) 向步驟3)的高速攪拌機中加入相應組分的抗氧劑和脫模劑，高速攪拌4-5分鐘，出 料。
[0017] 5)將上述步驟4)所得的混合物加入雙螺桿擠出機料斗中進行擠出造粒，擠出機溫 度為 180-195°C。轉速 200-400r/min。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：導電母粒載體和基體的粘彈性差異會影響載體在基體中的 形貌和炭黑的分散，繼而影響復合材料的力學性能和導電性能。通過熱塑性彈性體和載體 的協(xié)同作用，使得導電母粒載體在基體中形成連續(xù)的導電網(wǎng)絡結構，導電介質選擇性的導 電網(wǎng)絡中，導電介質在基體相中構成導電網(wǎng)絡結構，有效地降低了體系的滲濾閾值，而且彈 性體的加入，有效地降低了復合材料的模量，保持了 PE管材可彎曲的特點，由于導電母粒 載體與基體具有較好的相容性，復合材料的力學性能接近于純PE-RT管材料，拉伸強度超 過14. OMPa，彎曲強度超過12. 3MPa，彎曲模量低于360. OMPa，懸臂梁沖擊強度為不斷。 [0019] 一般工藝制備的聚合物基導電炭黑復合體系，其導電性隨著溫度的升高急劇下 降，往往在70°C以上失去抗靜電能力。相較于一般工藝的聚合物基導電炭黑復合體系，本 發(fā)明制備的永久抗靜電可彎曲PE-RT管材具有良好的環(huán)境適應能力，耐酸堿腐蝕，具有良 好的抗熱蠕變性能，可以在室溫至125°C范圍內保持抗靜電性能，體積電阻率可以穩(wěn)定在 IO 6 Q ? cm。
[0020] 本發(fā)明采用彎曲模量較低的熱塑性彈性體，對復合材料進行增塑改性，降低復合 材料的模量，相較于常用的脂肪族二元酸酯類、苯二甲酸酯類、苯多酸酯類等增塑劑，具有 增塑持久，無毒無害等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實施例1放大3000倍時的形貌分析金相圖； 圖2為本發(fā)明實施例1放大20000倍時的形貌分析金相圖； 圖3為本發(fā)明實施例2放大3000倍時的形貌分析金相圖； 圖4為本發(fā)明實施例2放大20000倍時的形貌分析金相圖； 圖5為本發(fā)明實施例3放大3000倍時的形貌分析金相圖； 圖6為本發(fā)明實施例3放大20000倍時的形貌分析金相圖。

【具體實施方式】
[0022] 結合實施例進一步說明本發(fā)明： 實施例1，一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，各組分所占重量份分別為：中 密度聚乙烯PE-RT 100份，EVA載體導電炭黑母粒25份，熱塑性彈性體POE 5. 5份，分散劑 EBS 1.5份，抗氧劑1010 0.2份，抗氧劑168 0.2份，脫模劑硬脂酸鋅0.2份，液體石蠟0.2 份。
[0023] 中密度聚乙烯PE-RT基料采用熔融指數(shù)MFR=O. 6-0. 8g/10min，測試壓力負荷2. 16 千克，溫度195 °C。
[0024] 熔融指數(shù)是衡量高聚物流動性好壞的參數(shù)，記作MFR，定義為熱塑性樹脂在規(guī)定溫 度、壓力負荷下，10分鐘內通過標準孔徑的聚合物重量，單位為g/l〇min。
[0025] 制備方法包括以下步驟： 1) 將1.5Kg中密度聚乙烯PE-RT基料、0. 375Kg EVA載體導電炭黑母粒，82. 5g POE熱 塑性彈性體分別烘干； 2) 將烘干后的0. 375Kg EVA載體導電炭黑母粒置于高速攪拌機中，加入I. 5g液體石 蠟，低速攪拌1-2分鐘后加入22. 5g EBS分散劑高速攪拌2-3分鐘； 3) 向步驟2)的高速攪拌機中置入I. 5Kg中密度聚乙烯PE-RT基料和82. 5g POE熱塑 性彈性體，加入I. 5g液體石蠟，高速攪拌2-3分鐘； 4) 步驟3)的高速攪拌機中加入脫模劑硬脂酸鋅3g，抗氧劑1010、抗氧劑168均為3g， 高速攪拌4-5分鐘出料； 5) 將上述步驟4)所得的混合物加入雙螺桿擠出機料斗中進行擠出造粒，擠出機溫度為 180-195°C。轉速 200-400r/min。
[0026] 實施例1的形貌分析金相圖如圖1、2所示。
[0027] 實施例2, 一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，各組分所占重量份分別 為：中密度聚乙烯PE-RT 100份，EVA載體導電炭黑母粒30份，熱塑性彈性體POE-g-MAH 3 份，分散劑EBS 1. 5份，抗氧劑1010 0. 2份，抗氧劑168 0. 2份，脫模劑硬脂酸鋅0. 2份， 甲基硅油0.2份。
[0028] 中密度聚乙烯PE-RT基料采用熔融指數(shù)MFR=O. 6-0. 8g/10min，測試壓力負荷2. 16 千克，溫度195 °C。
[0029] 熔融指數(shù)是衡量高聚物流動性好壞的參數(shù)，記作MFR，定義為熱塑性樹脂在規(guī)定溫 度、壓力負荷下，10分鐘內通過標準孔徑的聚合物重量，單位為g/l〇min。
[0030] 制備方法包括以下步驟： 1) 將1.5Kg中密度聚乙烯PE-RT基料、0.45Kg EVA載體導電炭黑母粒，45g POE-g-MAH 熱塑性彈性體分別烘干； 2) 將烘干后的〇.45Kg EVA載體導電炭黑母粒置于高速攪拌機中，加入1.5g甲基硅 油，低速攪拌1-2分鐘后加入22. 5g EBS分散劑高速攪拌2-3分鐘； 3) 然后向步驟2)的高速攪拌機中置入1.5Kg中密度聚乙烯PE-RT基料和45g POE-g-MAH熱塑性彈性體，加入I. 5g甲基硅油，高速攪拌2-3分鐘； 4) 向步驟3)的高速攪拌機中加入脫模劑硬脂酸鋅3g，抗氧劑1010、抗氧劑168均為 3g，高速攪拌4-5分鐘出料； 5) 將上述步驟4)所得的混合物加入雙螺桿擠出機料斗中進行擠出造粒，擠出機溫度為 180-195°C。轉速 200-400r/min。
[0031] 實施例2的形貌分析金相圖如圖3、4所示。
[0032] 實施例3, 一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，各組分所占重量份分別 為：中密度聚乙烯PE-RT 100份，LLDPE載體導電炭黑母粒30份，熱塑性彈性體POE 4份， 分散劑EBS 1. 5份，抗氧劑1010 0. 2份，抗氧劑168 0. 2份，脫模劑硬脂酸鋅0. 2份，液體 石蠟0.2份。
[0033] 中密度聚乙烯PE-RT基料采用熔融指數(shù)MFR=O. 6-0. 8g/10min，測試壓力負荷2. 16 千克，溫度195 °C。
[0034] 熔融指數(shù)是衡量高聚物流動性好壞的參數(shù)，記作MFR，定義為熱塑性樹脂在規(guī)定溫 度、壓力負荷下，10分鐘內通過標準孔徑的聚合物重量，單位為g/l〇min。
[0035] 制備方法包括以下步驟： 1) 將I. 5Kg中密度聚乙烯PE-RT基料、0. 45Kg LLDPE載體導電炭黑母粒，60g POE熱 塑性彈性體分別烘干； 2) 將烘干后的〇.45Kg EVA載體導電炭黑母粒置于高速攪拌機中，加入1.5g液體石 蠟，低速攪拌1-2分鐘后加入22. 5g EBS分散劑高速攪拌2-3分鐘； 3) 向向步驟2)的高速攪拌機中置入1.5Kg中密度聚乙烯PE-RT基料和60g POE熱塑 性彈性體，加入I. 5g液體石蠟，高速攪拌2-3分鐘； 4) 步驟3)的高速攪拌機中加入脫模劑硬脂酸鋅3g，抗氧劑1010、抗氧劑168均為3g， 高速攪拌4-5分鐘出料； 5) 將上述步驟4)所得的混合物加入雙螺桿擠出機料斗中進行擠出造粒，擠出機溫度為 180-195°C。轉速 200-400r/min。
[0036] 實施例3的形貌分析金相圖如圖5、6所示。
[0037] 相關詳細結果如表1 : 表1實施例性能測試

【權利要求】
1. 一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，以中密度聚乙烯PE-RT為 基料，添加炭黑母粒、熱塑性彈性體、分散劑、抗氧劑、脫模劑和液體潤滑劑；各組分所占的 重量份分別為中密度聚乙烯PE-RT基料100份，炭黑母粒20-35份，熱塑性彈性體2-8份， 分散劑1-5份，抗氧劑0-0. 5份，脫模劑0-0. 5份，液體潤滑劑0-0. 5份。
2. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所述的 中密度聚乙烯PE-RT基料采用熔融指數(shù)MFR=0. 6-0. 8g/10min，測試壓力負荷2. 16千克，溫 度 195°C。
3. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所述的 炭黑母粒，炭黑含量在50%，其中載體采用LLDPE、EVA、PP中的一種。
4. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所 述的熱塑性彈性體采用POE、POE-g-MAH的一種，其中POE和POE-g-MAH的熔融指數(shù) MFR=0. 5-5g/10min，測試壓力負荷2. 16千克，試驗溫度195°C。
5. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所述的 分散劑采用聚乙烯蠟、EBS、鈦酸丁酯類的一種。
6. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所述的 抗氧劑采用抗氧劑1010、抗氧劑168、硫代二丙酸雙月桂酯的一種或一種以上的混合物。
7. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所述的 脫模劑采用硬脂酸鋅、聚乙烯蠟的一種。
8. 根據(jù)權利要求1所述的永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料，其特征是，所述的 液體潤滑劑采用液體石蠟和甲基硅油的一種或一種以上的混合物。
9. 一種永久性抗靜電可彎曲聚乙烯管材專用料制備方法，其特征是，所述方法包括以 下步驟： 1) 將中密度聚乙烯PE-RT基料、炭黑母粒，熱塑性彈性體分別烘干； 2) 將烘干后的炭黑母粒按組分置于高速攪拌機中，加入相應組分液體潤滑劑，低速攪 拌1-2分鐘后加入相應組分分散劑高速攪拌2-3分鐘； 3) 然后向步驟2)的高速攪拌機中置入相應組分的中密度聚乙烯PE-RT基料和熱塑性 彈性體,加入相應組分的液體潤滑劑，高速攪拌2-3分鐘； 4) 向步驟3)的高速攪拌機中加入相應組分的抗氧劑和脫模劑，高速攪拌4-5分鐘，出 料； 5) 將上述步驟4)所得的混合物加入雙螺桿擠出機料斗中進行擠出造粒，擠出機溫度為 180-195°C，轉速 200-400r/min。
【文檔編號】C08L51/06GK104262751SQ201410536498
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】張明, 于金平, 曹振東 申請人:揚州大學