[发明专利]一种矿用聚乙烯管

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体的说，涉及一种矿用聚乙烯管。

背景技术

聚乙烯是结构最简单的高分子有机化合物，当今世界应用最广泛的高分子材料之一。聚乙烯由乙烯聚合而成，可制成各种应用材料，管材是其中非常重要的一种，以其他材质的管材相比，PE管具有以下特点：1）良好的卫生性能：PE管加工时不添加重金属盐稳定剂，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌，很好地解决了城市饮用水的二次污染；2）卓越的耐腐蚀性能：除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀；无电化学腐蚀；3）长久的使用寿命：在额定温度、压力状况下，PE管道可安全使用50年以上；4）较好的耐冲击性：PE管韧性好，耐冲击强度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂；5）可靠的连接性能：PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开；6）良好的施工性能：管道质轻，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低。

矿用聚乙烯管材以其优异的综合性能得到日益广泛的应用，随着国家对煤矿安全的不断重视，用PE管取代钢管、玻璃钢管已经成为保证煤矿安全的理想选择。但由于PE材料本身的特点，PE管也有一定的弱点，如强度低，碰到坚石，金属碰撞挤压，易引起凹坑，直至穿孔；没有阻燃性；对最高使用压力有限制，耐低温性能差等。

因此保持PE管道原有的优良性能，改善其韧性不足，提高其阻燃性能、耐磨性能、抗冲击性、抗开裂性、防结垢性能、耐腐蚀性能、延长系统使用寿命，就成了PE管道创新发展的课题之一，也是突破矿用PE管道局限性的关键。

聚乙烯根据密度的不同可分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。其中，高密度聚乙烯具有刚性、硬度和机械强度大，低温抗冲击性好，抗应力开裂性好，耐磨性好，耐老化的特性，特别适合在煤矿等大压力，严苛输送环境下使用。

橡胶是一类重要的高分子材料，具有弹性好、韧性好、绝缘性好、机械强度大，低温抗冲击性好，抗应力开裂性好，耐磨性好，耐老化的特性。

因此，本发明采用高密度聚乙烯为基材，添加硫化橡胶作为增强增韧剂，并加入阻燃剂，抗氧化剂、相容剂等，提供一种耐磨性好，耐腐蚀性好，抗冲击性强的矿用聚乙烯管。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨性好，耐腐蚀性好，抗冲击性强的矿用聚乙烯管。

本发明所述的矿用聚乙烯管包括以下重量份的各组分：高密度聚乙烯55-85份，乙丙橡胶5-20份，聚丙烯5-20份，低密度聚乙烯3-10份，润滑剂3-8份，相容剂2-6份，硫化剂0.1-6.0份，阻燃剂5-10份，碳黑10-20份，硫磺0-5份。

优选的，所述的矿用聚乙烯管包括以下重量份的各组分：高密度聚乙烯75-80份，乙丙橡胶5-10份，聚丙烯5-10份，低密度聚乙烯3-5份，润滑剂3-5份，相容剂2-3份，硫化剂0.1-2.0份，阻燃剂5-8份，碳黑10-15份，硫磺0-2份。

其中，所述高密度聚乙烯树脂可选择密度大于0.949g/cm³，熔融指数为0.1-52g/10min之间的HDPE树脂；优选熔融指数为0.1-10g/10min，含有下述a）和b）组分的HDPE树脂：a)具有5,000amu-50,000amu的重均分子量和具有2.5-4.5的短链支化指数的低分子量乙烯共聚物；b)具有60,000amu-800,000amu的重均分子量和具有1-2.5的短链支化指数的高分子量乙烯共聚物。

所述乙丙橡胶选择三元乙丙橡胶；所述硫化剂选择三元乙丙橡胶常用的硫化剂，优选硫磺硫化体系硫化剂，如二硫化二吗啡啉等，所述硫化剂的用量优选为0.1-2份；

所述聚丙烯选择均聚聚丙烯，优选熔融指数为1.8～5.0g/min，密度为0.90～0.91g/cm³的均聚聚丙烯；更优选熔融指数为3.5～4.6g/10min的均聚聚丙烯；

所述低密度聚乙烯树脂的熔融粘度小，流动性好，易加工，因而对其熔体指数的选择范围也较宽，通常MI在0.3-30g/10min之间；优选MI在0.3-2g/10min，密度为0.913g/cm³-0.923g/cm³的LLDPE树脂。

所述润滑剂可选择硬脂酸，硬脂酸盐，硅油，蜡油，石蜡，聚乙烯蜡等常用润滑剂中的一种或多种；优选硬脂酸，石蜡或聚乙烯蜡；