[发明专利]一种矿用HDPE阻燃材料及其制备方法

说明书

技术领域

本申请属于HDPE材料制备领域，尤其涉及一种矿用HDPE阻燃材料及其制备方法。

背景技术

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，简称为“HDPE”），是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃 （四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40摄氏度 低温度下均如此。高密度聚乙烯为无毒，无味，无臭的白色颗粒，熔点为130℃，相对密度为0.946~0.976g/cm3，它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。用于挤出包装薄膜，绳索，编织网，渔网，水管，注塑较低档日用品及外壳，非承载荷构件，胶箱，周转箱，挤出吹塑容器，中空制品，瓶子。用于中空成型制品和吹膜制品如食品包装袋，杂品购物袋，化肥内衬薄膜等。本世纪在管道领域发生了一场革命性的进步，即“以塑代钢”。随着高分子材料科学技术的飞跃进步，塑料管材开发利用的深化，生产工艺的不断改进，塑料管道淋漓尽致地展示其卓越性能。在今天，塑料管材已不再被人们误认为是金属管材的“廉价代用品”。在这场革命中，聚乙烯管道倍受青睐，日益发出夺目的光辉，广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送，以及油田、化工和邮电通讯等领域，特别在燃气输送上得到了普遍的应用。HDPE矿用管使用原料性能： 采用高性能超导电炭黑作为抗静电剂，十溴联苯醚及三氧化二锑作为阻燃剂，经充分混合塑化造粒而成。用此专用料生产的瓦斯管物理机械性能达能PE-80级给水管标准，抗静电性能、阻燃性能达到煤炭部MT558.1-2005的标准要求。

HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度120~160℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940～0.976 g/cm3范围内；结晶度为80%～90%，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这一点应用时要注意。阻燃、抗静电：煤矿用聚乙烯管材的抗静电成分、阻燃成分均匀分布在管材本体中，因而抗静电及阻燃性能指标，不会因使用时间长而受到影响。抗静电、阻燃性能均符合国家标准，适用于井下易燃、易爆的特定场所。重量轻、安装方便:煤矿用聚乙烯管材密度小，单位重量仅为钢管的1/8，玻璃钢管的1/3，因而煤矿用聚乙烯管材不仅运输、安装方便，用在井下时能大大降低工人的劳动强度，提高工作效率。耐腐蚀、不结垢：煤矿用聚乙烯耐腐蚀性及不结垢性强，特别适合用于井下输送高硫水质的水以及输送含钙、镁等离子的水。大大节省防腐及除垢的费用使用寿命远高于钢管，综合经济效益高。自润滑性：煤矿用聚乙烯管内壁光滑，输送流体时阻力小，粗糙度远小于钢管及玻璃钢管道，在相同条件下，可提高输送能力30%。 柔韧性好，抗地质沉降能力强；抗老化、抗快速开裂性能好：煤矿用聚乙烯管材抗老化性能好，低温下不易脆化，抗快速开裂性能好；具有良好的韧性，能有效吸收冲击能；弯曲模量适中，断裂伸长率高达400%以上。在煤矿井下，地质沉降等现象时有发生的特殊作业条件下，煤矿用聚乙烯管与传统质地刚硬的钢管和玻璃钢管相比，能有效的避免断裂事故。耐磨性好：煤矿用聚乙烯管材与钢管的耐磨性对比试验表明，煤矿用聚乙烯管材的耐磨性为钢管的4倍。在煤炭输送领域，同钢管相比，煤矿用聚乙烯管材具有更好的耐磨性，这意味着煤矿用聚乙烯管材具有更长的使用寿命和更好的经济性。抗冲击：聚乙烯的低温 脆化温度极低，可在较低温度下使用。高韧性：断裂伸长率一般超过500%。挠性好：管道可弯曲，用于海上疏浚管道，可减少橡胶软结头。易连接：采用热熔连接、管卡连接或法兰连接，施工方便。