[发明专利]一种阻燃型高密度聚乙烯管道及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道领域，具体地说是一种阻燃型高密度聚乙烯管道及其制备方法。

背景技术

高密度聚乙烯管道广泛地应用于地下通信和电缆保护领域，具有拉伸强度高、复原率高、断裂延伸好、耐腐蚀等优点。但是，由于其主要原材料高密度聚乙烯树脂的熔点低，约为130℃，易燃烧是致命弱点，且燃烧后燃烧充分，火势凶猛，不易熄灭，在工程使用中存在着很大的安全隐患。此外，随着电力系统领域的不断更新开拓，现有技术的高密度聚乙烯管道的环刚度也无法再满足使用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种阻燃型高密度聚乙烯管道及其制备方法，在具备普通高密度聚乙烯管道全部优点的情况下，还具有阻燃性，能够有效地减慢、终止或防止有焰燃烧，提高了管道的安全性；同时还提高了管道的环刚度，使其能够满足电力系统领域的使用需求。

为此，本发明采用的技术方案如下：

一种阻燃型高密度聚乙烯管道，所述管道由下述以重量份计的各组分制备而成：

一种阻燃型高密度聚乙烯管道的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)将氢氧化镁、硫酸钡、磷和高密度聚乙烯母回料按比例倒入拌和机内，常温下搅拌15～20分钟，使其混合均匀、充分；

2)步骤1)中的混合物在220～250℃的造粒挤出温度下，相熔后挤出，待其冷却后，均匀切割制成阻燃剂颗粒。

3)将步骤2)制成的阻燃剂颗粒与高密度聚乙烯树脂5000S按3:100的比例倒入混合机中充分搅拌，使其混合均匀；螺杆挤出调整至200～220℃，用单螺杆挤出机挤出管道。

本发明高密度聚乙烯管道的各组分中，氢氧化镁起到阻燃和填充的作用，依靠其受热时化学分解吸热和释放出水而起到阻燃作用，并有利于提高拉伸强度。硫酸钡的化学惰性强，稳定性好，耐酸碱，比重高，白度高，能吸收有害射线，而且，与PP共聚物阻燃材料混合后也不会影响其阻燃性能。磷可覆盖于被阻燃材料的表面，又可在材料表面加速脱水碳化，形成液膜和碳层，可将外部的氧气、挥发性可燃物和热与内部的高聚物基质隔开而使燃烧中断。而高密度聚乙烯母回料的作用是混合造粒，消化生产过程中产生的机头料，降低了材料成本。上述的四种材料经过搅拌、充分混合、相熔、挤出后，再切割成阻燃剂颗粒，分袋包装备用。

高密度聚乙烯树脂5000S为管材级高密度低压聚乙烯树脂，是无毒、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。

阻燃剂颗粒和高密度聚乙烯树脂5000S按比例混合，经高温熔化后挤出成管道。添加了上述阻燃剂颗粒的管道在受热燃烧时，先后经历脱水酯化、交联成炭和发泡膨胀一系列反应，形成一层具有隔热、隔氧效果的多孔膨胀炭层，覆盖在高密度聚乙烯基体上，达到隔热、隔绝空气的效果，从而起到阻燃作用，也不会有刺激性卤化氢气体以及黑烟产生，比较环保。本发明的高密度聚乙烯管道在具备普通高密度聚乙烯管道全部优点的情况下，还具有阻燃性，能够有效地减慢、终止或防止有焰燃烧，提高了管道的安全性。同时还提高了管道的环刚度，使其能够满足电力系统领域的使用需求。

具体实施方式

下列实施例用于说明本发明，但不限制在权利要求中阐明的保护范围。

一种阻燃型高密度聚乙烯管道，所述管道由下述以重量份计的各组分制备而成：

一种阻燃型高密度聚乙烯管道的制备方法，包括以下步骤：

1)将氢氧化镁、硫酸钡、磷和高密度聚乙烯母回料按比例倒入拌和机内，常温下搅拌15～20分钟，使其混合均匀、充分；

2)步骤1)中的混合物在220～250℃的造粒挤出温度下，相熔后挤出，待其冷却后，均匀切割制成阻燃剂颗粒(制成的阻燃剂颗粒可以每25kg为一个包装单位装袋备用)；

3)将步骤2)制成的阻燃剂颗粒与高密度聚乙烯树脂5000S按3:100的比例倒入混合机中充分搅拌，使其混合均匀；螺杆挤出调整至200～220℃，用单螺杆挤出机挤出管道。

步骤3)制成的高密度聚乙烯管道在受热燃烧时，先后经历脱水酯化、交联成炭和发泡膨胀一系列反应，会形成一层具有隔热、隔氧效果的多孔膨胀炭层，覆盖在高密度聚乙烯基体上。

本发明的对比验证测试结果如下表：