[发明专利]煤矿井下用聚乙烯复合管

说明书

技术领域

本发明属于矿用管材技术领域，具体涉及一种煤矿井下用聚乙烯复合管。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，占总能量的70％以上，每年的产量约在20亿吨以上。为了确保井下生产的安全，在煤炭挖掘时，必须要保证井下的通风，以避免瓦斯、煤尘聚集，从而一起爆炸等恶性事故。现有的通风方法大都是以伸入井下的管材进行通风和排放瓦斯的操作，而管材基本都采用金属管、玻璃钢管、聚氯乙烯管，上述的管材虽然能够保证通风的效果，但是其成本价高，而且在安装铺设时的难度也相应较大。

目前煤矿井下给、排水用管、煤矿井下正压风、喷浆用管、煤矿井下负压风、抽放瓦斯用管等采用的金属管道产品由于本身的耐腐蚀性差、碰撞易产生火花引起矿难事故，而逐渐被矿用塑料管道产品所取代。但煤矿井下用管道都有很高的阻燃、抗静电要求，而塑料材料，由于其组分属于可燃、绝缘材料，所以其阻燃、抗静电性能很差，很难满足煤矿井下这种特定的环境要求。聚乙烯材料本身的性能优越性体现在可以通过添加填料改变微观结构，从而提高其阻燃抗静电性能。

很多塑料管材生产厂、研究单位已经开始进行这方面的研究，其中有发明专利申请200410087639.4，该专利申请采用比较早期的国标MT558.1-1996，而且该矿用聚乙烯管材使用在深层瓦斯抽放及瓦斯浓度高达90％以上的高危矿井下使用时，其要求的阻燃抗静电和机械性能要求还明显不够，表面电阻率达到10⁶Ω。

发明内容

本发明提出一种煤矿井下用聚乙烯复合管，该复合管具有优异的阻燃抗静电性能，并且机械性能好。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种煤矿井下用聚乙烯复合管，由抗静电内层、抗静电外层以及阻燃层组成，所述阻燃层由聚乙烯树脂80～85wt％与环保阻燃成分15～20wt％组成，抗静电内层与抗静电外层的原料组成相同，抗静电内层由以下原料制成：聚乙烯树脂55～65wt％、抗氧化剂3～6wt％、抗静电剂7～10wt％、无机阻燃剂10～15wt％、增强剂10～13wt％以及润滑剂4～10wt％，抗静电剂为导电炉法碳黑、乙炔碳黑与烷基磺酸钠组成的混合物。

优选地，抗静电剂中各组分的含量为导电炉法碳黑20～30％、乙炔碳黑30～40％与烷基磺酸钠30～40％。

优选地，抗氧化剂为抗氧化剂CA。

优选地，无机阻燃剂为三氧化二锑、磷酸三甲苯酯或氢氧化铝的一种或多种的组合。

优选地，润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸、石蜡、微晶蜡、氧化聚乙烯蜡和PE蜡中的两种或两种以上混合物。

本发明的煤矿井下用聚乙烯复合管的制备方法为本领域技术人员制备聚乙烯管常规方法，也可以采用中国专利201310593538.3煤矿用超高分子量聚乙烯抗静电、阻燃管材的制备方法。

阻燃/抗静电：煤矿井下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、阻燃性能均高于国家标准，适用于井下易燃、易爆的特定场所。其中，抗静电内层与抗静电外层的聚乙烯管材经过改性处理，其物理性能和阻燃抗静电性能均能够符合井下安全使用的要求，不会由于聚乙烯管产生静电而易爆瓦斯，不会由于火源而很快燃烧，离开火源能够自熄。

本发明充分利用了导电炉法碳黑、乙炔碳黑与烷基磺酸钠的协调抗静电作用，无机阻燃剂，再配以优异的增强材料，使煤矿井下用聚乙烯复合管达到安全使用的目的。本发明的聚乙烯复合管表面电阻率为10⁴Ω数量级，优于在先发明专利申请200410087639.4的100数量级以上。

具体实施方式

实施例1

一种煤矿井下用聚乙烯复合管，由抗静电内层、抗静电外层以及阻燃层组成，所述阻燃层由聚乙烯树脂85wt％与环保阻燃成分15wt％组成。抗静电内层与抗静电外层的原料组成相同，抗静电内层由以下原料制成：聚乙烯树脂60wt％、抗氧化剂CA5wt％、抗静电剂8wt％、三氧化二锑12wt％、增强剂10wt％、硬脂酸2.5wt％以及石蜡2.5wt％，抗静电剂中各组分的含量为导电炉法碳黑25％、乙炔碳黑35％与烷基磺酸钠40％。

实施例2