[发明专利]一种煤矿井下用PVC防静电增韧改性材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤矿井下用PVC防静电增韧改性材料及其制备方法。所述的PVC防静电增韧改性材料通过三层共挤工艺成型，由内表层、外表层和中间层组成；所述的内表层和外表层包括聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、抗静电剂、加工助剂、润滑剂、热稳定剂、填料和偶联剂；所述的中间层包括聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、加工助剂、润滑剂、热稳定剂、填料和偶联剂。发明解决了现有技术中因为大量添加炭黑导致的成本较高、材料的抗冲击强度低、低温脆性明显的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿用管材技术领域，特别是涉及一种煤矿井下用PVC防静电增韧改性材料及其制备方法。

背景技术

长期以来，煤矿用瓦斯抽排管主要有金属材料、玻璃钢材料和高分子材料等。在煤矿行业使用钢管具有明显的缺陷：质量大、安装不方便；在煤矿的高湿度和腐蚀性气体环境下钢材很容易被腐蚀，使用寿命较短，钢管内壁容易被腐蚀、结垢等，因此人们一直在寻求钢管的替代品。玻璃钢管不耐冲击、接头多、易泄露，产品综合性能差，现已很少使用。PVC管具有金属管材无法比拟的优点，如质轻、价廉、安装简单等，但是PVC是良好的绝缘体，表面电阻大，在使用过程中易产生并带上静电，存在潜在危害。静电荷积累到一定的程度，就会引起静电吸尘、放电、击穿，导致火灾、爆炸等情况发生，煤矿井下易产生静电积聚而引起火灾或瓦斯爆炸，因而煤矿井下用PVC管材应具有良好的抗静电性能，这是其在煤矿井下应用的首要条件之一。

很多厂家利用PVC树脂质轻、价廉、抗腐蚀、阻燃效果好等优点，同时结合碳材料优异的导电性，通过三层共挤工艺制备出的煤矿用瓦斯抽排管具有安装方便、性价比高、耐腐蚀、阻燃并具有良好防静电性能等特点，能够大规模的取代现在煤矿行业中使用的钢管、铸铁管等产品。

公开号为CN110066483A的专利申请中公开了一种煤矿用抗冲改性聚氯乙烯(PVC-M)管材。该管材通过在聚氯乙烯树脂里添加纳米级导电炭黑作为抗静电剂，选用MBS树脂、ACM复合抗冲改性剂、EVA和ABS中任意两种或两种以上组合作为抗冲改性剂，提高了管道抗静电能力和抗冲击性能，适合于煤矿井下系统应用。

申请号为201110187263.4的专利申请中公开了一种煤矿用三层共挤出PVC-M管材，在聚氯乙烯树脂里添加MBS作为增韧剂，纳米导电炭黑作为抗静电剂，通过三层共挤出工艺，制得的PVC-M管材具有永久的抗静电性能，抗冲击性能可与聚乙烯抗静电管材媲美。

公开号为CN103131096A的专利申请中公开了一种高抗冲PVC矿用管及其制法。选用丙烯酸酯橡胶(ACM)作为高抗冲击性改性剂，分别投入皮层和芯层PVC双螺杆挤出机，挤出三层复合结构管材，管材内外表面长久抗静电，管材抗冲击性高，耐低温性能好。

现有技术为了保证PVC矿用管材的防静电性能，需要在PVC配方中添加大量的导电炭黑，由于炭黑的原料成本相对较高，这就导致了煤矿用管材整体的材料成本较高，同时炭黑会影响材料本身的力学性能，尤其是严重降低了材料的抗冲击强度，且低温脆性特别明显，在实际使用中并不利于煤矿井下用聚氯乙烯管材的应用及推广。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种煤矿井下用PVC防静电增韧改性材料及其制备方法。本发明解决了现有技术中因为大量添加炭黑导致的成本较高、材料的抗冲击强度低、低温脆性明显的问题。本发明在保证防静电性能满足要求的前提下有效降低导电炭黑的添加量并增加纳米无机填料的填充量，进而降低了煤矿井下用PVC防静电管材的原料成本，提高了材料的耐寒性，提升了煤矿井下用聚氯乙烯管材的适应能力，具有良好冲击强度、拉伸强度及表面强度。

本发明的一种煤矿井下用PVC防静电增韧改性材料及其制备方法技术方案为，所述的PVC防静电增韧改性材料通过三层共挤工艺成型，由内表层、外表层和中间层组成；所述的内表层和外表层包括聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、抗静电剂、加工助剂、润滑剂、热稳定剂、填料和偶联剂；所述的中间层包括聚氯乙烯树脂、抗冲改性剂、加工助剂、润滑剂、热稳定剂、填料和偶联剂。