[发明专利]一种煤矿井下用阻燃抗静电聚烯烃及制备方法与应用

说明书

本发明提供一种煤矿井下用阻燃抗静电聚烯烃，包括聚乙烯、聚丙烯、POE、硅硼磷系复合阻燃剂、复合抗静电剂、润滑剂及其他。本发明以通过POE(乙烯—辛烯共聚物)作为界面相融剂，有利于聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)两种材料的有机结合，采用硅硼磷系复合阻燃剂与以石墨烯等复合抗静电剂，制备了阻燃抗静电聚烯烃，满足煤矿井下用管道对改性材料的物理机械及抗静电性等综合性能。

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种煤矿井下用阻燃抗静电聚烯烃及制备方法与应用。

背景技术

我国已连续多年成为全球第一大煤炭生产国和消费国，目前生产和消费量约占全世界一半，主要用于电力、冶金、建材等重化工业。煤炭作为我国重要的基础能源和工业原料，有力地支撑了经济社会发展，2014年我国煤炭产量为38.7亿吨，煤炭为中国经济列车持续快速前行提供了源源不绝的动力。

煤矿井下用管一直沿用金属管道，作为煤矿抽水、排水和排气等。金属管道易受到其他化学介质的腐蚀。腐蚀是引起管道破裂的主要因素之一，每年进行金属管道的维护及防腐刷漆的费用及其昂贵。英国天然气公司数据统计表明，管道失效事故原因中，腐蚀占40％。含有腐蚀缺陷的管道，在运行过程中，有可能造成矿井的塌陷，水灾等危害。

近年出现的以改性高密度聚乙烯(HDPE)为基本原材料生产的煤矿井下用塑料管道，部分地解决了上述的问题。这种煤矿井下用改性聚乙烯材料，具备良好的阻燃抗静电性能，而且由于聚乙烯材料良好的耐低温性能，同时也赋予了这种煤矿井下用改性聚乙烯材料良好的耐低温性能和低温冲击强度。但是应煤矿管道的安装要求，需要管道具备更高的跨度弯曲强度。这种改性聚乙烯管道容易弯曲变形，跨度弯曲强度小，安装运行后的管道变形严重。

目前市场上出现的阻燃抗静电改性聚丙烯所生产的煤矿井下用管，克服了改性聚乙烯管道的部分缺点，极大地提高了煤矿井下用管的跨度弯曲强度，也提高了该管道的使用温度。但这种改性聚丙烯材料所制作的管道，其阻燃抗静电性能随着时间的延长，阻燃抗静电性能下降明显；同时，这种材料耐低温性能差，当环境温度低于0℃时，产品就表现出了明细的低温脆性、冲击强度低，管道极易破裂；而且，这种材料的熔体强度低，对温度敏感、热熔粘接强度低，给生产尤其是复合管道的生产带来较大的困难，同时也给该产品的运输和使用带来极大的使用风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿井下用阻燃抗静电聚烯烃及其制备方法与用途。本发明以通过POE(乙烯—辛烯共聚物)作为界面相融剂，有利于聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)两种材料的有机结合，采用硅硼磷系复合阻燃剂与以石墨烯等复合抗静电剂，制备了阻燃抗静电聚烯烃，满足煤矿井下用管道对改性材料的物理机械及抗静电性等综合性能。

即本发明的主要目的在于提供一种煤矿井下用阻燃抗静电聚烯烃，包括按重量百分比计以下组分：

根据本发明的一些实施方式，所述阻燃抗静电聚烯烃中组分至少包括聚乙烯或聚丙烯的一种或两种。

根据本发明的一些实施方式，所述硅硼磷系复合阻燃剂包括POSS、硼酸锌、红磷的一种或几种。

根据本发明的一些实施方式，所述硅硼磷系复合阻燃剂包括以重量计如下组分：

POSS 0～2％

硼酸锌 0～8％

红磷 0～10％。

根据本发明的一些实施方式，所述复合抗静电剂包括石墨烯、碳纳米管、炭黑的一种或几种。

根据本发明的一些实施方式，所述复合抗静电剂包括以重量计如下组分：

石墨烯 0～6％

碳纳米管 0～6％

炭黑 0～6％。