[发明专利]一种聚乙烯红磷阻燃母料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及聚乙烯红磷阻燃母料领域，具体涉及一种聚乙烯红磷阻燃母料及其制备方法和应用。提出一种聚乙烯红磷阻燃母料，选优管道级聚乙烯为基体，通过将管道级聚乙烯磨成粉，利于与包覆红磷等组分的均匀混合，因为阻燃母料所用的基体也是管道级聚乙烯(高密度)，因此不会对应用的管道产生不良影响，提高了本发明阻燃母料用于矿用管道的耐压能力。同时以马来酸酐、聚硅氧烷双官能改性的聚乙烯为相容剂，提高了阻燃剂的分散性的同时能改善管材加工的外观。以碳纳米管为协效阻燃剂，在提高阻燃效果同时可以降低矿用管的表面电阻。

技术领域

本发明涉及聚乙烯红磷阻燃母料领域，具体涉及一种聚乙烯红磷阻燃母料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

煤矿井下用聚乙烯及其复合管道均需要满足MT181阻燃、抗静电要求。矿用聚乙烯管常用到阻燃剂常有十溴二苯醚、氮磷复配阻燃剂、红磷阻燃剂等，配合导电炭黑作为抗静电剂，导致聚乙烯中阻燃剂、导电剂的添加量超过了30％，引起管道的脆性大、耐压能力差。红磷阻燃剂因效率高、添加量小，在矿用聚乙烯管道中使用最广泛。

阻燃、抗静电聚乙烯材料因添加导电炭黑、红磷等材料，生产过程中存在粉末飞扬、易着火等问题。常将导电炭黑等导电剂制成导电母料、红磷等阻燃剂制成阻燃母料，或将阻燃剂、导电剂一起制成阻燃抗静电母料。现有技术公开了一种抗静电聚乙烯矿用管母料，由聚乙烯90-110份、金属颗粒5-20份、阻燃剂5-30份、稳定剂1-8份、表面活性剂0.5-3份、炭黑5-20份。还公开了一种抗静电功能母料,主要包括以下质量份数的组分：熔体质量流动速率大于10g/10min的LLDPE为20-50份、EVA为2-10份、POE为1-8份、导电炭黑为5-12份、包覆红磷为1-6份、加工助剂为0.1-4份、相容剂为2-10份。

但是发明人研究发现，对于管道级聚乙烯材料，在母料制备过程中，主要使用密炼机或双螺杆进行混炼，为达到良好的分散效果，在生产配方中需使用大量的聚乙烯蜡或低分子助剂作为分散剂以及高流动性的聚乙烯为基体，从而导致采用现有的聚乙烯抗静电阻燃母料制备的矿用管道脆性大、耐压能力差。而选用熔体质量流动速率高(如20-50g/10min的低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯)的聚乙烯为基体，有利于制备高浓度的母料。但高流动的聚乙烯是非管道级材料，不具有长期的耐静液压能力。

发明内容

为了解决现有低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯基体矿用管存在的脆性大、耐静液压能力差，添加辅料多的问题，本发明另辟蹊径，提出一种聚乙烯红磷阻燃母料，选优管道级聚乙烯为基体，通过将管道级聚乙烯磨成粉，利于与包覆红磷等组分的均匀混合，因为阻燃母料所用的基体也是管道级聚乙烯(高密度)，因此不会对应用的管道产生不良影响，提高了本发明阻燃母料用于矿用管道的耐压能力。同时以马来酸酐、聚硅氧烷双官能改性的聚乙烯为相容剂，提高了阻燃剂的分散性的同时能改善管材加工的外观。以碳纳米管为协效阻燃剂，在提高阻燃效果同时可以降低矿用管的表面电阻。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种聚乙烯红磷阻燃母料，包括：包覆红磷、碳纳米管、管道级聚乙烯、双官能改性聚乙烯、助剂。

本发明第二方面，提供一种聚乙烯红磷阻燃母料的制备方法，包括：将包覆红磷、碳纳米管、管道级聚乙烯、双官能改性聚乙烯、助剂混合均匀后，用双螺杆挤出机将共混物在170-200℃进行熔融共混，造粒，得到聚乙烯红磷阻燃母料。

本发明第三方面，提供一种矿用管，包括炭黑、权利要求聚乙烯红磷阻燃母料和管道级聚乙烯。

本发明第四方面，提供一种矿用管的制备方法，包括：将炭黑、聚乙烯红磷阻燃母料、管道级聚乙烯混合均匀，用挤出机在180-200℃进行造粒，得到阻燃抗静电专用料，然后在管道加工设备挤出管材。