一种复合阻燃抗静电管道及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合阻燃抗静电管道及其制备方法。本发明专利技术提供的复合阻燃抗静电管道包含内层和外层，所述内层由包含高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的原料制备得到；所述外层由包含聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的原料制备得到。由实施例的结果可知，本发明专利技术提供的复合阻燃抗静电管道内层的表面电阻率低于8.4×10

【技术实现步骤摘要】
一种复合阻燃抗静电管道及其制备方法
本专利技术涉及聚合物管道
，尤其涉及一种复合阻燃抗静电管道及其制备方法。
技术介绍
聚合物管道由于具有优良的力学性能、耐化学腐蚀性能和可加工性能，被广泛应用于建筑、工业生产等诸多领域。在煤矿、化工、金属加工、电子电器等对管道的燃烧性能和抗静电性能有特殊要求的领域应用时，聚合物管道必须经过阻燃抗静电改性处理。聚合物管道的阻燃抗静电改性通常是通过添加阻燃剂和抗静电剂来实现的，但是大量阻燃剂和抗静电剂的加入严重影响了聚合物基体的力学性能，使阻燃抗静电聚合物管道的强度和承压能力显著降低，导致管道在受到外力冲击、受震动或长期承受压力等情况下容易破损，存在较大的安全隐患。为了解决上述问题，现有阻燃抗静电聚合物管道通常是通过在聚合物管道中加入金属骨架的方法来解决的，但是这种方法存在以下问题：首先，在聚合物管道中增加金属骨架导致管道的制备工艺和设备变得非常复杂，增加了管道的生产成本；其次，由于金属骨架与聚合物管道材料之间的相容性较差，在管道受到反复冲击或长时间受震动时可能出现管道破损的问题；最后，金属骨架的加入，使管道的弯曲和切割变得非常困难，影响了管道的安装、应用和维护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合阻燃抗静电管道及其制备方法。本专利技术提供的复合阻燃抗静电管道无需加入金属骨架，在兼顾阻燃和抗静电性能的同时还能够保持良好的力学性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种复合阻燃抗静电管道，包含内层和外层，其特征在于，所述内层由包含高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的原料制备得到，内层原料中高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的质量比为100:(1～5):(1～3)；所述外层由包含聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的原料制备得到，外层原料中聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的质量比为(75～85):(15～25):(3～8):(40～60):(1～3)。优选的，所述外层原料中还包含抗氧剂和紫外线吸收剂；所述外层原料中聚丙烯、抗氧剂和紫外线吸收剂的质量比为(75～85):(0.1～1):(0.1～2)。优选的，所述导电碳纤维粉的直径为5～10μm，长度为0.1～2mm。优选的，所述内层原料和外层原料中导电炭黑的平均粒径独立地≤50nm，比表面积独立地≥200m2/g。优选的，所述阻燃剂为无卤膨胀阻燃剂和/或溴系阻燃剂。优选的，所述阻燃协效剂为分子筛、纳米蒙脱土、硼酸锌、三氧化钼和三氧化二锑中的一种或几种。本专利技术还提供了上述技术方案任意一项所述复合阻燃抗静电管道的制备方法，包含如下步骤:将所述内层原料进行混合，得到内层原料混合物；将所述外层原料进行混合，得到外层原料混合物；将所述内层原料混合物和外层原料混合物进行双层共挤，得到复合阻燃抗静电管道。优选的，混合内层原料与混合外层原料的混合速率独立地为1000～1800rpm，混合时间独立地为1～10min。优选的，所述双层共挤中内层挤出的螺杆转速为100～200rpm，进料温度为115～125℃，熔融温度为125～170℃，模口温度为155～165℃。优选的，所述双层共挤中外层挤出的螺杆转速为100～300rpm，进料温度为155～165℃，熔融温度为165～195℃，模口温度为180～190℃。本专利技术提供了一种复合阻燃抗静电管道及其制备方法。本专利技术提供复合阻燃抗静电管道由内层和外层组成，其中内层为力学增强抗静电层，外层为阻燃抗静电功能层；内层管道的聚合物基体为具有较高的强度的高密度聚乙烯，能够赋予复合管道很好的耐冲击性和承压能力；外层管道的聚合物基体为聚丙烯和高密度聚乙烯的聚合物共混物；聚丙烯的强度、硬度、耐热性能比聚乙烯高，使复合管道外层具有优良的强度、硬度，且更易阻燃；在外层管道中加入高密度聚乙烯，一方面能够提高外层管道和内层管道之间的相容性，从而提高复合管道的强度，另一方面能够在外层聚丙烯基体中形成网络结构，可显著提高外层管道的抗静电性能；内层管道中包含导电碳纤维和导电炭黑，导电碳纤维能够提高内层管道的强度和承压能力，导电碳纤维和导电炭黑的加入使内层管道具有优良的抗静电性能，能够有效避免管道内壁发生静电聚集；外层管道中导电炭黑在外层聚合物基体中会选择性分布在高密度聚乙烯相中，借助高密度聚乙烯相在聚丙烯基体中形成的网络结构，使外层管道具备高效、稳定的抗静电性能。由实施例的结果可知，本专利技术提供的复合阻燃抗静电管道内层的表面电阻率低于8.4×105Ω，外层的表面电阻率低于5.2×106Ω，外层的氧指数可达到32，垂直燃烧性能为V0级，拉伸强度不低于26MPa。具体实施方式本专利技术提供了一种复合阻燃抗静电管道，包含内层和外层，其特征在于，所述内层由包含高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的原料制备得到，内层原料中高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的质量比为100:(1～5):(1～3)；所述外层由包含聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的原料制备得到，外层原料中聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的质量比为(75～85):(15～25):(3～8):(40～60):(1～3)。本专利技术提供的复合阻燃抗静电管道包含内层，所述内层由包含高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的原料制备得到。在本专利技术中，所述内层原料中高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的质量比为100:(1～5):(1～3)，优选为100:(2～4):(1.5～2)。本专利技术提供的复合阻燃抗静电管道包含外层，所述外层由包含聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的原料制备得到。在本专利技术中，所述外层原料中聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的质量比为(75～85):(15～25):(3～8):(40～60):(1～3)，优选为80:20:(4～6):(45～55):(1.5～2)。本专利技术对所述内层和外层的质量比例和厚度比例没有任何的特殊要求，可以根据实际生产对产品的要求进行任意的设定。在本专利技术中，所述内层原料和外层原料中包含高密度聚乙烯。本专利技术对所述高密度聚乙烯的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的高密度聚乙烯即可。在本专利技术中，所述内层原料和外层原料中包含导电炭黑。在本专利技术中，所述内层原料和外层原料中导电炭黑的平均粒径独立地优选≤50nm，更优选≤40nm，最优选≤30nm；所述内层原料和外层原料中导电炭黑的比表面积独立地优选≥200m2/g，更优选为250～500m2/g，最优选为300～400m2/g。在本专利技术中，所述内层原料中包含导电碳纤维粉，所述导电碳纤维粉的直径优选为5～10μm，更优选为6～8μm；所述导电碳纤维粉的长度优选为0.1～2mm，更优选为0.5～1.5mm，最优选为0.8～1.2mm。在本专利技术中，所述外层原料中包含聚丙烯。本专利技术对所述聚丙烯的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的聚丙烯即可。在本专利技术中，所述外层原料中包含阻燃剂，所述阻燃剂优选为无卤膨胀阻燃剂和/或溴系阻燃剂。本专利技术对所述无卤膨胀阻燃剂的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的无卤膨胀阻燃剂即可。在本专利技术中，所述无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合阻燃抗静电管道，包含内层和外层，其特征在于，所述内层由包含高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的原料制备得到，内层原料中高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的质量比为100:(1～5):(1～3)；所述外层由包含聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的原料制备得到，外层原料中聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的质量比为(75～85):(15～25):(3～8):(40～60):(1～3)。

【技术特征摘要】
1.一种复合阻燃抗静电管道，包含内层和外层，其特征在于，所述内层由包含高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的原料制备得到，内层原料中高密度聚乙烯、导电碳纤维粉和导电炭黑的质量比为100:(1～5):(1～3)；所述外层由包含聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的原料制备得到，外层原料中聚丙烯、高密度聚乙烯、导电炭黑、阻燃剂和阻燃协效剂的质量比为(75～85):(15～25):(3～8):(40～60):(1～3)。2.根据权利要求1所述的复合阻燃抗静电管道，其特征在于，所述外层原料中还包含抗氧剂和紫外线吸收剂；所述外层原料中聚丙烯、抗氧剂和紫外线吸收剂的质量比为(75～85):(0.1～1):(0.1～2)。3.根据权利要求1或2所述的复合阻燃抗静电管道，其特征在于，所述导电碳纤维粉的直径为5～10μm，长度为0.1～2mm。4.根据权利要求1或2所述的复合阻燃抗静电管道，其特征在于，所述内层原料和外层原料中导电炭黑的平均粒径独立地≤50nm，比表面积独立地≥200m2/g。5.根据权利要求1或2所述的复合阻燃抗静电管道，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹朝露，葛欣国，张翔，李平立，
申请(专利权)人：公安部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51