一种煤矿井下用聚乙烯管及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种煤矿井下用聚乙烯管及其制备工艺，该聚乙烯管由内到外依次包括内衬层、作为主体的聚乙烯支撑层和无卤保护层。所述钢衬层内衬层由分子量为150～650万的超高分子量聚乙烯合成的钢衬，提高管壁耐磨度，拓宽聚乙烯管的使用范围。所述聚乙烯支撑层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯100～120份、抗氧化剂1～3份、抗静电剂1～3份、阻燃剂3～8份、润滑剂2～5份、分散剂10～12份、稳定剂1～2份；强度高，起到主要的支撑作用。所述无卤保护层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯50～60份、无卤阻燃剂15～40份、抗静电剂5～15份、助剂5～10份，不仅保护管材，而且耐燃性好，提高管体在煤矿中使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下用聚乙烯管及其制备工艺
本专利技术涉及一种煤矿井下用聚乙烯管及其制备工艺。技术背景聚乙烯管(Polyethylene，简称PE管)，是由单体乙烯聚合而成。由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同，可得出不同密度的树脂，因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。并且根据其应用条件的不同，对PE管材的要求也就不同，例如用于燃气管和给水管的材料，均要求其能承受一定的压力，二均可以选用PE80和PE100；不过由于饮用水的卫生要求的比较高，所以LDPE(低密度聚乙烯度聚乙烯)特别是LLDPE(线型低密度聚乙烯)树脂已成为生产饮用水管的常用材料，而燃气管道较多的强调其承受的压力性能、气密性和阻燃性能。煤矿井下用管道，包括矿山砂浆输送管道和瓦斯排放通风管等，其要求抗静电，抗阻燃，抗冲击、耐腐蚀、耐磨损、不结垢、耐老化。矿山砂浆输送管道一般是用于将矿山行业或矿厂的矿石经过一道道的程序提炼之后剩下的砂浆，尾砂，矿浆要排入尾矿库等待以后进行二次利用。提炼之后的砂浆的颗粒度一般都比较细小了，一般在50～200目之间，跟沙子大小差不错，砂浆里边含有水分，属于浆体颗粒一类的介质。因此管材的选用首先要考虑的因素就是耐磨。在矿山上用的耐磨性能好的管道有很多种，除了超高分子量聚乙烯管，还有陶瓷复合管，耐磨衬胶管道等。耐磨衬胶管道里边最耐磨，一般用在选矿的第二阶段，矿石颗粒度比较大的情况下；陶瓷复合管的耐磨性能也很强，用在第三各阶段；而超高分子量聚乙烯管主要用在最后一道程序，主要用来输送砂浆，尾砂，浆体颗粒一类的介质。瓦斯排放通风管是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。瓦斯排放通风管常用的管材包括金属管、玻璃钢管、聚氯乙烯管、聚乙烯管等。目前国内出台很多法规及标准以规范行业的发展，但煤矿井下用管道作为危险作业中的一种用管，随着煤矿生产要求和社会的环保要求的提高，其相关的要求也有待提高。本专利技术主要是对现有的煤矿井下用山砂浆输送管道的改进。前文提到矿山砂浆输送管道用于矿石提炼之后剩下的砂浆，其首要的考虑的因素是耐磨，而现有的聚乙烯管由于耐磨度不够往往被用于最后一道程序，用来输送砂浆，尾砂，浆体颗粒等，其他工序需要使用耐磨衬胶管道和陶瓷复合管，这大大限制了聚乙烯管在矿井中使用的范围，因此需要加以改进，以拓宽其使用范围。
技术实现思路
针对上述的现有超高分子量聚乙烯管存在的问题，本专利技术提出一种煤矿井下用聚乙烯管及其制备工艺，从管材的用料组分及制备工艺加以改进，达到生产出更加耐磨的聚乙烯管，以拓宽其在矿井下的应用范围。具体技术方案如下：一种煤矿井下用聚乙烯管，由内到外依次包括内衬层、作为主体的聚乙烯支撑层和无卤保护层。作为优选的技术方案的，所述钢衬层内衬层由分子量为150～650万的超高分子量聚乙烯合成的钢衬。作为优选的技术方案的，所述聚乙烯支撑层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯100～120份、抗氧化剂1～3份、抗静电剂1～3份、阻燃剂3～8份、润滑剂2～5份、分散剂10～12份、稳定剂1～2份；其中，所述抗氧化剂优选为抗氧剂CA，所述抗静电剂优选为乙炔炭黑，所述阻燃剂优选为环氧树脂包覆的聚磷酸铵；所述的润滑剂优选为硬脂酸和石蜡的两者组合物，二者组合的重量比例进一步优选为4:1；所述分散剂使用硬脂酸或聚乙酸盐，所述稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯或一苯基二异辛基亚磷酸酯均可。作为优选的技术方案的，所述无卤保护层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯50～60份、无卤阻燃剂15～40份、抗静电剂5～15份、助剂5～10份。作为进一步优选的技术方案的，所述无卤保护层的无卤阻燃剂按重量份计包括的组分如下：环氧树脂包覆的聚磷酸铵3～10份、超支化大分子阻燃型成炭剂1～5份、聚磷酸蜜胺1～2份、无机次磷酸盐0.5～1份；作为优选的技术方案的，所述无卤保护层的抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述无卤保护层的助剂包括交联剂、偶联剂、热稳定剂、消泡剂。作为进一步优选的技术方案的，所述交联剂、偶联剂、热稳定剂、消泡剂的重量份比例为：1:1:0.5:0.1。所述交联剂优选为氯化铝或硫酸铝或二者的混合物；所述偶联剂优选为环氧硅烷；所述热稳定剂优选为硬脂酸钠和高级脂肪酸的金属盐类以1:1比例组成。作为优选的技术方案的，前述的煤矿井下用聚乙烯管，所述内衬层厚度为2mm，所述聚乙烯支撑层厚度为15mm，所述无卤保护层的厚度为3mm。前述的煤矿井下用聚乙烯管，其制备方法包括步骤如下：S1：备料热熔：分别准备内衬层、聚乙烯支撑层和无卤保护层的制备原料，除湿干燥后然后将各层原料分别加入开炼机中热熔混合；S2：挤出成型：将步骤S1中热熔后的原料于挤出机同时挤出，挤出工艺参数为：机头压力为9MPa；机筒分为四段，温度依次为185℃、190℃、195℃、200℃；模头区分为4段，温度依次为210℃、215℃、220℃、225℃，挤出机转速为30rad/min，牵引速度为100cm/min；S3：冷却切割：将步骤S2中挤出的管材在真空度为0.3Mpa的条件下进行喷淋冷却，然后切割得到煤矿井下用聚乙烯管。有益效果：与现有技术相比本专利技术的具有如下的有益效果：本专利技术在作为主体的聚乙烯管层内设超高分子量聚乙烯合成的钢衬提高管壁耐磨度，不仅可以用于输送砂浆，尾砂，浆体颗粒还可以用于输送颗粒度比较大的矿石及煤渣，甚至取代陶瓷复合管的应用，拓宽聚乙烯管的使用范围。另外本专利技术外包覆无卤保护层不仅提升管材对外部环境的适应度对管体起到保护作用，而且耐燃性好，提高管体在煤矿中使用的安全性。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1：本实施例提供一种煤矿井下用聚乙烯管，该耐煤矿井下用聚乙烯管由内到外依次包括内衬层、作为主体的聚乙烯支撑层和无卤保护层。所述内衬层厚度为2mm，所述聚乙烯支撑层厚度为15mm，所述无卤保护层的厚度为3mm。所述钢衬层内衬层由分子量为150～650万的超高分子量聚乙烯合成的钢衬。所述聚乙烯支撑层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯100～120份、抗氧化剂1～3份、抗静电剂1～3份、阻燃剂3～8份、润滑剂2～5份、分散剂10～12份、稳定剂1～2份；其中，所述抗氧化剂优选为抗氧剂CA，所述抗静电剂优选为乙炔炭黑，所述阻燃剂优选为环氧树脂包覆的聚磷酸铵；所述的润滑剂优选为硬脂酸和石蜡的两者组合物，二者组合的重量比例进一步优选为4:1；所述分散剂使用硬脂酸或聚乙酸盐，所述稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯或一苯基二异辛基亚磷酸酯均可。所述无卤保护层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯50～60份、无卤阻燃剂15～40份、抗静电剂5～15份、助剂5～10份。其中，所述无卤保护层的无卤阻燃剂按重量份计包括的组分如下：环氧树脂包覆的聚磷酸铵3～10份、超支化大分子阻燃型成炭剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下用聚乙烯管，其特征在于：由内到外依次包括内衬层、作为主体的聚乙烯支撑层和无卤保护层；所述钢衬层内衬层为由超高分子量聚乙烯合成的钢衬；所述聚乙烯支撑层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯100～120份、抗氧化剂1～3份、抗静电剂1～3份、阻燃剂3～8份、润滑剂2～5份、分散剂10～12份、稳定剂1～2份；所述无卤保护层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯50～60份、无卤阻燃剂15～40份、抗静电剂5～15份、助剂5～10份。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下用聚乙烯管，其特征在于：由内到外依次包括内衬层、作为主体的聚乙烯支撑层和无卤保护层；所述钢衬层内衬层为由超高分子量聚乙烯合成的钢衬；所述聚乙烯支撑层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯100～120份、抗氧化剂1～3份、抗静电剂1～3份、阻燃剂3～8份、润滑剂2～5份、分散剂10～12份、稳定剂1～2份；所述无卤保护层按重量份计包括的组分如下：聚乙烯50～60份、无卤阻燃剂15～40份、抗静电剂5～15份、助剂5～10份。


2.根据权利要1所述的煤矿井下用聚乙烯管，其特征在于：内衬层聚乙烯的分子量为150～650万。


3.根据权利要1所述的煤矿井下用聚乙烯管，其特征在于：所述聚乙烯支撑层所用的抗氧化剂为抗氧剂CA，所述抗静电剂为乙炔炭黑，所述阻燃剂为环氧树脂包覆的聚磷酸铵；所述的润滑剂为硬脂酸和石蜡的两者组合物；所述分散剂为硬脂酸或聚乙酸盐，所述稳定剂为含羟基芳基亚磷酸酯或一苯基二异辛基亚磷酸酯。


4.根据权利要求2所述的煤矿井下用聚乙烯管，其特征在于：所述润滑剂中硬脂酸和石蜡组合的重量比例为4:1。


5.根据权利要1所述的煤矿井下用聚乙烯管，其特征在于：所述无卤保护层的无卤阻燃剂按重量份计包括的组分如下：环氧树脂包覆的聚磷酸铵3～10份、超支化大分子阻燃型成炭剂1～5份、聚磷酸蜜胺1～2份、无机次磷酸盐0.5～1份；所述无卤保护层的抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞敏，朱加荣，
申请(专利权)人：镇江荣诚管业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32