一种具有阻燃和抗静电性能的超高分子量聚乙烯制品挤出方法技术

本发明专利技术公开一种具有阻燃和抗静电性能的超高分子量聚乙烯制品挤出方法，其特征：将以下原料投入单螺杆挤出机连续挤出成型，分子量≥３８０万的超高分子量聚乙烯树脂１００份，分子量５０－７０万的高密度聚乙烯树脂１５－２５份，聚乙烯蜡２份，硬脂酸钙１－２份，氟助剂０．２－０．８份，抗氧剂０．４份，导电炭黑粉体３０－３５份，复合阻燃剂３０－３２份，其中，先将各助剂在密炼机中于６０－８０℃下捏合３０－６０分钟，再与聚乙烯树脂加入挤出机。复合阻燃剂为十溴二苯醚、三氧化二锑和多聚磷酸铵（ＡＰＰ），其比例为１０∶５∶１。本发明专利技术制品的综合性能超过现煤炭行业标准（ＭＴ?５５８．１－２００５），特别适合煤炭行业使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有阻燃和抗静电性能的超高分子量聚乙烯制品，尤其是管材和板材的挤出方法。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管材和板材以其摩擦系数小、磨耗低、耐化学药品性 好及耐冲击、耐压力高，抗冻性、保温性、耐应力开裂性好，有自润滑性、抗结垢等突出优点， 被广泛应用于煤炭、汽车、化工、食品和造纸等行业。作为耐腐蚀、耐磨损、高冲击.耐低温 的各种零部件在料仓衬里、溜槽、滑道衬板、滑轨、托辊、燃油箱等领域有着十分广泛的应 用。但是，由于超高分子量聚乙烯可燃且对于电绝缘，在煤炭等行业的使用中容易因摩擦产 生静电火花而弓I发火灾或爆炸。 煤炭行业，由于静电引起瓦斯爆炸的事故时有发生。中国是世界第一产煤大国， 煤炭产量占世界的30%。作为中国的主要能源，煤炭在我国能源生产和消费结构中一直占 2/3以上。煤炭资源的安全生产关系到国民经济和社会的持续稳定发展，关系到国家能源安 全的大事。2005年公布的国家煤炭行业标准(MT 558.1-2005)及目前以PE100、PE80为基 体树脂制造的阻燃、抗静电产品的性能指标已无法彻底解决煤炭行业现实生产中的安全隐 患，开发高性能的超高分子量聚乙烯的阻燃和抗静电制品具有十分重要的意义。 目前国内外已有阻燃、抗静电超高分子量聚乙烯制品的助剂主要采用炭黑及传统 阻燃剂，如专利申请号200810231333. X公开了一种阻燃管材的生产方法，其中采用超高分 子量聚乙烯树脂(没有标明分子量)100份，导电炭黑5-10份，十溴联苯醚20-40份，碳酸 钙4-8份，三氧化二铝5-10份，偶联剂1-2份；专利申请号CN200510104289. 2公开了一种 高分子量煤矿井下用聚乙烯管材及其制备方法，其中采用分子量80-250万超高分子量聚 乙烯树脂60-70份，阻燃母料8-10份，抗静电母料20-30份，聚乙烯蜡2-6份；专利申请号 CN97121905. 2公开了一种高分子聚乙烯矿用溜槽及其制作工艺方法，其中采用高分子量聚 乙烯与尼龙混合树脂74-79 % ，碳纤维10 % ， 二硫化钼5-7 % ，石墨3 % ，阻燃剂1_5 % ，热压 成型生产板材。这些公开物都未给出制品的阻燃及抗静电数据。 针对目前超高分子量聚乙烯制品研发中存在的综合力学性能指标偏低，表面导电 值偏低及有焰燃烧时间过大等问题，本专利技术者采取的相应措施①选择380万以上的超高 分子量聚乙烯树脂和少量特高分子量高密度聚乙烯混合树脂体系，既可以获得较高的力学 性能，又有利于形成较好的导电网络体系；②在传统溴系阻燃剂的基础上，添加膨胀型阻燃 剂，减少了无焰燃烧时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种具有阻燃和抗静电性能的超高分 子量聚乙烯制品挤出方法，其特征在于将以下原料投入单螺杆挤出机连续挤出成型， 分子量^ 380万的超高分子量聚乙烯树脂100份 分子量为50-70万的高密度聚乙烯树脂15-25份 聚乙烯蜡2份 硬脂酸钙l-2份 氟助剂O. 2-0. 8份 抗氧剂O. 4份 含炭黑54%的导电炭黑粉体30-35份 复合阻燃剂30-32份 其中，先将聚乙烯蜡、硬脂酸钙、氟助剂、抗氧剂、导电炭黑粉体和复合阻燃剂在密炼机中于60-8(TC下捏合30-60分钟，然后与聚乙烯树脂加入挤出机，所说的复合阻燃剂为十溴二苯醚、三氧化二锑和膨胀型阻燃剂多聚磷酸铵(APP)，三者的比例为10 :5:1。 本专利技术所述多聚磷酸铵的添加量占总配方质量的1_2%，所用的膨胀型阻燃剂是单组分膨胀型阻燃剂或混合型膨胀阻燃剂。 本专利技术所述制品是管材或板材。 本专利技术与现有技术相比，具有以下特点 1.少量高分子量聚乙烯与UHMWPE的搭配有利于形成非均相导电网络的形成。 据文献报道，采用不相容的两相聚合物作为基体，能有效地降低复合型导电或抗 静电聚合物中炭黑的填充量。炭黑粒子主要分布在连续相中及相界面区域内，这种不均匀 分布造成了炭黑粒子分布的局部浓縮，有利于炭黑逾渗网络的形成，这是用聚合物共混体 系降低逾渗值的根本原因。作者利用UHMWPE与特高分子量HDPE分子量的差别、流动性的 差别；利用高浓度预处理炭黑粉体流动性与超高树脂基体流动性的差别；采用低剪切近固 相流动，炭黑优先分散在特高分子量聚乙烯中并富集在特高分子量聚乙烯和UHMWPE的界 面区域，这样就有利于形成较完善的导电网络，如附图1所示。 2.常规十溴二苯醚/313203+膨胀型阻燃剂(APP)的复配阻燃剂。 经过大量实验工作的筛选，专利技术人选择了十溴联苯醚、Sb^及膨胀型阻燃剂 (APP)的复配阻燃剂体系。膨胀型阻燃剂是近年来开发的以磷、氮为主要成分的阻燃剂，当 含有这种阻燃剂的制品受热时，表面形成一层致密泡沫炭层，起到隔热、隔氧、抑烟，又能防 止熔滴，具有良好的阻燃性能。本专利技术在实施过程中阻燃剂的添加量较少而阻燃效果非常 明显，阻燃剂中三种组分的比例为10 : 5 : 1， APP的添加量只占总配方质量的l_2wt%。 3.导电剂与复合阻燃剂在密炼中加压捏合有助于阻燃剂和抗静电剂充分混合，可 有效防止阻燃剂向制品外迁移， 4.在挤出物配方中，氟加工助剂虽然用量较少，但是其在加工过程中，在物料与螺 杆、螺筒及口模间逐渐形成一层动态润滑层，起到了减阻增光作用。附图说明 图1所示是本专利技术方法生产的超高分子量聚乙烯制品中形成的导电网络。具体实施方式 实施例14 直径62mm阻燃、抗静电UHMWPE双抗管材的连续挤出。取分子量380万UHMWPE (M3)树脂100份；分子量70万高密度聚乙烯树脂25份；与预先在6(TC-8(TC密炼机中捏合10分钟的导电炭黑/复配阻燃剂混合粉体(其中导电炭黑复合粉体35份；复配阻燃剂32份)；2份聚乙烯蜡、2份硬脂酸钙、0. 2份氟助剂、0. 4份B215抗氧剂一起加入单螺杆挤出机中，挤出外观光滑如镜面的UHMWPE双抗管材。 实施例2 直径227mm阻燃、抗静电UHMWPE管材的连续挤出。取分子量380万UHMWPE (M3)树脂100份；分子量50万高密度聚乙烯树脂20份；与预先在60°C -S(TC密炼机中捏合10分钟的导电炭黑/复配阻燃剂混合粉体(其中导电炭黑复合粉体30份；复配阻燃剂30份)；2份聚乙烯蜡、2份硬脂酸钙、0. 2份氟助剂、0. 4份B215抗氧剂一起加入单螺杆挤出机中，挤出外观光滑如镜面的UHMWPE双抗管材。 实施例3 幅宽1000mm X 7mm的UHMWPE板材的连续挤出。取分子量380万UHMWPE (M3)树脂100份；分子量50万高密度聚乙烯树脂25份；与预先在60°C -S(TC密炼机中捏合10分钟的导电炭黑/复配阻燃剂混合粉体(其中导电炭黑复合粉体35份；复配阻燃剂32份)；2份聚乙烯蜡、2份硬脂酸钙、0. 2份氟助剂、0. 4份B215抗氧剂一起加入单螺杆挤出机中，挤出外观光滑如镜面的UHMWPE双抗板材。 实施例4 采用与实施例1相同的配方体系，只是不加入APP，挤出外观光滑如镜面的UHMWPE双抗管材。 对比例1直径62mm阻燃、抗静电UHMWPE双抗管材的连续挤出。取分子量380万UHMWPE (M3)树脂100份；分子量70万高密度聚乙烯树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有阻燃和抗静电性能的超高分子量聚乙烯制品挤出方法，其特征在于：将以下原料投入单螺杆挤出机连续挤出成型，　　分子量≥３８０万的超高分子量聚乙烯树脂１００份　　分子量为５０－７０万的高密度聚乙烯树脂１５－２５份　　聚乙烯蜡２份　　硬脂酸钙１－２份　　氟助剂０．２－０．８份　　抗氧剂０．４份　　含炭黑５４％的导电炭黑粉体３０－３５份　　复合阻燃剂１６－３２份　　其中，先将聚乙烯蜡、硬脂酸钙、氟助剂、抗氧剂、导电炭黑粉体和复合阻燃剂在密炼机中于６０－８０℃下捏合３０－６０分钟，然后与聚乙烯树脂加入挤出机，所说的复合阻燃剂为十溴二苯醚、三氧化二锑和膨胀型阻燃剂多聚磷酸铵（ＡＰＰ），三者的比例为１０∶５∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学祥，王德禧，严为群，周亚俊，高坤光，钱晓宇，
申请(专利权)人：张家港联冠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]