高性能礦用管材及其製備方法
2023-05-15 20:53:16
高性能礦用管材及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及管材【技術領域】，是一種高性能礦用管材及其製備方法；該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂、複合穩定劑、增韌劑、增強劑、加工助劑、內外潤滑劑、填充劑、著色劑、阻燃劑和抗靜電劑；本發明高性能礦用管材和現有技術普通礦用管材相比，本發明高性能礦用管材除了具有現有技術普通礦用管材的耐腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易結垢、重量輕、壽命長和施工方便的優點外，本發明高性能礦用管材的抗衝擊強度更高、抗靜電和阻燃性能更好，適用於井下易燃、易爆的特定場所。
【專利說明】高性能礦用管材及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及管材【技術領域】，是一種高性能礦用管材及其製備方法。
【背景技術】
[0002] PVC礦用管在煤礦井下的應用從研發至今不到10年時間，因此高性能礦用管是 新型的煤礦井下瓦斯抽放、抽排水、壓風用管道。在以往的煤礦井下瓦斯抽放、抽排水、壓風 等領域普遍採用普通的礦用聚氯乙烯管材。但是，由於普通的礦用聚氯乙烯管材的抗衝擊 強度低，阻燃、抗靜電性能差，易造成煤礦井下的管網系統頻繁故障，影響正常的生產，造成 企業損失。在這樣惡劣的環境下，急需一種耐腐蝕、抗衝擊強度強、阻燃和抗靜電性能好的 高性能礦用管來取代普通的礦用管。
【發明內容】
[0003] 本發明提供了一種高性能礦用管材及其製備方法，克服了上述現有技術之不足， 其能有效解決現有普通的礦用聚氯乙烯管材的抗衝擊強度低、阻燃和抗靜電性能差，易造 成煤礦井下的管網系統頻繁故障，影響正常的生產的問題。
[0004] 本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種高性能礦用管材，原料按 重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份至150份、複合穩定劑3份至6份、增韌劑8份至 15份、增強劑2份至5份、加工助劑3份至8份、內外潤滑劑1份至3份、填充劑3份至8份、 著色劑〇. 3份至0. 5份、阻燃劑3份至10份、抗靜電劑2份至10份。
[0005] 下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進： 上述高性能礦用管材按下述方法得到：第一步，將所需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和復 合穩定劑在低轉速下加入高速混合機中，然後在高轉速下在高速混合機中進行混合，使高 速混合機中的物料溫度為65°C至85°C ;第二步，在高轉速下繼續向高速混合機中加入所需 量的加工助劑、增韌劑、內外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進行混合，使高速混合機中的物料 溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉速下繼續向高速混合機中加入所需量的增強劑、填充 料和著色劑進行混合，使高速混合機中的物料溫度為115°C至125°C，接著在低轉速狀態下 將高速混合機中的物料排入到低速混合機中進行攪拌降溫，待低速混合機中物料的溫度降 到45°C至55°C後得到高性能礦用管材專用幹混料；第四步，把高性能礦用管材專用幹混料 熟化8小時至12小時，然後將熟化後的高性能礦用管材專用幹混料加入平行或錐形雙螺杆 塑料擠出機中加熱熔融，經模具擠出成型及真空箱定徑套冷卻定徑後製成高性能礦用管材 直管，再經塑料管材切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機擴口後得到高性能礦用管材。
[0006] 上述高速混合機的低轉速為300r/min至400r/min;高速混合機的高轉速為500r/ min至600r/min;低速混合機的轉速為60r/min至70r/min。
[0007] 上述複合穩定劑為鈣鋅穩定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為 PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑為丙烯酸酯樹脂。
[0008] 上述內外潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質 碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以 上。
[0009] 本發明的技術方案之二是通過以下措施來實現的：一種高性能礦用管材的製備方 法，按下述步驟進行：第一步，將所需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和複合穩定劑在低轉速下 加入高速混合機中，然後在高轉速下在高速混合機中進行混合，使高速混合機中的物料溫 度為65°C至85°C ;第二步，在高轉速下繼續向高速混合機中加入所需量的加工助劑、增韌 齊U、內外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進行混合，使高速混合機中的物料溫度為95°C至105°C; 第三步：在高轉速下繼續向高速混合機中加入所需量的增強劑、填充料和著色劑進行混合， 使高速混合機中的物料溫度為115°C至125°C，接著在低轉速狀態下將高速混合機中的物料 排入到低速混合機中進行攪拌降溫，待低速混合機中物料的溫度降到45°C至55°C後得到 高性能礦用管材專用幹混料；第四步，把高性能礦用管材專用幹混料熟化8小時至12小時， 然後將熟化後的高性能礦用管材專用幹混料加入平行或錐形雙螺杆塑料擠出機中加熱熔 融，經模具擠出成型及真空箱定徑套冷卻定徑後製成高性能礦用管材直管，再經塑料管材 切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機擴口後得到高性能礦用管材。
[0010] 下面是對上述發明技術方案之二的進一步優化或/和改進： 上述高速混合機的低轉速為300r/min至400r/min;高速混合機的高轉速為500r/min 至600r/min;低速混合機的轉速為60r/min至70r/min。
[0011] 上述複合穩定劑為鈣鋅穩定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為 PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑為丙烯酸酯樹脂。
[0012] 上述內外潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質 碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以 上。
[0013] 本發明高性能礦用管材和現有技術普通礦用管材相比，本發明高性能礦用管材除 了具有現有技術普通礦用管材的耐腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易結垢、重量 輕、壽命長和施工方便的優點外，本發明高性能礦用管材的抗衝擊強度更高、抗靜電和阻燃 性能更好，適用於井下易燃、易爆的特定場所。
【具體實施方式】
[0014] 本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0015] 實施例1，該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份至 150份、複合穩定劑3份至6份、增韌劑8份至15份、增強劑2份至5份、加工助劑3份至8 份、內外潤滑劑1份至3份、填充劑3份至8份、著色劑0. 3份至0. 5份、阻燃劑3份至10 份、抗靜電劑2份至10份。
[0016] 實施例2,該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份或 150份、複合穩定劑3份或6份、增韌劑8份或15份、增強劑2份或5份、加工助劑3份或8 份、內外潤滑劑1份或3份、填充劑3份或8份、著色劑0. 3份或0. 5份、阻燃劑3份或10 份、抗靜電劑2份或10份。
[0017] 實施例3,該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份、復 合穩定劑3份、增韌劑8份、增強劑2份、加工助劑3份、內外潤滑劑1份、填充劑3份、著色 劑〇. 3份、阻燃劑3份、抗靜電劑2份。
[0018] 實施例4,該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂150份、復 合穩定劑6份、增韌劑15份、增強劑5份、加工助劑8份、內外潤滑劑3份、填充劑8份、著 色劑〇. 5份、阻燃劑10份、抗靜電劑10份。
[0019] 實施例5,該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂90份、復 合穩定劑4份、增韌劑8份、增強劑2份、加工助劑4份、內外潤滑劑1份、填充劑4份、著色 劑〇. 3份、阻燃劑3份、抗靜電劑3份。
[0020] 實施例6,該高性能礦用管材原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂120份、復 合穩定劑4份、增韌劑12份、增強劑4份、加工助劑6份、內外潤滑劑2份、填充劑5份、著 色劑〇. 4份、阻燃劑7份、抗靜電劑6份。
[0021] 實施例7,該高性能礦用管材按下述製備方法得到：第一步，將所需量的SG-5型聚 氯乙烯樹脂和複合穩定劑在低轉速下加入高速混合機中，然後在高轉速下在高速混合機中 進行混合，使高速混合機中的物料溫度為65°C至85°C;第二步，在高轉速下繼續向高速混合 機中加入所需量的加工助劑、增韌劑、內外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進行混合，使高速混 合機中的物料溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉速下繼續向高速混合機中加入所需量 的增強劑、填充料和著色劑進行混合，使高速混合機中的物料溫度為115°C至125°C，接著 在低轉速狀態下將高速混合機中的物料排入到低速混合機中進行攪拌降溫，待低速混合機 中物料的溫度降到45°C至55°C後得到高性能礦用管材專用幹混料；第四步，把高性能礦用 管材專用幹混料熟化8小時至12小時，然後將熟化後的高性能礦用管材專用幹混料加入平 行或錐形雙螺杆塑料擠出機中加熱熔融，經模具擠出成型及真空箱定徑套冷卻定徑後製成 高性能礦用管材直管，再經塑料管材切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機擴口後得到高 性能礦用管材。這樣，因阻燃劑和抗靜電劑均勻分布在本發明高性能礦用管材中，因而抗靜 電、阻燃性能不會因使用時間而受到影響，因此其阻燃、抗靜電性能更好。
[0022] 實施例8,作為上述實施例的優化，實施例8中高速混合機的低轉速為300r/min至 400r/min;高速混合機的高轉速為500r/min至600r/min;低速混合機的轉速為60r/min至 70r/min〇
[0023] 實施例9,作為上述實施例的優化，實施例9中複合穩定劑為鈣鋅穩定劑；或/和， 增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑為丙烯酸酯樹 脂。
[0024] 實施例10,作為上述實施例的優化，實施例10中內外潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟和 硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種以上；或/和， 著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以上。
[0025] 本發明上述實施例得到的高性能礦用管材和現有技術普通礦用管材的試驗數據 對比如下： 本發明上述實施例得到的高性能礦用管材經新疆維吾爾自治區質檢所檢測，滿足煤炭 行業標準MT/558. 2-2005《煤礦井下用塑料管材第2部分：聚氯乙烯管材》的要求；本發明 上述實施例得到的高性能礦用管材和現有技術普通礦用管材的性能指標如表1所示。
[0026] 從表1可以看出，本發明上述實施例得到的高性能礦用管材的不圓度、扁平試驗、 拉伸強度、耐壓試驗、落錘衝擊試驗、表面電阻和酒精噴燈燃燒時間較現有技術普通礦用管 材的不圓度、扁平試驗、拉伸強度、耐壓試驗、落錘衝擊試驗、表面電阻和酒精噴燈燃燒時間 都有很大程度的提高，說明本發明上述實施例得到的高性能礦用管材和現有技術普通礦用 管材相比，本發明上述實施例得到的高性能礦用管材除了具有現有技術普通礦用管材的耐 腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易結垢、重量輕、壽命長和施工方便的優點外，本 發明上述實施例得到的高性能礦用管材較現有技術普通礦用管材的抗衝擊強度更高、抗靜 電和阻燃性能更好。
[0027] 綜上所述，本發明高性能礦用管材和現有技術普通礦用管材相比，本發明高性能 礦用管材除了具有現有技術普通礦用管材的耐腐蝕性強、管壁光潔度高、流體阻力小、不易 結垢、重量輕、壽命長和施工方便的優點外，本發明高性能礦用管材的抗衝擊強度更高、抗 靜電和阻燃性能更好，適用於井下易燃、易爆的特定場所。
【權利要求】
1. 一種高性能礦用管材，其特徵在於原料按重量份數包括SG-5型聚氯乙烯樹脂80份 至150份、複合穩定劑3份至6份、增韌劑8份至15份、增強劑2份至5份、加工助劑3份 至8份、內外潤滑劑1份至3份、填充劑3份至8份、著色劑0. 3份至0. 5份、阻燃劑3份至 10份、抗靜電劑2份至10份。
2. 根據權利要求1所述的高性能礦用管材，其特徵在於按下述方法得到：第一步，將所 需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和複合穩定劑在低轉速下加入高速混合機中，然後在高轉速 下在高速混合機中進行混合，使高速混合機中的物料溫度為65°C至85°C;第二步，在高轉速 下繼續向高速混合機中加入所需量的加工助劑、增韌劑、內外潤滑劑、阻燃劑和抗靜電劑進 行混合，使高速混合機中的物料溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉速下繼續向高速混合 機中加入所需量的增強劑、填充料和著色劑進行混合，使高速混合機中的物料溫度為115°C 至125°C，接著在低轉速狀態下將高速混合機中的物料排入到低速混合機中進行攪拌降溫， 待低速混合機中物料的溫度降到45°C至55°C後得到高性能礦用管材專用幹混料；第四步， 把高性能礦用管材專用幹混料熟化8小時至12小時，然後將熟化後的高性能礦用管材專用 幹混料加入平行或錐形雙螺杆塑料擠出機中加熱熔融，經模具擠出成型及真空箱定徑套冷 卻定徑後製成高性能礦用管材直管，再經塑料管材切割機定長切割、倒角、塑料管材擴口機 擴口後得到高性能礦用管材。
3. 根據權利要求2所述的高性能礦用管材，其特徵在於高速混合機的低轉速為300r/ min至400r/min ;高速混合機的高轉速為500r/min至600r/min ;低速混合機的轉速為60r/ min 至 70r/min〇
4. 根據權利要求1或2或3所述的高性能礦用管材，其特徵在於複合穩定劑為鈣鋅穩 定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為PVC增強補韌劑；或/和，加工助劑 為丙烯酸酯樹脂。
5. 根據權利要求1或2或3或4所述的高性能礦用管材，其特徵在於內外潤滑劑為石 蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣中的一種 以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以上。
6. -種根據權利要求1所述的高性能礦用管材的製備方法，其特徵在於按下述步驟 進行：第一步，將所需量的SG-5型聚氯乙烯樹脂和複合穩定劑在低轉速下加入高速混合機 中，然後在高轉速下在高速混合機中進行混合，使高速混合機中的物料溫度為65°C至85°C; 第二步，在高轉速下繼續向高速混合機中加入所需量的加工助劑、增韌劑、內外潤滑劑、阻 燃劑和抗靜電劑進行混合，使高速混合機中的物料溫度為95°C至105°C ;第三步：在高轉速 下繼續向高速混合機中加入所需量的增強劑、填充料和著色劑進行混合，使高速混合機中 的物料溫度為115°C至125°C，接著在低轉速狀態下將高速混合機中的物料排入到低速混 合機中進行攪拌降溫，待低速混合機中物料的溫度降到45°C至55°C後得到高性能礦用管 材專用幹混料；第四步，把高性能礦用管材專用幹混料熟化8小時至12小時，然後將熟化 後的高性能礦用管材專用幹混料加入平行或錐形雙螺杆塑料擠出機中加熱熔融，經模具擠 出成型及真空箱定徑套冷卻定徑後製成高性能礦用管材直管，再經塑料管材切割機定長切 害IJ、倒角、塑料管材擴口機擴口後得到高性能礦用管材。
7. 根據權利要求6所述的高性能礦用管材的製備方法，其特徵在於高速混合機的低轉 速為300r/min至400r/min ;高速混合機的高轉速為500r/min至600r/min ;低速混合機的 轉速為 60r/min 至 70r/min。
8. 根據權利要求6或7所述的高性能礦用管材的製備方法，其特徵在於複合穩定劑為 鈣鋅穩定劑；或/和，增韌劑為氯化聚乙烯；或/和，增強劑為PVC增強補韌劑；或/和，力口 工助劑為丙烯酸酯樹脂。
9. 根據權利要求6或7或8所述的高性能礦用管材的製備方法，其特徵在於內外潤滑 劑為石蠟、聚乙烯蠟和硬脂酸中的一種以上；或/和，填充劑為輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣中 的一種以上；或/和，著色劑為炭黑、鈦白粉和酞青蘭中的一種以上。
【文檔編號】C08K13/02GK104479244SQ201410685591
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】王星, 肖慶貴, 羅海, 林淑娟, 李紅梅 申請人:新疆西部節水科技股份有限公司