一種抗靜電功能母料及其生產工藝、聚乙烯管材生產工藝的製作方法

2023-09-22 09:38:50 1

技術領域

本發明涉及聚烯烴改性及聚乙烯管材技術領域，尤其涉及一種抗靜電功能母料及其生產工藝、聚乙烯管材生產工藝。

背景技術：

目前，一般塑料產品生產過程中，需添加功能母料，以使產品擁有各種功能。對於礦用PE管材加工，市場多採用HDPE添加抗靜電母料、阻燃母料或添加抗靜電阻燃母料方式生產，目前廠家多採用高速混合機、雙螺杆擠出機生產抗靜電母料或抗靜電阻燃母料。此種工藝生產時，雙螺杆擠出機需要對螺杆元件進行排列組合，螺杆組合的剪切力低時，炭黑不易分散，易造成製品缺陷，螺杆組合的剪切力高時，炭黑結構易受到破壞，從而造成導電性下降；而通過設計配方調整時，添加分散劑或增加炭黑含量，除增加產品成本外，還大大影響礦用管材的衝擊性能。特別是此種工藝的使用，不利於開發使用廉價的色素炭黑用於抗靜電母料和抗靜電阻燃母料的生產。

因此如何高效利用導電炭黑，以最少的添加量達到最好的導電和分散效果，如何解決色素炭黑應用於抗靜電功能母料中的分散和導電問題，是亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：為了滿足日益增長的礦用塑料產品所需原料達到抗靜電效果的要求，同時提高礦用塑料產品的質量、降低產品成本和高效利用資源，本發明提供一種抗靜電功能母料及其生產工藝、聚乙烯管材生產工藝，可確保炭黑在抗靜電功能母料中的良好分散性，提升抗靜電功能母料的產品質量，且成本低廉。

本發明為解決上述提出的問題所採用的技術方案是：

一種抗靜電功能母料，包括下述重量百分比的組分 ：

超導電炭黑：15-30%，潤滑劑：0.1-10%，偶聯劑：0.5-5%，分散劑：3-11%，線性低密度聚乙烯(LLDPE)：30-80%。

優選的，所述潤滑劑為10#工業白油。

所述偶聯劑為矽烷偶聯劑，矽烷偶聯劑為KH560。

所述分散劑為聚乙烯蠟PE-wax。

所述線性低密度聚乙烯(LLDPE)採用LLDPE7144。

本發明還提供一種抗靜電功能母料的生產工藝，包括以下步驟:

1）以重量百分比計，依次向高速混合機中加入15-30%超導電炭黑、0.5-5%偶聯劑和0.1-10%潤滑劑，高速攪拌8-10分鐘，高速混合機加熱溫度為40-105℃，放料冷卻；

2）將步驟1）所得冷卻料、40%線性低密度聚乙烯(LLDPE)和3-11%分散劑加入到密煉機內進行密煉，密煉至120-130℃時，再加剩餘20-33%線性低密度聚乙烯(LLDPE)，密煉至170-180℃時放料；

3）將步驟2）所得的料塊經橡塑單螺杆擠出機擠出造粒，擠出溫度設置160-190℃。

本發明還提供一種聚乙烯管材的生產工藝，包括以下步驟:

1）以重量百分比計，依次向高速混合機中加入15-30%超導電炭黑、0.5-5%偶聯劑和0.1-10%潤滑劑，高速攪拌8-10分鐘，高速混合機加熱溫度為40-105℃，放料冷卻；

2）將步驟1）所得冷卻料、40%線性低密度聚乙烯(LLDPE)和5%分散劑加入到密煉機內進行密煉，密煉至120-130℃時，再加剩餘20-33%線性低密度聚乙烯(LLDPE)，密煉至170-180℃時放料；

3）將步驟2）所得的料塊經橡塑單螺杆擠出機擠出造粒，擠出溫度設置160-190℃，獲得抗靜電功能母料；

4）將步驟3）所得的抗靜電功能母料再與高密度聚乙烯DGDB2480均勻混合後生產煤礦用聚乙烯管材，管材表面電阻可達2.5*105Ω，斷裂伸長率為520%，均達到標準要求，且管材外觀光滑、亮度高。

所述抗靜電功能母料與高密度聚乙烯DGDB2480的質量比為25%:75%。

本發明的有益效果在於：1、通過此工藝生產的抗靜電功能母料，其在煤礦用聚乙烯管材中的添加量可降至18%-25%，從而大幅提升了礦用管材的衝擊強度，衝擊強度可提高24%，同時大幅降低了產品成本，此工藝的採用，特別為使用色素炭黑生產抗靜電功能母料的生產提供了加工方案。2、通過此工藝生產的抗靜電功能母料，再與75%高密度聚乙烯DGDB2480均勻混合後生產煤礦用聚乙烯管材，管材表面電阻可達2.5*105Ω，斷裂伸長率為520%，均達到標準要求，且管材外觀光滑、亮度高。

具體實施方式

下面結合實施例進一步說明。

實施例1，本具體實施方式所述的一種抗靜電功能母料的生產工藝，包括以下步驟:

1）以重量百分比計，依次向高速混合機中加入20%超導電炭黑、1%偶聯劑和1%潤滑劑，高速攪拌8-10分鐘，高速混合機加熱溫度為40-105℃，放料冷卻；

2）將步驟1）所得冷卻料、40%線性低密度聚乙烯(LLDPE)和5%分散劑加入到密煉機內進行密煉，密煉至120-130℃時，再加剩餘33%線性低密度聚乙烯(LLDPE)，密煉至170-180℃時放料；

3）將步驟2）所得的料塊經橡塑單螺杆擠出機擠出造粒，擠出溫度設置160-190℃。

本發明的具體實施例不構成對本發明的限制，凡是採用本發明的相似結構及變化，均在本發明的保護範圍內。