阻燃抗静电PE管材料加工工艺研究

　　前言
　　近期煤炭部出台了关于煤炭行业安全的新举措，强制执行煤矿井下使用阻燃抗静电产品代替金属管。塑料管材有耐酸、耐碱、耐油、耐腐蚀、重量轻、成本低、服务年限长(约为钢的2.5倍)等优点，这是钢管所不能比拟的。但塑料管材极易产生静电，静电的积累可能导致静电火花放电，从而可能成为井下煤尘或瓦斯爆炸的点火源；塑料管材还有易燃、耐压和耐冲击性较低的缺点。为使煤矿井下用塑料管材安全地、可靠地替代钢管，必须进行阻燃、抗静电和机械性能方面的改性。对聚乙烯来说，阻燃改性一般采用低毒高效的卤系阻燃剂，其中尤以溴系阻燃剂的阻燃效果最好，同时与通过处理的辅助阻燃剂复合使用，可大大提高聚乙烯的阻燃效果。抗静电性的提高则采用导电粉体与有机抗静电剂复配，只要解决各种助剂的相容性，就能达到很好的阻燃抗静电效果。目前阻燃抗静电PE管材料的多数采用溴系阻燃体系和导电碳黑为主要改性剂，导电碳黑重量轻，比表面积大，导电效果好，但其污染大、加工性差，不利于规模化生产。为此，开展阻燃抗静电PE管材料的加工工艺研究尤为重要。
　　本文针对阻燃抗静电PE体系中助剂添加量大、不易分散等问题进行了研究，分别采用一步加工法、两步加工法和母料直接加入成型法对阻燃抗静电PE管材料的加工和挤管成型加工等工艺进行了研究，结果表明：采用两步加工法加工生产的阻燃抗静电PE管材料分散性好、产品性能稳定，无污染、有利于大规模化生产。
　　试验部分
　　原材料
　　PE树脂(大庆石化公司)；导电碳黑(进口)；主、辅阻燃剂(国产)；分散剂(大庆龙新化工厂)；抗氧剂1010、168(国产)；其它助剂(国产)。
    试验设备
    1)高速混合机(SHR-10A)，张家港大江机械有限公司；2)高速混合机(SHR-50A)，张家港亿利机械有限公司；
    3)双螺杆造粒机组(TE-35)，南京科亚股份有限公司；
    4)双螺杆造粒机组(TE-65)，南京科亚股份有限公司；
    5)65挤管机组(SJ65)，成都塑料机械模具厂。
    检测仪器
    1)万能材料试验机(5567)，美国INSTRON公司。
    2)熔体流动速率仪(69320001)，意大利CEAST公司。
    3)高阻计(ZC36)，上海精密仪器厂。
    4)酒精喷灯，自制。
    5)管材耐压试验机(ZNY-16)，深圳新三思有限公司。
    前言
   近期煤炭部出台了关于煤炭行业安全的新举措，强制执行煤矿井下使用阻燃抗静电产品代替金属管。塑料管材有耐酸、耐碱、耐油、耐腐蚀、重量轻、成本低、服务年限长(约为钢的2.5倍)等优点，这是钢管所不能比拟的。但塑料管材极易产生静电，静电的积累可能导致静电火花放电，从而可能成为井下煤尘或瓦斯爆炸的点火源；塑料管材还有易燃、耐压和耐冲击性较低的缺点。为使煤矿井下用塑料管材安全地、可靠地替代钢管，必须进行阻燃、抗静电和机械性能方面的改性。对聚乙烯来说，阻燃改性一般采用低毒高效的卤系阻燃剂，其中尤以溴系阻燃剂的阻燃效果最好，同时与通过处理的辅助阻燃剂复合使用，可大大提高聚乙烯的阻燃效果。抗静电性的提高则采用导电粉体与有机抗静电剂复配，只要解决各种助剂的相容性，就能达到很好的阻燃抗静电效果。目前阻燃抗静电PE管材料的多数采用溴系阻燃体系和导电碳黑为主要改性剂，导电碳黑重量轻，比表面积大，导电效果好，但其污染大、加工性差，不利于规模化生产。为此，开展阻燃抗静电PE管材料的加工工艺研究尤为重要。
    本文针对阻燃抗静电PE体系中助剂添加量大、不易分散等问题进行了研究，分别采用一步加工法、两步加工法和母料直接加入成型法对阻燃抗静电PE管材料的加工和挤管成型加工等工艺进行了研究，结果表明：采用两步加工法加工生产的阻燃抗静电PE管材料分散性好、产品性能稳定，无污染、有利于大规模化生产。