[发明专利]一种制备管材用无卤聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域中的塑料配合及加工行业，具体地说，涉及一种制备管材用无卤聚乙烯组合物及其制备方法。用该组合物制备的管材特别适合于在煤矿、井下、给排水、输导气体等危险作业中使用。

背景技术

在当今党和政府提出了鼓励从事可持续发展的循环经济建设方针，作为可循环使用的塑料用于取代钢材大有可为。随着塑料材料和加工技术的进步，用塑料管材取代金属管越来越受到重视。因为以往广泛使用的金属管，体积大而笨重，特别是用于地下施工作业，劳动强度大，加上钢材本身耐腐蚀性差，成本高，安装和维护都很不方便。与此相对，塑料管材耐腐蚀性好，重量轻，成本低。易安装。所以“以塑代钢”是实现资源优化和可持续发展的重要思路。

为此，塑料管材，尤其是成本低廉，原材料来源充足的聚乙烯管材更受到各方面的青睐。聚乙烯管材虽然具有一些特殊的优点，但它也存在易燃、易产生静电等致命缺点，尤其是在一些特殊应用中，例如用于煤矿、井下、给排水、输导气体等危险作业，对于这类特别要求重视安全性的独特工作环境，更要求具备阻燃性能好、低烟、抗静电等特殊性能，因此国内外关于聚乙烯管材的改性研究报道很多。

关于聚乙烯管材的阻燃，主要有卤阻燃和无卤阻燃两种研究方向，尤其现在随着《报废电子电气设备指令》(WEEE-200296EC)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(RoHS-200295EC)的实施，国外对无卤阻燃的要求越来越严酷，因此有关这方面的研究报道也 越来越多。但国内，虽然《电子信息产品污染控制管理办法》(中国的RoHS)指令也已经实施，但阻燃法规还不是很健全，所以只有如CN03138807.8、CN200510104289.4等一些介绍有卤阻燃聚乙烯管材的资料。而在煤矿、井下、给排水、输导气体等危险作业中，随着聚乙烯管材的需求扩大和社会对环保的要求的提高，更需要无卤聚乙烯管材组合物走向市场。

发明内容

本发明针对上面所述的国内现有技术的不足，旨在提供一种适用于制造管材的无卤聚乙烯组合物及其制备方法。用该组合物制造的管材特别适合于在煤矿、井下、给排水、输导气体等危险作业中使用。

本发明是这样实现的，它是一种制备管材用无卤聚乙烯组合物，其特征是，以重量份计，组成该组合物的组分包括：

无卤阻燃剂                11～45份

抗静电剂                  0.1～8份

聚乙烯                    45～85份

其中，无卤阻燃剂是由膨胀型阻燃剂和膦酸酯阻燃剂复配而成。

所述的膨胀型阻燃剂和膦酸酯阻燃剂复配的重量比为(2～20)∶1。

所述的膨胀型阻燃剂由包覆聚磷酸铵、三聚氰胺及其衍生物和无卤大分子成炭阻燃剂组成，三者的重量比为包覆聚磷酸铵∶三聚氰胺及其衍生物∶无卤大分子成炭阻燃剂＝(2～10)∶1∶(0.2～7)。

所述的膦酸酯阻燃剂选自三苯基膦酸酯、间苯二酚双膦酸酯、双酚A二(二苯基)膦酸酯、双酚A二(甲苯基)膦酸酯、1，4-哌嗪二膦酸酯、环己基亚氨基二苯基膦酸酯、十二烷基二苯基膦酸酯、2-乙基己基二苯基膦酸酯或苯基二(4-氨基苯基)膦酸酯中的一种。

所述的包覆聚磷酸铵选自密胺-甲醛包覆聚磷酸铵、环氧树脂包覆聚磷酸铵、不饱和树脂包覆聚磷酸铵或EVA包覆聚磷酸铵中的一种。

所述的三聚氰胺及其衍生物选自三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸盐、三 聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、双季戊四醇三磷酸酯三聚氰胺盐或磷酸双季戊四醇酯三聚氰胺盐中的一种或几种。

所述的无卤大分子成炭阻燃剂的分子结构如下：

式中，n＝5～100。

它是由结构式如下所示的化合物

和NH₂CH₂CH₂OH以及H₂NCH₂CH₂NH₂，经取代缩聚反应而成的新型聚合物。

所述的抗静电剂选自炭黑、碳纤维或石墨中的一种。

所述的聚乙烯选自高密度聚乙烯、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的共混物、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯的共混物、或超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的共混物中的一种。

所述的超高分子量聚乙烯是指基体粘均分子量为150～650万的超高分子量聚乙烯。