[发明专利]煤矿用环状多腔救生带聚乙烯专用料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿用环状多腔救生带聚乙烯专用料的制备领域。

背景技术

随着我国煤炭行业的快速发展，煤矿事故也呈现出上升的趋势，安全生产已成为煤矿的头等大事。

煤矿井下一旦发生事故，在一定的时间内井下处于一种与世隔绝的环境，在此状态下，矿下人员如何实现自救和互救已引起各界的高度重视。国外煤矿有使用氧气自救器代替过滤式自救器；自救器使用的训练工作；逃生路线的准则等报道。而且国内煤矿也有这方面的类似做法。但煤矿发展到今天，井下矿工应有更可行的自救和互救方法。

考虑到煤矿的开采环境，若能在煤矿的开采过程中铺设一种多功能的救生带使井下与外界连通，无疑是一种非常好的设计。此救生带可以根据不同需要做成多腔，型腔可以做成长方形、圆形、弹头型等，腔内可以穿线、通风、输水，在正常开采条件下，可以做布线管材使用，若是在事故状态下，可以通过该救生带往井下输送气体(氧气或空气)、液体(水或饮食)、信息等帮助矿工争取时间、采取措施、成为矿工获得生存的安全器具，实现井下、井上即可达到自救与互救的目的。

但是制备这种救生带的材料要求非常高，必须达到阻燃抗静电的要求，还要具有较高的韧性及刚性，优异的加工成型性能。目前国内外还没有这样的专用料供应市场。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种煤矿用环状多腔救生带聚乙烯专用料及其制备方法，聚乙烯专用料达到阻燃抗静电的要求，而且具有较高的韧性及刚性和优异的加工成型性能，满足煤矿用材料性能的要求。

本发明煤矿用环状多腔救生带聚乙烯专用料，其特征在于以质量百分数计，由聚乙烯复配改性树脂47～61％、增韧增强改性剂10～24％、无机磷系阻燃剂5～10％、改性复配导电炭黑5～15％、抗氧剂0.3～0.5％、润滑剂1.0～1.5％、分散剂0.7～1.0％和加工助剂1.3～2.0％组成，其中所述聚乙烯复配改性树脂由HDPE和高分子量聚乙烯按照质量配比为83∶17组成，所述增韧增强改性剂，是由增强改性物与增韧改性物按照6.5∶3.5的质量比例组成的混合物，其中增强改性物，是在高密度聚乙烯树脂中，加入占高密度聚乙烯树脂量的0.5％的引发剂和占高密度聚乙烯树脂量的3％的接枝单体马来酸酐在180℃～210℃下进行接枝得到的，增韧改性物由75％POE和25％EPDM组成，所述无机磷系阻燃剂是微胶囊化赤磷与氢氧化镁的复合物，其混合质量比例为90∶10，改性复配导电炭黑由75％HG-1P和25％YML-100组成的复合炭黑，在50～80℃下，加入复合型单烷氧基类钛酸酯偶联剂进行表面改性得到的，偶联剂用量为复合炭黑质量的2.5％。

其中优选的技术方案为：

所述高分子量聚乙烯的重均分子量为25万～35万。

所述引发剂为过氧化二异丙苯。

所述偶联剂采用复合型单烷氧基类钛酸酯，如市售牌号LD27。

所述无机磷系阻燃剂为微胶囊化赤磷与氢氧化镁的复合物，微胶囊化赤磷采用市售产品：CQFR-2002，生产厂家为连云港传奇阻燃科技有限公司。

所述抗氧剂采用公知的四[3-(3′5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)，润滑剂采用聚乙烯蜡，分散剂采用硬脂酸钡，加工助剂采用蜡类XH-001型聚合物(成都祥和专用蜡有限公司生产)。

制备本发明所述煤矿用环状多腔救生带聚乙烯专用料的方法，首先是将复合炭黑置于密闭捏合容器中，在55℃～65℃下连续用复合型单烷氧基类钛酸酯偶联剂溶液(稀释剂为液体石蜡，与偶联剂的配比为1∶1，其中复合型单烷氧基类钛酸酯偶联剂用量为复合炭黑总量的3～5％)雾化后喷洒在炭黑表面进行改性，搅拌机转速20～30r/min.雾化处理0.5～1.0小时，得到改性炭黑。

然后，将改性复配炭黑与各种原料加入到另一捏合器中，在转速5～30r/min、温度＜50℃下捏合5～10min。加入到双螺杆挤出机或密炼机中，在160～260℃温度下熔融混炼2～20min，然后挤出造粒而成。

本发明具有如下特点：

1.采用复配的高性能导电炭黑，经表面改性后不仅满足了材料抗静电性能的要求，而且解决了加入大量普通炭黑使材料的强度显著降低、由于炭黑分散不均而影响材料的长期性能的技术难题；

2.采用无机磷系阻燃剂，解决了溴系阻燃剂产生“二次污染”的问题，确保了矿工的人身安全，同时也符合国内外塑料阻燃剂的发展方向。

3.采用增韧改性与交联改性复合技术，保持了材料的韧性与刚性的综合平衡。