[发明专利]多组分多层共挤改性高模量塑料复合管材

说明书

技术领域

本发明涉及一种满足不同用途的，多组分多层共挤改性高模量塑料复合管材。

背景技术

目前，我国的矿井下用给水、排水管，瓦斯抽放管大部分仍采用钢管，由于钢管耐腐蚀性、耐磨性差，每年其有效壁厚不断降低，导致其使用寿命短，安全性降低；虽然采用了很多技术、如钢管表面镀锌、涂层处理以及近年来使用的喷塑处理等，提高了钢管的耐腐蚀性能。但由于技术上的制约，防护性能并不尽人意。因此新型矿井下用给水、排水管，瓦斯排放管不断涌现，有添加阻燃抗静电剂的聚乙烯管、聚氯乙烯管、玻璃钢管，这些管材性能不断提高，成本不断降低，但仍不能满足矿井下用给水、排水及瓦斯排放的高标准要求。主要表现在以下几点：1、矿井下瓦斯气体的成分比较复杂，有大量腐蚀性气体和水汽，钢管的钢性非常好，但易腐蚀，现用的表面处理技术不能很好的解决钢与保护层之间的结合性能；2、添加阻燃抗静电剂的聚乙烯、聚氯乙烯实壁管具有较好的耐腐蚀性能，但由于矿井下的水中含有较坚硬的砂石成分，管材的耐磨损性差，长期使用性能降低；3、玻璃钢管由于受瓦斯气体作用易造成“风化”影响使用寿命。矿山用管材如此，其它领域也不同程度的存在类似问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，设计一种根据工程应用工况的要求，可以“组装”的复合型塑料管材。它整体性好，强度高、耐老化、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击、阻燃、抗静电、成本低等，这些特点，可以同时集中体现在某一种管材上，也可以分别表现在不同用途的管材上。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：采用多组分多层共挤技术，使每一层都具有不同功能，满足不同性能要求；层与层间、组分之间结合性要好，保证管材的整体性要好；如三组分三层共挤改性高模量塑料复合矿山抽排水管，其外层为抗冲击、耐腐蚀、耐老化、阻燃、抗静电聚乙烯层(1)、中间层为高强度(或低成本)、抗冲击、耐腐蚀、阻燃塑料层(2)、内层为高耐磨、抗冲击、耐腐蚀、阻燃、抗静电塑料层(3)，其特征在于：中间改性高模量塑料层(2)为以聚乙烯为连续相，以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛等为分散相，所形成的共混物或它们的合金或它们的增强改性产物等，但不限于这些材料；其中无机增强填充物是经过表面活化处理，有机高分子材料共混物、合金等，添加了必要的增容剂。内层高耐磨阻燃抗静电层(3)为改性高耐磨阻燃抗静电聚乙烯层，由聚乙烯和交联聚乙烯、或超高分子量聚乙烯、或聚四氟乙烯、或聚甲醛，及必要的助剂等组成，但不限于这些材料。

该管材最外层和最内层采用阻燃抗静电材料，使管材具有优异的安全性能；内层采用高耐磨材料如：交联聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛等改性，减少矿井下砂石对管材的磨损作用，提高管材的寿命；中间改性高模量塑料层赋予管材优良的耐压能力以及受外力破坏的能力；无机填充物改性，如：无碱玻璃纤维、高模量碳酸钙、高模量滑石粉、硅灰石、陶土等及有机高分子材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛等，增加了聚乙烯材料的弹性模量，提高了材料的抗蠕变性；硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等表面活化剂增加无机填充物与聚乙烯之间的结合力，保证材料性能的均一稳定；有机高分子材料增容剂如：马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸酯接枝聚乙烯等增加相不容的材料间的结合力，提高管材的强度。

与现有技术相比，本发明三组分三层共挤改性高模量塑料复合管所具有的有益效果是：1、与钢管比，耐腐蚀性、耐磨性得到提高，管材使用寿命长。2、中间层采用改性高模量塑料层，与耐腐蚀性优秀的塑料实壁管比，管材的强度和耐压能力得到提高；3、、内层采用高耐磨材料改性，改善了矿井下水中砂石对管材的磨损，提高管材寿命，这是钢管和塑料实壁管所不可比拟的；4、与相同规格同种材料的塑料实壁管材相比，成本降低10％以上。

附图说明

附图是三组分三层共挤改性高模量塑料复合矿山抽排水管横向截面结构示意图；

1.外层阻燃抗静电耐老化塑料层 2.中间层改性高模量塑料层3.内层高耐磨阻燃抗静电塑料层。

具体实施方式

参照附图。

本三组分三层共挤改性高模量塑料复合矿山抽排水管的原料，包括外层阻燃抗静电塑料层1，中间层改性高模量塑料层2，内层高耐磨阻燃抗静电塑料层3，都是事先配制好了的，再分别使用三台挤出机经熔融塑化，通过三层共挤模具使三层材料同时挤出成型，并均匀复合成机械法无法分离的管坯，经冷却定型制成管材。三层的厚度可由调节挤出机的挤出量进行控制。