[发明专利]一种双抗塑料管材生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双抗（抗静电、阻燃）塑料管材生产方法，特别是层叠双抗（抗静电、阻燃）塑料管材生产方法。

背景技术

长期以来，煤矿、金属矿或非金属矿一直采用铸铁管道进行给排水、通风、吸尘和输送尾矿浆。由于铸铁管本身存在易腐蚀,搬运安装不方便,保养成本高等缺陷,因此迫切需要一种新型管材取代铸铁管，需要改善或用其它更理想的材料予以更替。以塑代钢是降低采矿行业钢材消耗，减轻劳动强度的良好途径。工程塑料质轻、耐磨、耐腐蚀、使用寿命长，对电、热具有良好的绝缘性，易于加工成型，所以在煤矿中的应用较为广泛。但其良好的绝缘性会使塑料表面积聚大量静电，很容易产生电火花，在矿井下高浓度的瓦斯气体氛围中遇到明火将会引起爆炸。为了保证安全生产，这些领域使用的管材要求具有很好的抗静电和阻燃性能，以防止事故的发生。

聚乙烯（PE）管材具有较好的韧性，但往往需要添加大量的阻燃剂和抗静电剂，导致成本增加并且添加成分的增加降低了PE管材的物理性能。聚氯乙烯（PVC）材料具有价格优势，PVC-U管材已在矿井大量使用。随着PVC管道的发展，PVC-U的缺点也暴露出来，主要表现在：PVC-U是一种脆性材料，容易发生快速开裂。PVC-U管材具有高模量、高强度和较低的价格优点，掩盖了PVC-U低韧性的缺点。韧性不足即脆性大，冲击性能和抗开裂性能差，在受到外界大力冲击时容易发生脆性破坏。在实际应用过程中，特别是在地质条件复杂的矿区，坠落的石块、矿中的乱石容易破坏PVC-U管材。因此，保持PVC-U原有的高强度、高模量的优良性能，改善其韧性不足的缺点，提高其抗冲性和抗开裂性是急需解决的问题。

发明内容

本发明采用层叠多层结构制备管材，可使塑料管材功能化。通过将PVC与韧性材料的层叠共挤出制备管材可增加PVC管材的韧性和抗冲击性，保持PVC原有的高强度、高模量的优良性能，改善其韧性不足的缺点，提高其抗冲性和抗开裂性，突破PVC-U使用局限性，也是PVC-U管材制造领域的重大技术突破。

对于PE层叠共挤出塑料管材，可大幅降低抗静电剂、阻燃剂的用量，降低成本并且能显著提高PE层叠复合管材的性能。

使用层叠器既能使导电材料和阻燃剂进行均匀分散又能减少使用量，同时可以提高分子链取向，提高管材的力学性能。使用层叠器可以减少挤出机的数量，使用层叠器还可以使复合管层数增多，提高双抗（抗静电、阻燃）性能。

本发明的目的在于提出一种抗静电、阻燃效果好、力学强度高、生产成本低的层叠双抗塑料管材的生产方法，该方法包括以下步骤：

（1）将树脂原料和导电填料与阻燃剂在混合机内进行混合，然后在挤出机Ⅰ中塑化熔融，制备A层料；将韧性树脂在挤出机Ⅱ中塑化熔融，制备B层料，将两种熔体送入汇流器Ⅲ中，汇合成AB双层复合体；

（2）将步骤（1）得到的AB双层复合熔体从汇流器Ⅲ流入具有一分为二流道，并且使熔体对向旋转的模头IV，得到ABBA的四层复合熔体；

（3）将步骤（2）得到的ABBA的四层复合熔体流入具有K个等分流道的层叠器Ⅴ中，制备成AB(BA)^KBA层复合熔体，其中K为2-6的整数；

（4）将步骤（3）得到的AB(BA)^KBA层复合熔体送入管材成型模具Ⅵ中，截面为矩形的AB(BA)^KBA层复合熔体以楔形汇合成型得到AB(BA)^KBA结构，内外面都具抗静电阻燃的双抗管材，然后定径冷却定长裁切。

进一步，所述管材的A层始终处于复合管材的暴露面。

进一步，所述树脂原料和导电炭黑与阻燃剂的质量为90:10:2。

进一步，所述导电填料选自由石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯；金属粉末、金属碎屑、金属纤维；镀金玻璃纤维,和涂镀镍、银、铜、铬的云母组成的组中的一种或多种的混合物。

进一步，所述阻燃剂选自无机阻燃剂或有机阻燃剂。

进一步，所述阻燃剂是无卤磷系阻燃剂。

进一步，所述B层料的韧性树脂或与A层料中使用的树脂相同，或是A层料中使用的树脂经过改性后的树脂，或是与A层料中使用的树脂具有相近熔融指数的树脂。

进一步，所述A、B层中的树脂选自PVC，PE，PP，CPE。

进一步，所述A、B层中的树脂是PVC或PE。

进一步，所述管材中A、B层的总层数为8-70。