[发明专利]一种高刚度抗静电改性中空壁缠绕管的制备工艺

说明书

本发明涉及一种高刚度抗静电改性中空壁缠绕管的制备工艺。利用改性纳米氧化锌晶须对石墨烯进行改性，将纳米氧化锌晶须、乙烯基硅烷偶联剂和石墨烯结合为一体，乙烯基硅烷偶联剂和纳米氧化锌晶须均匀地分散在石墨烯表面和片层间，改善了石墨烯的表面性能，有效促进了纳米氧化锌晶须和石墨烯的分散，防止其团聚，和高密度聚乙烯树脂作用，提高了体系间的相容性，改善管材的力学性能和韧性与刚度；一方面提高了管材的成碳量，改善了管材的热稳定性；另一方面，纳米氧化锌晶须和石墨烯配合，在体系间形成连续的导电通路，大大提高了管材的导电性，提高了管材的抗静电阻燃效果；制备方法简单科学，成本低廉，制备工艺环保，不会对环境产生污染。

技术领域

本发明属于塑料管材制备工艺技术领域，涉及一种高刚度抗静电改性中空壁缠绕管的制备工艺。

背景技术

中空壁缠绕管是一种以高密度聚乙烯(HDPE)为原料，采用热态缠绕成型工艺制成的结构壁管材，具有柔韧性强、内壁光滑、流动阻力小、耐磨和耐腐的性能，具有优异的高刚度、高强度、重量轻、耐冲击性强、不易破损等特点，适用于输送水温在45℃以下的市政排水、建筑室外排水、埋地农田输排水、工业排污、道路排水、污水及废水排放系统、运动场及广场工程排水和电气电信工程等。

塑料管材是绝缘材料，具有良好的电绝缘性能，但是其表面极易产生静电。工业生产环境中的悬浮粉尘与中空壁缠绕管表面相互摩擦碰撞，正负电荷重新分布，分别聚集在中空壁管材表面和粉尘上；且这些静电荷难以迁移，当静电荷聚集到一定程度就会放电产生火花，带来安全隐患，引起火灾或化学品爆炸。

为了使塑料管材具有优异的抗静电性能，通常需要对塑料树脂原料进行抗静电改性，现有的抗静电改性方法一般是添加抗静电添加剂如导电炭黑，但是导电炭黑只能得到黑色产品，而且用量大时还会破坏管材的某些力学性能。

发明内容

发明的目的：本发明提供了一种高刚度抗静电改性中空壁缠绕管的制备工艺，工艺简单科学，成本低廉，制得的中空壁缠绕管刚度大大提高，抗静电性能优异且耐久性好。

技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种高刚度抗静电改性中空壁缠绕管的制备工艺，包括以下步骤：

(1)按重量分数计，分别称取高密度聚乙烯100-120份、线性低密度聚乙烯10-20份、氯化聚乙烯10-20份、纳米氧化锌晶须改性石墨烯8-12份、增容剂6-12份、润滑剂1-3份、阻燃剂3-9份、抗氧剂0.5-1.5份、偶联剂1-3份、纳米碳酸钙1-5份、加工助剂1-3份、引发剂4-6份；

(2)先将上述配方量的低密度聚乙烯、氯化聚乙烯、抗氧剂、总量1/2的偶联剂在高速混料机中进行混合均匀、塑化后再加入引发剂混合均匀得混合物A；

(3)将上述配方量的高密度聚乙烯、纳米氧化锌晶须改性石墨烯、增容剂、润滑剂、阻燃剂、抗氧剂、剩余1/2的偶联剂、纳米碳酸钙、加工助剂投入高速搅拌机中搅拌30-40min后加入步骤(2)中的混合物A继续搅拌10-20min充分混合均匀后倒入双螺杆挤出机中加温、加压塑化呈熔融状态挤出型材，当型材冷却至40-90℃，同时在缠绕方向与前进方向上双向牵引型材，形成中空壁缠绕管。

优选的，所述纳米氧化锌晶须改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：首先将10-20份纳米氧化锌晶须进行预处理：放入110±10℃烘箱内烘干2-3h，烘干后冷却至＜60℃；

其次将3-5份乙烯基硅烷偶联剂溶解于40-60份无水乙醇中，再加入预处理冷却后的纳米氧化锌晶须进行超声分散，升温至70-80℃搅拌均匀过滤后得到改性纳米氧化锌晶须，待用；