本發(fā)明涉及一種煤礦用抗靜電擠出硬PVC管材原料的制備方法，主要是涉及PVC原料、炭黑母粒載體樹脂、穩(wěn)定劑、導(dǎo)電炭黑及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯是一種性能優(yōu)良，價(jià)格便宜，用途廣泛的聚合物，是三大通用塑料之一。但是其用在煤礦井下必須具有良好的抗靜電性能。因?yàn)楦叻肿硬牧系谋砻骐娮杪屎芨?，容易積聚電荷，從而發(fā)生安全事故。為了具有優(yōu)良的導(dǎo)電或抗靜電性能，通常煤礦井下用的高分子材料都是通過添加導(dǎo)電炭黑來降低其體積電阻率或表面電阻率。為了能達(dá)到煤礦井下的抗靜電要求，導(dǎo)電炭黑在高分子材料中添加量通常≥12％～15％，才能滿足煤礦井下對(duì)高分子材料的抗靜電要求。這么高的炭黑含量必然導(dǎo)致基體材料PVC的性能變化，比如韌性和塑性下降。所以，如何制備低炭黑含量高抗靜電性能PVC材料，一直是煤礦井下用高分子材料制品的研究和開發(fā)熱點(diǎn)。本發(fā)明主要是針對(duì)PVC擠出管材用的PVC抗靜電原料的制備。對(duì)于其他成型方法或制品不具有適用性。本發(fā)明技術(shù)原理主要是利用管材擠出過程中聚合物流體會(huì)發(fā)生分子量的分級(jí)效應(yīng)和炭黑的優(yōu)先表面吸附效應(yīng)。利用分子量的分級(jí)效應(yīng)和炭黑的優(yōu)先吸附效應(yīng)，采用合適的配方和制備方法，來制備出低炭黑含量高抗靜電性能的硬質(zhì)PVC管材原料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的基本思想、目的和方法是利用管材擠出流動(dòng)過程中的分子量的分級(jí)效應(yīng)和炭黑的優(yōu)先表面吸附效應(yīng)來制備低炭黑含量的抗靜電PVC管材。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種煤礦用抗靜電擠出硬質(zhì)PVC管材原料，由下列原材料按比例混合而成，所述比例為重量比：
PVC為100份，低分子量PVC為20～30份，，穩(wěn)定劑為4～7份、導(dǎo)電炭黑為5～12份。。
最佳技術(shù)方案，由下列比例混合制成：
PVC為100份，低分子量PVC為30份，，穩(wěn)定劑為6份、導(dǎo)電炭黑為8份；
技術(shù)方案中所述的PVC原料為PVC原料為SG-5型，其Mn為9.8×104。。
技術(shù)方案中所述的低分子量PVC的分子量6.7×103。
技術(shù)方案中所述的導(dǎo)電炭黑的粒徑為30～75nm。
技術(shù)方案中所述的穩(wěn)定劑為鈣鋅穩(wěn)定劑。
制備方法包括以下步驟：
(1)先將導(dǎo)電炭黑與低分子量PVC在密煉機(jī)中熔融混合，熔融混合溫度120～160℃。
破碎制備成為導(dǎo)電炭黑母粒。
(2)再將導(dǎo)電炭黑母粒與PVC在轉(zhuǎn)速為800-1500轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻待用，控制溫度在常溫。
(3)然后將混合好的共混物用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混造粒，造粒的溫度控制在160-190℃之間；
(4)把所得到的擠出顆粒烘干后再利用雙螺桿管材擠出機(jī)進(jìn)行PVC管材擠出。
從上述技術(shù)方案實(shí)施中采用的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
(1)采用的是一種新的思路和技術(shù)，利用管材擠出過程中聚合物分子會(huì)自動(dòng)發(fā)生分子量的分級(jí)效應(yīng)，利用不同分子量其粘度不同，對(duì)炭黑的親和性和吸 附能力不同從而實(shí)現(xiàn)對(duì)炭黑的可控分散和分布。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PVC管材的表層和中間層炭黑的不均勻分布，實(shí)現(xiàn)和制備出低炭黑含量高抗靜電性能的PVC管材。
(2)相比采用其它管材擠出或其它成型加工方法，由于其炭黑的可控分散和分布，不僅PVC管材的抗靜電性能良好，且其基體PVC材料優(yōu)異的沖擊韌性和塑性保持也很好，沒有受到添加炭黑的顯著影響。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將導(dǎo)電炭黑與低分子量聚氯乙烯在密煉機(jī)中熔融混合，熔融混合溫度為145℃，制備成為導(dǎo)電炭黑母粒。再將導(dǎo)電炭黑母粒與聚氯乙烯在轉(zhuǎn)速為800-1500轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻待用，控制溫度在常溫。然后將混合好的共混物用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混造粒，造粒的溫度控制在160-190℃之間；把所得到的擠出顆粒烘干后再利用雙螺桿管材擠出機(jī)進(jìn)行PVC管材擠出，制備成為總導(dǎo)電炭黑含量為6％的抗靜電PVC管材。測試其性能，結(jié)果如下：表面電阻率為7×1010Ω.m,沖擊強(qiáng)度為5.5kJ/m2，抗拉強(qiáng)度為36.8Mpa。
實(shí)施例2
將導(dǎo)電炭黑與低分子量聚氯乙烯在密煉機(jī)中熔融混合，熔融混合溫度為145℃，制備成為導(dǎo)電炭黑母粒。再將導(dǎo)電炭黑母粒與聚氯乙烯在轉(zhuǎn)速為800-1500轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻待用，控制溫度在常溫。然后將混合好的共混物用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混造粒，造粒的溫度控制在160-190℃之間；把所得到的擠出顆粒烘干后再利用雙螺桿管材擠出機(jī)進(jìn)行PVC管材擠出，制備成為總導(dǎo)電炭黑含量為8％的抗靜電PVC管材。測試其性能，結(jié)果如下：表面電阻率為5×107Ω.m,沖擊強(qiáng)度為5.7kJ/m2，抗拉強(qiáng)度為40.3Mpa。
實(shí)施例3
將導(dǎo)電炭黑與低分子量聚氯乙烯在密煉機(jī)中熔融混合，熔融混合溫度為145℃，制備成為導(dǎo)電炭黑母粒。再將導(dǎo)電炭黑母粒與聚氯乙烯在轉(zhuǎn)速為800-1500轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中共混均勻待用，控制溫度在常溫。然后將混合好的共混物用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混造粒，造粒的溫度控制在160-190℃之間；把所得到的擠出顆粒烘干后再利用雙螺桿管材擠出機(jī)進(jìn)行PVC管材擠出，制備成為總導(dǎo)電炭黑含量為12％的抗靜電PVC管材。測試其性能，結(jié)果如下：表面電阻率為8.9×106Ω.m,沖擊強(qiáng)度為2.0kJ/m2，抗拉強(qiáng)度為39.4Mpa。