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雙抗材料(抗靜電\阻燃)

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產(chǎn)品簡介

聚乙烯雙抗料是以聚乙烯為主要材料,添加抗靜電劑和阻燃劑等組分通過共混改性制備而成的、具有抗靜電和阻燃功能的聚乙烯改性材料

詳細(xì)介紹

聚乙烯雙抗料是以聚乙烯為主要材料,添加抗靜電劑和阻燃劑等組分通過共混改性制備而成的、具有抗靜電和阻燃功能的聚乙烯改性材料。采用聚乙烯雙抗料制備的~具有阻燃和抗靜電功能的排水.噴漿~正壓通風(fēng)-負(fù)壓通風(fēng)-瓦斯抽放等管道通稱雙抗料管。與金屬管道相比,聚乙烯雙抗管具有質(zhì)量輕壽命長~施工方便~耐蝕~不易結(jié)垢.管壁粗糙度低.流體阻力小.連接性能好.強(qiáng)度大.耐沖擊、機(jī)械性能優(yōu)異等優(yōu)點,在采煤和采礦領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

關(guān)于聚乙烯雙抗料的配方研究報道較多巨,,主要開展炭黑阻燃劑和加工助劑等方面的研究,而工藝研究報道很少 ,阿托公司在聚乙烯雙抗料的開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)采用不同雙螺桿擠出機(jī)制備的雙抗料抗靜電性能波動很大,多次調(diào)整配方效果不佳。通過分析配方體系發(fā)現(xiàn):雙抗料中的聚乙烯流動性能差﹑熔體強(qiáng)度高,添加導(dǎo)電炭黑后熔體黏度進(jìn)一步提高;如果剪切力很大,容易破壞導(dǎo)電炭黑的結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致抗靜電性能不穩(wěn)定。因此,雙抗料的生產(chǎn)工藝需要深入和系統(tǒng)研究。

以下是研究生產(chǎn)工藝對聚乙烯雙抗母料的生產(chǎn)效率.：抗靜電-阻燃及力學(xué)性能的影響;探索影響抗靜電性能的主要工藝因素,篩選雙抗料生產(chǎn)工藝,為工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1實驗

1.1原材料

聚乙烯-DPE1D 4801DX,獨山子石化,導(dǎo)電炭黑卡博特公司>,阻燃劑和加工助劑等均為市售產(chǎn)品,改性劑自制。

1.2主要設(shè)備及儀器

雙螺桿擠出機(jī)中4D,LD=4D,南京橡塑公司;

實驗密煉機(jī)a ,青島一鳴橡膠機(jī)械有限公司;

生產(chǎn)密煉機(jī)8a,昆山科信公司﹔

單螺桿擠出機(jī)3o,LD=5,昆山科信公司;

熱壓成型機(jī)H12廣州橡塑機(jī)械廠;

沖片機(jī)aP5型上?；C(jī)械四廠;

試驗機(jī) CMT4ok01 2ON）深圳三思公司﹔

表面電阻儀S-a德國斯萊德公司。1.3試樣制備

雙抗母料。具體工藝條件:6>雙螺桿擠出機(jī)溫度19℃,轉(zhuǎn)速4orm;白>密煉機(jī)溫度19D ℃。

密煉時間Omo;s單螺桿擠出機(jī)溫度18℃,轉(zhuǎn)速cormho

樣料在o ℃下烘干2h.然后熱壓成2Dmm×Dmm×2mm厚的樣片﹐用裁刀裁取-拉伸和阻燃樣條。

1.4性能測試

拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷裂伸長率按GBTO12.22s標(biāo)準(zhǔn)測試。

抗靜電.阻燃性按MT.1-2T5進(jìn)行測試。

結(jié)果與討論

雙抗母料生產(chǎn)工藝的研究

雙抗母料可采用密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。工藝設(shè)計如下∶

工藝1

密煉機(jī)混煉一冷卻→破碎 →雙螺桿分散造粒

工藝2

密煉機(jī)混煉錐雙喂料> 單螺桿造粒

工藝3

主喂料﹑雙螺桿分散 →造粒

工藝4

單側(cè)喂料.雙螺桿分散 →造粒

雙抗母料配方﹐如表1所示。

圖片1.png

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40%的雙抗母料~48%的HDFE~0%的阻燃劑和2%的助劑進(jìn)行混合;采用雙螺桿擠出機(jī)制備雙抗料,并測試其表面電阻。母料的生產(chǎn)工藝過程評價與雙抗料的表面電阻測試結(jié)果,如表2所示。

圖片2.png

從表2可知密煉工藝在下料和生產(chǎn)控制方面具有優(yōu)勢,缺點是炭黑飄揚,環(huán)境污染大。工藝1制備的材料表面電阻高,抗靜電效果不佳。原因在于雙螺桿擠出機(jī)的剪切力太大,可能破壞了導(dǎo)電炭黑結(jié)構(gòu),說明剪切力對抗靜電效果影響較大。工藝3下料比較困難。原因是導(dǎo)電炭黑堆積密度小,生產(chǎn)過程中容易架橋。工藝4基本可以下料,但拉條切粒不順暢,如果改用熱切方式,切粒問題可以改善。工藝2生產(chǎn)控制和抗靜電。因此,將工藝2和工藝4列為可選工藝。

在小試成功的基礎(chǔ)上,對上述兩種工藝進(jìn)行中試試驗:工藝2采用密煉機(jī)中試,每機(jī)投料8Okg

生產(chǎn)過程順暢,粒子外觀良好,可行;江藝4中試生產(chǎn)mo后下料困難,生產(chǎn)過程不順暢?？傮w而言,工藝2相對。原因在于母料配方的炭黑含量較高,采用雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)時炭黑容易架橋影響下料。因此,采用密煉機(jī)混煉~單螺桿擠出造粒的工藝。

2.2雙抗料生產(chǎn)工藝的研究

雙抗料的生產(chǎn)工藝設(shè)計如下兩種:>直接法。表3為直接法的工藝配方。將所有組分加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融~混煉和造粒,一步制得雙抗料。Q>母料法。表4為母料法的工藝配方。首先采用工藝2制備雙抗母料,然后按表4配方進(jìn)行配料,并采用雙螺桿擠出機(jī)制備雙抗料。直接法利母料法生產(chǎn)的雙抗料性能測試結(jié)果,如表5所示。

圖片3.png

圖片4.png

圖片5.png

從表5可知:采用直接法制備的雙抗料表面電阻低于母料法的。原因在于母料法生產(chǎn)時炭黑分

散兩次,而直接法只分散一次,導(dǎo)電炭黑的結(jié)構(gòu)破壞較小,故抗靜電效果較好。這再次說明剪切力是影響抗靜電效果的主要因素。要獲得較佳的抗靜電效果,混煉設(shè)備的剪切力不宜太大。

然而,直接法工藝制備的雙抗料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率太低,不符合MT 53~MT113 等標(biāo)準(zhǔn)的要求。原因是配方中粉體含量太高,兩種粉體密度差異大,下料不穩(wěn)定和炭黑分散不佳所致。

母料法工藝制備的雙抗料表面電阻雖略高于直接法的,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1,力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于直接法的,所有性能全部滿足MT5B~MT113的要求。先后開展3次試驗,抗靜電效果和阻燃性能重現(xiàn)性良好,力學(xué)性能穩(wěn)定。這說明采用密煉機(jī)制備雙抗母料時炭黑的分散和分布較好,結(jié)構(gòu)破壞較小,即使在雙螺桿擠出機(jī)再次分散后仍能保持較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),故抗靜電性能穩(wěn)定,綜合性能優(yōu)良。

綜上所述,采用母料法是生產(chǎn)聚乙烯雙抗料的工藝。

結(jié)論

>雙抗母料中炭黑含量高,雙螺桿擠出工藝難度大。采用密煉機(jī)混煉-單螺桿擠出造粒工藝。

>采用密煉機(jī)混煉﹑單螺桿擠出造粒制備雙抗母料,然后將母料與其它組分采用雙螺桿擠出工藝制備雙抗料的母料法工藝。

>剪切力是影響雙抗料抗靜電性能的關(guān)鍵因素。要獲得較佳的抗靜電效果,剪切力不宜太大。

4>既要保持導(dǎo)電炭黑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定又要保證其良好的分布分散,才能制備綜合性能優(yōu)良的雙抗料。

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