[发明专利]煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材及其制备方法。煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材包括以下重量份的组分：60‑80份高密度聚乙烯、13‑18份改性超高分子量聚乙烯、8‑10份润滑剂、4‑8份耐腐蚀改性剂、5‑10份偶联剂、6‑10份阻燃剂、12‑17份聚乙烯纤维、6‑10份增强填充剂、5‑10份空心玻璃微珠；润滑剂由以下组分混合制成：氮化硼、玻璃酸钠、聚乙烯蜡、1‑3份乙基纤维素和硅油；耐腐蚀改性剂由以下组分经混合、研磨制成：聚四氟乙烯、硅藻土、碳化硅、二氧化钛。本发明的煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材具有自润滑性和耐腐蚀性好，不易结垢且输送能力强的优点。

技术领域

本发明涉及煤矿用管材技术领域，更具体地说，它涉及一种煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材及其制备方法。

背景技术

矿用输送管是指在矿井中供排水、通风、注浆、排瓦斯等输送管道，在60年代，国外曾采用硬质PVC作为输送的管道，但是由于低温性能差，易破碎，耐磨性不佳。70年代后，逐步被HDPE管所取代，由于HDPE管具有耐腐蚀、低温韧性好，使用温度达-40℃以下，抗蠕变性能好，使用寿命长，从而被广泛使用。

现有技术中，申请号为201811306079.5的中国发明专利文件中公开了一种高密度聚乙烯HDPE波纹管及其制备方法，由以下原料按重量分制备而成：HDPE/氧化石墨烯/碳酸钙改性复合材料100-120份，玻璃纤维20-40份，氧化铝15-30份，聚乙烯蜡10-15份，抗氧剂5-10份，玄武岩5-10份，二氧化硅1-5份，膨润土1-5份，润滑剂1-5份，过氧化苯甲酰2-7份，季戊四醇2-6份，偶联剂1-3份。

现有的这种高密度聚乙烯波纹管力学性能和柔韧性好，抗老化能力强，但是在煤矿中用于输送水时，因为管材的粗糙度较大，使得水在管道内流动时阻力较大，管材的输送能力较差，且煤矿排放水内硫、钙和磷等离子的含量较高，容易在管材内堆积结垢，并腐蚀管材，因此研制一种自润滑性和耐腐蚀性好，不易结垢且输送能力强的高密度聚乙烯管材是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材，其具有自润滑性和耐腐蚀性好，不易结垢且输送能力强的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材的制备方法，其具有制备方法简单，易于操作的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材，包括以下重量份的组分：60-80份高密度聚乙烯、13-18份改性超高分子量聚乙烯、8-10份润滑剂、4-8份耐腐蚀改性剂、5-10份偶联剂、6-10份阻燃剂、12-17份聚乙烯纤维、6-10份增强填充剂、5-10份空心玻璃微珠；

所述润滑剂由以下重量份的组分混合制成：4-7份氮化硼、2-5份玻璃酸钠、6-10份聚乙烯蜡、1-3份乙基纤维素和6-10份硅油；

所述耐腐蚀改性剂由以下重量份的组分经混合、研磨制成：3-6份聚四氟乙烯、2-5份硅藻土、1-3份碳化硅、4-7份二氧化钛。

通过采用上述技术方案，由于润滑剂中氮化硼是六方晶系结晶，具有抗化侵蚀性，不被无机酸侵蚀，氮化硼的摩擦系数小，润滑性能好，乙基纤维素能耐酸碱溶液的侵蚀，与高密度聚乙烯具有良好的相容性，与玻璃酸钠相互配合，具有良好的润滑性，聚乙烯蜡和硅油能够改善高密度聚乙烯和改性高潮分子量聚乙烯的流动性；耐腐蚀改性剂中的聚四氟乙烯具有最佳的耐腐蚀和不老化性，碳化硅具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性以及抗氧化性，碳化硅能够在空气中形成二氧化硅保护层，使得管材的耐酸碱性能提高，二氧化钛和硅藻土均具有优良的耐腐蚀性能，能够提高管材的耐腐蚀效果，且二氧化钛和硅藻土具有较好的增强作用，能够解决高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯混合后，管材力学性能降低的问题。