[发明专利]一种高强度聚乙烯燃气管道及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度聚乙烯燃气管道及其制备方法，涉及燃气管道技术领域，一种高强度聚乙烯燃气管道，所述燃气管道包括以下重量份原料：聚乙烯60‑80份、苯乙烯马来酸酐共聚物15‑22份、乙撑双油酸酰胺‑8份、复合抗静电助剂15‑20份、阻燃剂2‑10份、聚乙烯蜡2‑3份、抗氧化剂0.4‑0.6份、硅烷偶联剂1‑2份。本发明的一种高强度聚乙烯燃气管道及其制备方法，在原料中使用了复合抗静电助剂，和基体材料之间不仅具有较好的相容性，同时还具有良好的分散性和稳定性。

技术领域

本发明涉及燃气管道技术领域，尤其涉及一种高强度聚乙烯燃气管道及其制备方法。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，城市居民数量的日益增加，对燃气工程等市政基础设施的要求也不断提高。燃气管作为输送可燃气体的专用管道，必须具备安装方便、连接可靠、耐腐蚀、不堵气、柔软性好、使用寿命长，可以任意弯曲而不变形、不阻气等特点，因此，对于燃气管道的材质提出了更高的要求。其中，聚乙烯(PE)管作为目前中国的市政管材，呈现出强劲的发展势头。

聚乙烯本身具有较高的电阻，能够达到10¹⁰-10²⁰欧姆，在作为燃气管使用时，燃气和管材发生摩擦，容易在管材上积聚静电，如果积聚的静电不能及时导出，容易产生爆炸，存在着极大的安全隐患。因此，在制备聚乙烯燃气管时，往往需要在聚乙烯基体内加入抗静电剂，但是传统的抗静电剂，大多属于小分子，添加进入聚乙烯基体内后，不仅不稳定，容易析出，而使用无机小分子导电填料也存在和聚乙烯相容性不好，导致聚乙烯的力学性能降低的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于设计提供一种高强度聚乙烯燃气管道及其制备方法，在原料中使用了复合抗静电助剂，和基体材料之间不仅具有较好的相容性，同时还具有良好的分散性和稳定性。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种高强度聚乙烯燃气管道，所述燃气管道的原料中添加了复合抗静电助剂，所述复合抗静电助剂是在碳纳米纤维上接枝丙烯酸后，与氧化石墨烯复合而成。

本发明的燃气管道，使用了复合抗静电助剂，首先，氧化石墨烯和碳纳米纤维均具有较好的导电性能，能够将基体材料中产生的静电荷及时导出，其次，通过丙烯酸接枝碳纳米纤维，一方面，在碳纳米纤维的表面引入丙烯酸分子链，形成刷毛状的结构，有利于碳纳米纤维表面能和极性的降低，增加和聚乙烯基体材料之间的相容性，另一方面，通过丙烯酸的引入，在和氧化石墨烯进行复合的时候，通过丙烯酸的插层效果，不仅能够增加氧化石墨烯的层间距，从而降低氧化石墨烯的团聚效应，同时还能够将碳纳米纤维和氧化石墨烯结合起来，形成网络状的结构，不仅更有利于静电荷的导出，同时还能够使得碳纳米纤维和氧化石墨烯之间起到相互的牵制作用，进而在一定程度上提高了复合抗静电助剂在基体材料中的分散性和稳定性。

另外，本发明中的复合抗静电助剂，所使用的氧化石墨烯和碳纳米纤维还能够对基体聚乙烯材料起到补强的作用，由于其和基体材料的相容性增加、分散性和稳定增加，因此，更有利于提高基体材料的力学性能。

进一步，所述燃气管道包括以下重量份原料：聚乙烯60-80份、苯乙烯马来酸酐共聚物15-22份、乙撑双油酸酰胺5-8份、复合抗静电助剂15-20份、阻燃剂2-10份、聚乙烯蜡2-3份、抗氧化剂0.4-0.6份、硅烷偶联剂1-2份。

进一步，所述燃气管道包括以下重量份原料：聚乙烯70份、苯乙烯马来酸酐共聚物18份、乙撑双油酸酰胺6份、复合抗静电助剂16份、阻燃剂6份、聚乙烯蜡3份、抗氧化剂0.5份、硅烷偶联剂1份。

进一步，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、可膨胀石墨中的一种或一种以上。

进一步，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂中的任意一种。

此外，本发明还公开了上述一种高强度聚乙烯燃气管道的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：