抗静电超韧煤矿通风管道的制备方法

煤矿开采会产生大量瓦斯气体，利用专用通风管道将瓦斯气体从管道中抽采出来，送到安全地点是保证煤矿安全生产的重要前提。一座现代化矿井中，需要铺设上百公里的通风管道。随着高分子材料复合改性技术的研究发展，以PVC材料为代表的塑料管相继出现。在2005年国家出台了煤矿井下用塑料管的行业标准(MT 558.2-2005),为高分子材料管道在煤矿瓦斯抽采管道领域的应用提供了标准依据。然而，与钢质材料管道相比，PVC管道抗腐蚀、耐老化且价格低廉；但是，由于PVC有着优异的介电性能，其表面电阻高达1014-1017，PVC管道在使用过程中，因摩擦等原因产生的静电无法释放，静电积累到一定程度产生火花，从而引发煤矿发生爆炸等重大恶性事故。总之，其抗静电性能差，需要进行抗静电改性。在国家规定的标准中，煤矿瓦斯抽采用PVC管道在200mm长度下的表面电阻需要低于108。目前主要通过添加抗静电剂来制备抗静电PVC管道，但抗静电效果并不持久，且受环境制约；导电填料如炭黑等的添加可以一定程度提高PVC管道的抗静电性，但添加量较大，会导致其机械加工性能下降。添加金属或者金属氧化物，成本较高，且与PVC相容性较差，容易导致PVC管道力学性能特别是韧性的大幅下降。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项抗静电超韧煤矿通风管道的制备方法，该技术与现有技术相比的有益效果是：一、炭黑以及碳纳米管作为导电填料，可以形成稳定的导电网络，进而有效的转移电荷，长久的保持和改善管道的抗静电性能。二、碳纳米管作为长径比较大的纳米填料，与零维炭黑相复合，可以在极低含量下形成导电网络；从而可以有效的降低炭黑的添加量，改善管道的后续机械加工性能。另一方面，炭黑可以在加工剪切过程中有效瓦解部分碳管缠结，有利于导电网络的形成，降低碳纳米管的用量，节约成本。三、碳纳米管力学性能优异，可以有效的改善PVC材料的力学性能，其次相较于抗静电剂、金属以及金属氧化物，高分子链更容易缠绕吸附在链状且长径比大的碳纳米管表面，两者相容性更好，因此有利于改善材料的力学性能，在良好相容性的保证下，碳管与炭黑形成的网络结构也有利于改善材料的韧性。实验证明，相比于只加入炭黑的PVC管道，该技术制得的复合材料管道断裂生长率高达50.45％，而拉伸强度高达49.71MPa；表面电阻低至1.27kΩ，完全符合国家煤矿井下用塑料管材的行业标准(MT 558.2-2005)，现将该抗静电超韧煤矿通风管道的制备方法及实施例介绍如下供研究交流参考：（641421  135481） 

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，
包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，
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